肝细胞内糖原含量与肝脏缺血再灌注损伤关系的实验研究
作者：汤礼军 田伏洲 王雨 李晓军
单位：汤礼军(成都军区总医院全军普外中心实验室， 四川成都610083)；田伏洲(成都军区总医院全军普外中心实验室， 四川成都610083)；王雨(成都军区总医院全军普外中心实验室， 四川成都610083)；李晓军(成都军区总医院全军普外中心实验室， 四川成都610083)
关键词：肝糖原/分析；肝/化学；再灌注损伤/代谢；肝/代谢
中国普通外科杂志000111 摘要：目的 探讨细胞内糖原含量与肝脏缺血再灌注损伤之间的关系及其相关机理。方法 对3组糖原含量显著不同的兔肝脏缺血再灌注过程中的组织形态学、肝脏酶学、组织ATP含量及细胞膜Na+K+-ATP酶，Ca2+-ATP酶活性进行观察。结果 糖原含量高的肝脏，其细胞能量代谢旺盛、细胞膜Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性强、组织结构及功能损伤轻。结论 缺血前增加肝糖原负荷可显著减轻肝脏缺血再灌注损伤程度。
, 百拇医药
分类号：Q539.2；R619.9 文献标识码：A
文章编号：1005-6947(2000)01-0035-04
Relationship between hepatocellular glycogen content and liver ischemia-reperfusion injury in rabbits
TANG Li-jun TIAN Fu-zhou WANG Yu Li Xiao-jun
(the Centeral Lab. of General Surgery, Chengdu Military Central Hospital, Chengdu 610083，China)
Abstract：Objective To investigate the relationship between hepatocellular glycogen content and liver ischemia-reperfusion injury as well as the mechanism. Methods Changes in histomorphology, liver enzymology, tissue ATP content and activities of membrane Na+K+-ATPase and Ca2+-ATPase were observed in three rabbit groups in which the glycogen content during liver ischemia-reperfusion injury showed significantly different. Results Liver with high content of glycogen demonstrated vigorous metabolism, strong enzymatic activity of membrane Na+K+-ATPase and Ca2+-ATPase and it diminished injury of tissue structure and function. Conclusions Intracellular abundant glycogen may reduce liver damage caused by ischemia-reperfusion.
, 百拇医药
Key words： LIVER GLYCOGEN/anal；LIVER/chem；REPERFUSION INJURY/metab；LIVER/metab
CLC number： Q539.2；R619.9 Document code： A ▲
肝脏缺血再灌注(I/R)损伤是肝切除及肝移植等临床过程中常涉及到的一共同的病理生理过程。其间，细胞内无氧糖酵解无疑是缺血肝细胞赖以生存的能量来源。由于肝细胞具有很强的糖原合成及贮存功能，因此若缺血前增加肝细胞糖原贮存量，则有可能减轻肝脏缺血再灌注损伤程度。本实验应用兔肝脏缺血再灌注损伤模型，对肝细胞内糖原含量与肝脏缺血再灌注损伤之间的关系进行了探讨，报道如下。
1 材料与方法
1.1 实验动物及模型制备
, 百拇医药 健康新西兰大耳白兔21只，雌雄不拘，体重2.5～3.1kg。随机分为3组，术前24h各组动物分别做以下处理：A组(n=7)禁食24h；B组(n=7)标准实验室饮食；C组(n=7)标准实验室饮食+每4h静脉注射25%葡萄糖20ml(共6次)。此后，按下列方法制备肝脏缺血再灌注损伤模型。
动物麻醉后，消毒，剖腹。于尾状叶上方游离出左侧叶、左中央叶及右中央叶的血管和胆管，用无损伤钳一并夹闭，造成该三叶完全性缺血，45min后解除钳夹，恢复肝脏血流。
1.2 标本采集及检测指标
1.2.1 肝组织糖原含量测定 动物剖腹后， 即于肝左侧叶获取200mg左右肝组织标本，置-70℃ 冰箱内，备用。糖原测定按Cywes等介绍的葡萄糖氧化酶法进行[1]。
1.2.2 组织学观察 于缺血前、缺血45min及再灌注1h时，自肝左侧叶取活检组织标本，常规处理后，HE染色，光镜下观察病理变化。
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1.2.3 肝组织ATP含量及细胞膜Na+K+-ATP酶，Ca2+-ATP酶活性测定 于缺血前、缺血 45min及再灌注1h，自肝左中央叶获取约200mg 组织，置液氮中保存。采用高效液相色谱仪(Gilson公司)测定组织中ATP含量。按上述时相，自肝左中央叶另取100mg左右组织用作细胞膜Na+K+-ATP酶，Ca2+-ATP酶活性测定。方法按南京建成生物工程研究所提供的试剂盒说明书进行。
1.2.4 肝脏酶学检查 于再灌注1h抽取兔血液标本，应用自动化生化分析仪测定血清天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)及碱性磷酸酶(AKP)含量。
1.2.5 动物生存率 动物术后均不作特殊处理，观察各组动物术后3d存活率。
1.3 统计学处理
, 百拇医药
计量数据均以
±s表示，应用医用统计学程序“PDA-2”文件对各组数据进行单因素方差分析。
2 结 果
2.1 肝组织糖原含量测定结果
缺血前3组肝脏组织糖原含量彼此间均存在显著差异(P<0.01，表1)。
表1 3组肝缺血前组织糖原含量(mg/g湿组织) 动物序号
A组
B组
C组
1
, http://www.100md.com
10.12
38.75
49.40
2
9.58
38.31
48.73
3
10.01
39.42
51.12
4
10.35
, http://www.100md.com
36.26
47.01
5
9.87
39.04
48.92
6
9.43
38.51
44.44
7
9.62
42.22
, http://www.100md.com
48.54±s
9.85±0.911)
38.93±5.721)，2)
48.31±6.581)，2)
注：1)，2) P<0.012.2 组织学观察结果
各组肝脏缺血前组织形态结构均正常。缺血45min时，3组肝脏均表现程度不等的肝细胞肿胀及肝窦腔狭窄，其中以A组上述病理改变最为明显，且偶见点状肝细胞坏死灶；C组肝细胞仅有轻～中度肿胀。再灌注1h时，A组肝细胞肿胀程度进一步加重，出现大量脂肪样变性，肝窦腔明显变窄或消失，局部区域可见成堆的白细胞浸润，浸润区肝细胞常伴有局灶性坏死；而此时C组肝脏的病理变化与其缺血时比较则有明显的改善。
, 百拇医药
2.3 肝脏酶学变化结果
再灌注1h时，血清中AST，ALT及AKP含量是A组>B组>C组，且3组间存在显著性差异(P<0.01，表2)。
表2 3组肝再灌注1h时血清肝脏酶学变化(u/L，±s) 组别
n
AST
ALT
AKP
A
7
41.07±5.04
, http://www.100md.com
69.21±7.28
70.30±8.15
B
7
36.83±6.251)
58.74±5.33
57.42±8.17
C
7
29.51±5.121)，2)
, http://www.100md.com 49.36±6.251)，2)
50.26±5.901)，2)
注：1)与A组比P<0.01；2)与B组比P<0.01
2.4 肝组织ATP含量：细胞膜Na+K+-ATP酶，Ca2+-ATP酶活性测定结果
3组缺血前肝组织ATP含量， Na+K+-ATP酶活性及Ca2+-ATP酶活性均无显著差异(P>0.05)， 缺血45min及再灌1h时各组间的肝组织ATP含量，Na+K+-ATP酶活性及Ca2+-ATP酶活性均存在明显差异(P<0.01)，其中以A组含量最低，C组含量最高(表3，4，5)。
, 百拇医药
表3 3组肝组织ATP含量变化(μmol/g 湿组织，±s) 组别
n
缺血前
缺血前45min
再灌注1h
A
7
2.65±0.08
0.31±0.04
0.35±0.07
, 百拇医药
B
7
2.66±0.12
1.06±0.011)
1.42±0.091)
C
7
2.66±0.20
1.69±0.171)，2)
2.03±0.111)，2)
注：1)与同时相A组比P<0.01；2)与同时相B组比P<0.01表4 3组肝细胞膜Na+K+-ATP酶活性变化
, http://www.100md.com
(uMpi/ng pr/h，±s) 组别
n
缺血前
缺血45′
再灌注1h
A
7
40.51±3.32
15.74±1.92
15.84±2.47
B
, http://www.100md.com
7
41.63±2.56
20.52±2.071)
29.42±3.321)
C
7
40.78±3.51
28.43±2.251)，2)
36.53±3.771)，2)
注：1)与同时相A组比P<0.01；2)与同时相B组比P<0.01表5 3组肝细胞膜Ca2+-ATP酶活性变化
, 百拇医药
(uMpi/ng pr/h，±s) 组别
n
缺血前
缺血45min
再灌注1h
A
7
8.47±0.25
2.87±0.091)
2.93±0.143)
B
, 百拇医药
7
8.56±0.37
3.59±0.161)
4.18±0.211)
C
7
8.72±0.33
5.21±0.241)，2)
6.45±0.581)，2)
注：1)与同时相A组比P<0.01；2)与同时相B组比P<0.01
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2.5 动物术后3d生存率
A组兔死亡4只(57.14%)，B组死亡3只(42.86%)，C组死亡1只(14.29%)，各组间动物术后3d死亡率差异显著(P<0.05)。
3 讨 论
迄今对于肝缺血再灌注损伤的确切机理尚未完全了解。目前普遍认为，肝细胞生物能量缺乏是引发缺血肝脏一系列病理改变的始动因素[2]。在肝缺血初期，肝细胞虽可通过无氧糖酵解来代偿其能量不足，但随着缺血时间的延续，胞浆内贮存的能量代谢底物不断消耗，细胞无氧糖酵解功能也逐渐减退，最终将导致细胞内ATP缺乏。近来的研究表明，肝缺血期间，由于肝细胞糖原可分解为葡萄糖而为无氧糖酵解提供底物，因此细胞内糖原在缺血肝细胞的能量代谢中起主导作用[3，4]。据此，若能在缺血前增加肝细胞糖原负荷则有望延长肝对缺血时间的耐受，减轻肝缺血再灌注损伤程度。
, 百拇医药
本实验采取缺血前(术前)24h禁食、普食及普食加静脉注射葡萄糖等3种方法制备了3组糖原含量显著不同的兔肝脏模型，在随后的缺血再灌注观察中发现，肝糖原含量与肝脏缺血再灌注损伤程度之间存在明显的相关性；肝缺血前糖原含量越高，其缺血再灌注损伤程度即越轻：①3组肝于缺血45min及再灌注1h时的组织病理改变以糖原含量最低的A组最为严重，而糖原含量最高的C组最轻；②再灌注1h时血清AST，ALT及AKP含量均表现为A组>B组>C组，且各组间差异显著(P<0.01)。表明A组肝功能损伤最重，B组次之，C组最轻；③动物术后3d生存率以C组最高，A组最低。此外，本实验中对肝组织ATP含量测定结果也发现，3组肝脏组织缺血前ATP含量无显著差异，而在缺血45min时各组间则存在显著性差异(P<0.01)，且此时的肝组织ATP水平与缺血前肝糖原含量间呈明显相关。本组结果表明，肝缺血时肝组织细胞糖原贮存越多，细胞内无氧糖酵解越旺盛(ATP含量越高)，肝脏缺血再灌注损伤即越轻。
为进一步探讨肝细胞内糖原及ATP含量变化与肝缺血再灌注损伤之间的关系，本实验对肝细胞膜Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性进行了测定。结果发现，3组肝脏在缺血45min时肝细胞膜Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶的活性与缺血前肝糖原含量密切相关，糖原含量高者，酶活性也越高；且各组间均存在显著差异(P<0.01)。Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶是机体内各种细胞生物膜上普遍存在的膜结合酶。它们在维持细胞内外渗透压平衡和跨膜电化学梯度、确保细胞内外离子平衡等方面起着至关重要的作用。当各种病理因素致使这两种酶活性下降时，即可引起细胞内Na+潴留、Ca2+超载及细胞外高K+，进而细胞水肿及功能障碍。由于这两种酶在发挥各自的功能时均有能量依赖性，因此当细胞内ATP缺乏时势必影响其功能的发挥。本实验中糖原含量高的肝细胞在缺血期间可产生相对多的ATP，后者对保持细胞膜Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶生物活性，维持细胞内外环境稳定起决定性作用。此可能是本研究中肝细胞糖原能明显改善肝脏缺血再灌注损伤的重要原因。
, 百拇医药
此外，本实验3组肝脏于再灌注1h时的组织ATP含量均存在显著性差异(P<0.01)，且C组肝组织ATP水平已有明显恢复。此可能是由于一方面糖原含量高的肝细胞内与葡萄糖有氧氧化相关的葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶及丙酮酸激酶等的活性相对增高[5，6]，因此再灌注时细胞能充分氧化血流中的葡萄糖产生ATP；另一方面糖原含量丰富的肝细胞在缺血期间损伤小，因而再灌注后短期内细胞氧化磷酸化功能即可得到良好的恢复。另外，与能量有关的Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性变化规律也与ATP基本一致，说明这两种酶的生物活性具有明显的能量(ATP)依赖性。
本实验结果表明，增加肝细胞内糖原负荷能显著拮抗肝缺血再灌注损伤。临床上在阻断肝血流施行复杂的肝脏手术之前，若能增加肝细胞糖原含量则有望减轻肝脏缺血再灌注损伤程度，降低手术风险。■
作者简介：汤礼军(1965-)，男，安徽和县人，成都军区总医院全
, 百拇医药
军普外中心实验室主治医师，博士，从事肝脏创伤研究。
参考文献：
[1]Cywes R, Paul CB, Juan R, et al. Effect of intraportal glucose on hepatic glycogen content and degradation, and outcome of liver transplantation[J]. Ann Surg, 1992,26(3):235～247
[2]Cywes R, Greig PD, Morgan GR, et al. Rapid donor liver nutritional enhancement in a large animal model[J]. Hepatology, 1992,16(5):1271～1279
[3]Astarcioglu I, Adam R, Gigou M, et al. High levels of glycogen in the donor liver improve survival after liver transplantation in rats[J]. Transplantation Proceeding, 1991,23(5):2465～2466
, 百拇医药
[4]Wolf RFE, Hoeven JAB, Kamman RL, et al. Tissue PH in cold stored human donor livers preserved in University of Wisconsin solution[J].Transplantation,1996,61(1):66～70
[5]Weber G, Singhal L, Stamm NB, et al. Synchronous behavior pattern of key glycolytic enzymes: glucokinase, phosphofrucotokinase, and pyruvate kinase[J]. Adv Enzyme Regul, 1966,4(5):59～62
[6]Sadamori H, Tanaka N, Yagi L, et al. The effects of nutritional repletion on donors for liver transplantation in pigs[J]. Transplantation, 1995,60(4):317～321
收稿日期：1998-12-03
修改日期：1999-12-03, 百拇医药
单位：汤礼军(成都军区总医院全军普外中心实验室， 四川成都610083)；田伏洲(成都军区总医院全军普外中心实验室， 四川成都610083)；王雨(成都军区总医院全军普外中心实验室， 四川成都610083)；李晓军(成都军区总医院全军普外中心实验室， 四川成都610083)
关键词：肝糖原/分析；肝/化学；再灌注损伤/代谢；肝/代谢
中国普通外科杂志000111 摘要：目的 探讨细胞内糖原含量与肝脏缺血再灌注损伤之间的关系及其相关机理。方法 对3组糖原含量显著不同的兔肝脏缺血再灌注过程中的组织形态学、肝脏酶学、组织ATP含量及细胞膜Na+K+-ATP酶，Ca2+-ATP酶活性进行观察。结果 糖原含量高的肝脏，其细胞能量代谢旺盛、细胞膜Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性强、组织结构及功能损伤轻。结论 缺血前增加肝糖原负荷可显著减轻肝脏缺血再灌注损伤程度。
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分类号：Q539.2；R619.9 文献标识码：A
文章编号：1005-6947(2000)01-0035-04
Relationship between hepatocellular glycogen content and liver ischemia-reperfusion injury in rabbits
TANG Li-jun TIAN Fu-zhou WANG Yu Li Xiao-jun
(the Centeral Lab. of General Surgery, Chengdu Military Central Hospital, Chengdu 610083，China)
Abstract：Objective To investigate the relationship between hepatocellular glycogen content and liver ischemia-reperfusion injury as well as the mechanism. Methods Changes in histomorphology, liver enzymology, tissue ATP content and activities of membrane Na+K+-ATPase and Ca2+-ATPase were observed in three rabbit groups in which the glycogen content during liver ischemia-reperfusion injury showed significantly different. Results Liver with high content of glycogen demonstrated vigorous metabolism, strong enzymatic activity of membrane Na+K+-ATPase and Ca2+-ATPase and it diminished injury of tissue structure and function. Conclusions Intracellular abundant glycogen may reduce liver damage caused by ischemia-reperfusion.
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Key words： LIVER GLYCOGEN/anal；LIVER/chem；REPERFUSION INJURY/metab；LIVER/metab
CLC number： Q539.2；R619.9 Document code： A ▲
肝脏缺血再灌注(I/R)损伤是肝切除及肝移植等临床过程中常涉及到的一共同的病理生理过程。其间，细胞内无氧糖酵解无疑是缺血肝细胞赖以生存的能量来源。由于肝细胞具有很强的糖原合成及贮存功能，因此若缺血前增加肝细胞糖原贮存量，则有可能减轻肝脏缺血再灌注损伤程度。本实验应用兔肝脏缺血再灌注损伤模型，对肝细胞内糖原含量与肝脏缺血再灌注损伤之间的关系进行了探讨，报道如下。
1 材料与方法
1.1 实验动物及模型制备
, 百拇医药 健康新西兰大耳白兔21只，雌雄不拘，体重2.5～3.1kg。随机分为3组，术前24h各组动物分别做以下处理：A组(n=7)禁食24h；B组(n=7)标准实验室饮食；C组(n=7)标准实验室饮食+每4h静脉注射25%葡萄糖20ml(共6次)。此后，按下列方法制备肝脏缺血再灌注损伤模型。
动物麻醉后，消毒，剖腹。于尾状叶上方游离出左侧叶、左中央叶及右中央叶的血管和胆管，用无损伤钳一并夹闭，造成该三叶完全性缺血，45min后解除钳夹，恢复肝脏血流。
1.2 标本采集及检测指标
1.2.1 肝组织糖原含量测定 动物剖腹后， 即于肝左侧叶获取200mg左右肝组织标本，置-70℃ 冰箱内，备用。糖原测定按Cywes等介绍的葡萄糖氧化酶法进行[1]。
1.2.2 组织学观察 于缺血前、缺血45min及再灌注1h时，自肝左侧叶取活检组织标本，常规处理后，HE染色，光镜下观察病理变化。
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1.2.3 肝组织ATP含量及细胞膜Na+K+-ATP酶，Ca2+-ATP酶活性测定 于缺血前、缺血 45min及再灌注1h，自肝左中央叶获取约200mg 组织，置液氮中保存。采用高效液相色谱仪(Gilson公司)测定组织中ATP含量。按上述时相，自肝左中央叶另取100mg左右组织用作细胞膜Na+K+-ATP酶，Ca2+-ATP酶活性测定。方法按南京建成生物工程研究所提供的试剂盒说明书进行。
1.2.4 肝脏酶学检查 于再灌注1h抽取兔血液标本，应用自动化生化分析仪测定血清天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)及碱性磷酸酶(AKP)含量。
1.2.5 动物生存率 动物术后均不作特殊处理，观察各组动物术后3d存活率。
1.3 统计学处理
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计量数据均以
±s表示，应用医用统计学程序“PDA-2”文件对各组数据进行单因素方差分析。2 结 果
2.1 肝组织糖原含量测定结果
缺血前3组肝脏组织糖原含量彼此间均存在显著差异(P<0.01，表1)。
表1 3组肝缺血前组织糖原含量(mg/g湿组织) 动物序号
A组
B组
C组
1
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10.12
38.75
49.40
2
9.58
38.31
48.73
3
10.01
39.42
51.12
4
10.35
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36.26
47.01
5
9.87
39.04
48.92
6
9.43
38.51
44.44
7
9.62
42.22
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48.54
±s9.85±0.911)
38.93±5.721)，2)
48.31±6.581)，2)
注：1)，2) P<0.012.2 组织学观察结果
各组肝脏缺血前组织形态结构均正常。缺血45min时，3组肝脏均表现程度不等的肝细胞肿胀及肝窦腔狭窄，其中以A组上述病理改变最为明显，且偶见点状肝细胞坏死灶；C组肝细胞仅有轻～中度肿胀。再灌注1h时，A组肝细胞肿胀程度进一步加重，出现大量脂肪样变性，肝窦腔明显变窄或消失，局部区域可见成堆的白细胞浸润，浸润区肝细胞常伴有局灶性坏死；而此时C组肝脏的病理变化与其缺血时比较则有明显的改善。
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2.3 肝脏酶学变化结果
再灌注1h时，血清中AST，ALT及AKP含量是A组>B组>C组，且3组间存在显著性差异(P<0.01，表2)。
表2 3组肝再灌注1h时血清肝脏酶学变化(u/L，
±s) 组别n
AST
ALT
AKP
A
7
41.07±5.04
, http://www.100md.com
69.21±7.28
70.30±8.15
B
7
36.83±6.251)
58.74±5.33
57.42±8.17
C
7
29.51±5.121)，2)
, http://www.100md.com 49.36±6.251)，2)
50.26±5.901)，2)
注：1)与A组比P<0.01；2)与B组比P<0.01
2.4 肝组织ATP含量：细胞膜Na+K+-ATP酶，Ca2+-ATP酶活性测定结果
3组缺血前肝组织ATP含量， Na+K+-ATP酶活性及Ca2+-ATP酶活性均无显著差异(P>0.05)， 缺血45min及再灌1h时各组间的肝组织ATP含量，Na+K+-ATP酶活性及Ca2+-ATP酶活性均存在明显差异(P<0.01)，其中以A组含量最低，C组含量最高(表3，4，5)。
, 百拇医药
表3 3组肝组织ATP含量变化(μmol/g 湿组织，
±s) 组别n
缺血前
缺血前45min
再灌注1h
A
7
2.65±0.08
0.31±0.04
0.35±0.07
, 百拇医药
B
7
2.66±0.12
1.06±0.011)
1.42±0.091)
C
7
2.66±0.20
1.69±0.171)，2)
2.03±0.111)，2)
注：1)与同时相A组比P<0.01；2)与同时相B组比P<0.01表4 3组肝细胞膜Na+K+-ATP酶活性变化
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(uMpi/ng pr/h，
±s) 组别n
缺血前
缺血45′
再灌注1h
A
7
40.51±3.32
15.74±1.92
15.84±2.47
B
, http://www.100md.com
7
41.63±2.56
20.52±2.071)
29.42±3.321)
C
7
40.78±3.51
28.43±2.251)，2)
36.53±3.771)，2)
注：1)与同时相A组比P<0.01；2)与同时相B组比P<0.01表5 3组肝细胞膜Ca2+-ATP酶活性变化
, 百拇医药
(uMpi/ng pr/h，
±s) 组别n
缺血前
缺血45min
再灌注1h
A
7
8.47±0.25
2.87±0.091)
2.93±0.143)
B
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7
8.56±0.37
3.59±0.161)
4.18±0.211)
C
7
8.72±0.33
5.21±0.241)，2)
6.45±0.581)，2)
注：1)与同时相A组比P<0.01；2)与同时相B组比P<0.01
, http://www.100md.com
2.5 动物术后3d生存率
A组兔死亡4只(57.14%)，B组死亡3只(42.86%)，C组死亡1只(14.29%)，各组间动物术后3d死亡率差异显著(P<0.05)。
3 讨 论
迄今对于肝缺血再灌注损伤的确切机理尚未完全了解。目前普遍认为，肝细胞生物能量缺乏是引发缺血肝脏一系列病理改变的始动因素[2]。在肝缺血初期，肝细胞虽可通过无氧糖酵解来代偿其能量不足，但随着缺血时间的延续，胞浆内贮存的能量代谢底物不断消耗，细胞无氧糖酵解功能也逐渐减退，最终将导致细胞内ATP缺乏。近来的研究表明，肝缺血期间，由于肝细胞糖原可分解为葡萄糖而为无氧糖酵解提供底物，因此细胞内糖原在缺血肝细胞的能量代谢中起主导作用[3，4]。据此，若能在缺血前增加肝细胞糖原负荷则有望延长肝对缺血时间的耐受，减轻肝缺血再灌注损伤程度。
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本实验采取缺血前(术前)24h禁食、普食及普食加静脉注射葡萄糖等3种方法制备了3组糖原含量显著不同的兔肝脏模型，在随后的缺血再灌注观察中发现，肝糖原含量与肝脏缺血再灌注损伤程度之间存在明显的相关性；肝缺血前糖原含量越高，其缺血再灌注损伤程度即越轻：①3组肝于缺血45min及再灌注1h时的组织病理改变以糖原含量最低的A组最为严重，而糖原含量最高的C组最轻；②再灌注1h时血清AST，ALT及AKP含量均表现为A组>B组>C组，且各组间差异显著(P<0.01)。表明A组肝功能损伤最重，B组次之，C组最轻；③动物术后3d生存率以C组最高，A组最低。此外，本实验中对肝组织ATP含量测定结果也发现，3组肝脏组织缺血前ATP含量无显著差异，而在缺血45min时各组间则存在显著性差异(P<0.01)，且此时的肝组织ATP水平与缺血前肝糖原含量间呈明显相关。本组结果表明，肝缺血时肝组织细胞糖原贮存越多，细胞内无氧糖酵解越旺盛(ATP含量越高)，肝脏缺血再灌注损伤即越轻。
为进一步探讨肝细胞内糖原及ATP含量变化与肝缺血再灌注损伤之间的关系，本实验对肝细胞膜Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性进行了测定。结果发现，3组肝脏在缺血45min时肝细胞膜Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶的活性与缺血前肝糖原含量密切相关，糖原含量高者，酶活性也越高；且各组间均存在显著差异(P<0.01)。Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶是机体内各种细胞生物膜上普遍存在的膜结合酶。它们在维持细胞内外渗透压平衡和跨膜电化学梯度、确保细胞内外离子平衡等方面起着至关重要的作用。当各种病理因素致使这两种酶活性下降时，即可引起细胞内Na+潴留、Ca2+超载及细胞外高K+，进而细胞水肿及功能障碍。由于这两种酶在发挥各自的功能时均有能量依赖性，因此当细胞内ATP缺乏时势必影响其功能的发挥。本实验中糖原含量高的肝细胞在缺血期间可产生相对多的ATP，后者对保持细胞膜Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶生物活性，维持细胞内外环境稳定起决定性作用。此可能是本研究中肝细胞糖原能明显改善肝脏缺血再灌注损伤的重要原因。
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此外，本实验3组肝脏于再灌注1h时的组织ATP含量均存在显著性差异(P<0.01)，且C组肝组织ATP水平已有明显恢复。此可能是由于一方面糖原含量高的肝细胞内与葡萄糖有氧氧化相关的葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶及丙酮酸激酶等的活性相对增高[5，6]，因此再灌注时细胞能充分氧化血流中的葡萄糖产生ATP；另一方面糖原含量丰富的肝细胞在缺血期间损伤小，因而再灌注后短期内细胞氧化磷酸化功能即可得到良好的恢复。另外，与能量有关的Na+K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性变化规律也与ATP基本一致，说明这两种酶的生物活性具有明显的能量(ATP)依赖性。
本实验结果表明，增加肝细胞内糖原负荷能显著拮抗肝缺血再灌注损伤。临床上在阻断肝血流施行复杂的肝脏手术之前，若能增加肝细胞糖原含量则有望减轻肝脏缺血再灌注损伤程度，降低手术风险。■
作者简介：汤礼军(1965-)，男，安徽和县人，成都军区总医院全
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军普外中心实验室主治医师，博士，从事肝脏创伤研究。
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收稿日期：1998-12-03
修改日期：1999-12-03, 百拇医药