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编号:10250223
特异性清除循环肿瘤坏死因子-α对内毒素休克时肝细胞氧化应激的影响
http://www.100md.com 《中国急救医学》 2000年第1期
     作者:龙海波 张训 侯凡凡

    单位:龙海波(第一军医大学南方医院肾内科,广州 510515);张训(第一军医大学南方医院肾内科,广州 510515);侯凡凡(第一军医大学南方医院肾内科,广州 510515);龙海波(龙海波现在第一军医大学珠江医院肾内科,广州 510282)

    关键词:内毒素休克;肿瘤坏死因子;免疫吸附;肝脏;氧自由基

    中国急救医学000101 摘 要:目的 观察免疫吸附特异性清除循环肿瘤坏死因子-α(TNF-α)对内毒素休克时肝细胞氧化应激的影响,并探讨其与一氧化氮(NO)之间的关系。方法 给新西兰白兔一次性静注内毒素(LPS)8.0×109 cfu/kg,免疫吸附组和空灌流组分别于1小时后经抗TNF-α单克隆抗体亲和免疫吸附柱或未偶联抗体的空灌流柱进行血液灌流2小时,对照组不予血液灌流,观察血浆NO-2和丙二醛(MDA)含量、全血超氧化物歧化酶(SOD)活力、肝组织中MDA含量和SOD活力以及肝功能变化。结果 免疫吸附治疗后,血浆和肝组织中MDA含量明显下降,全血和肝组织中SOD活力显著增高;血浆NO的生成显著减少,但又高于注射LPS前水平;肝功能损害明显减轻。结论 免疫吸附特异性清除循环TNF-α既明显抑制了内毒素休克时肝细胞氧化应激,又使NO浓度保持在一定范围内,可能是该方法能明显减轻内毒素性肝损害的重要原因。
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    中图分类号:R 392.32;R 364.14 文献标识码:A

    文章编号:1002-1949(2000)01-0001-03

    Effect of specific removal of circulating tumor necrosis factor-α by immunoadsorption on hepatocellular oxidant stress during endotoxin shock

    LONG Hai-bo

    (Department of Nephrology, Nanfang Hospital, First Military Medical University,Guangzhou 510515,China)

    ZHANG Xun
, 百拇医药
    (Department of Nephrology, Nanfang Hospital, First Military Medical University,Guangzhou 510515,China)

    HOU Fan-fan.

    (Department of Nephrology, Nanfang Hospital, First Military Medical University,Guangzhou 510515,China)

    Abstract:Objective To evaluate the effect of specific removal of circulating tumor necrosis facfor-α(TNF-α) by immunoadsorption on hepatocellular oxidant stress during endotoxin shock.Methods New Zealand white rabbits were injected intravenously with Lipopolysaccharide(LPS,Escherichia coli O111:B4,8.0×109 cfu/kg)and undergone hermoperfusion through a column containing immunoadsorbent produced by the attachment of anti-TNF-α monoclonal antibody to agarose beads at 1st hour after LPS injection.The plasma nitrite (NO-2,one of the stable end products of nitric oxide)and malondialdehyde(MDA)levels,blood superoxide dismutase(SOD)activities,as well as serum alanine transaminase and aspartate transaminase levels were detected,At 24th hour after injecting LPS,the MDA levels and SOD activities of livers were measured also.Results After immunoadsorption treatment, the concentration of plasma NO2- was significantly decreased but it was significantly higher than the baseline value,and reduced productions of oxygen free radicals,as well as attenuated injury of liver function were observed.Conclusion Specific removal of circulating TNF-α by immunoadsorption can reduce the production of oxygen free radicals and inhibit hepatocellular oxidant stress.
, 百拇医药
    Key words:Shock,septic; Tumor necrosis factor; Immunoadsorption; Liver; Oxygen free radicals▲

    肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是内毒素(LPS)所致肝脏病理生理过程的关键性促炎介质,也是导致内毒素休克时一氧化氮(NO)生成增加和肝细胞氧化应激的主要原因[1]。本研究旨在观察应用免疫吸附的方法特异性清除循环TNF-α对内毒素休克时肝细胞氧化应激的影响,并探讨其与NO之间的关系。

    1 材料与方法

    1.1 抗TNF-α单克隆抗体亲和免疫吸附柱和空灌流柱的制作[2]

    1.2 内毒素休克动物模型建立 新西兰白兔65只,雌雄不限,体重2.0~2.5 kg,由第一军医大学南方医院动物所提供,右颈总动脉、左颈外静脉和股动脉插管,股动脉导管与多道生理记录仪相连接以检测注射LPS后3小时内平均动脉压(MAP)的变化。经颈外静脉一次注入自制大肠杆菌LPS(E coli O111B4)8.0×109 cfu/kg后,动物随机分为三组:①对照组(n=25):仅观察血压和抽取血样;②空灌流组(n=25):经空灌流柱进行血液灌流2小时;③免疫吸附组(n=15):经免疫吸附柱进行血液灌流2小时。
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    1.3 血液灌流方法 于注射LPS后1小时开始,血液自右颈总动脉引出,流经P-1蠕动泵(Pharmacia-LKB产品)和免疫吸附柱或空灌流柱,从左颈外静脉回输体内,血流量为5 ml/min,持续进行2小时。

    1.4 指标检测 于注射LPS前及后6、24小时留取血标本,24小时活杀动物,迅速取出肝脏。①血浆NO含量:分光光度比色法,测定NO的稳定代谢终产物之一NO-2的浓度,试剂盒由军事医学科学院放射医学研究所提供。②血浆和肝组织中丙二醛(MDA)含量:改良TBA微量法,试剂盒由暨南大学医学院病理生理学教研室提供。③全血和肝组织中超氧化物歧化酶(SOD)活力:NBT法,试剂盒由军事医学科学院放射医学研究所提供。④血清丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST):利用康宁550全自动生化分析仪(CIBA-CORNING公司)检测。

    1.5 统计学分析 数据以均数±标准差(±s)表示。多个样本均数比较采用方差分析,其两两比较采用q检验。同组内不同时间比较采用t检验。P<0.05为显著性差异的标准。
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    2 结果

    2.1 MAP和血浆TNF-α活性变化 注射LPS后,对照组与空灌流组MAP迅速下降且一直维持在低血压状态,血浆TNF-α活性则于2小时达峰值,呈陡直的单峰曲线,二组间比较均无显著性差异。免疫吸附组MAP自血液灌流后0.5小时起明显升高,2小时明显高于其它二组;而血浆TNF-α活性则于注射LPS后2、3、6小时明显低于其它二组[2]

    2.2 血浆NO-2含量变化 对照组和空灌流组于注射LPS后6小时显著增加,24小时仍高于注射前,二组间比较无显著性差异。免疫吸附组注射LPS后6、24小时血浆NO-2含量均低于其它二组,但6小时也高于注射前水平。

    2.3 血浆MDA含量和全血SOD活力变化 注射LPS后6、24小时,对照组与空灌流组血浆MDA含量明显增高,全血SOD活力显著下降,二组间比较无显著性差异。免疫吸附组血浆MDA含量和全血SOD与注射前比较均无显著性差异,前者明显低于其它二组,而后者则显著高于其它二组(附表)。
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    附表 注射大肠杆菌内毒素(LPS)后血液和肝组织检测结果(±s) 组 别

    时间

    (小时)

    只数

    NO2-

    (μmol/L)

    MDA

    (nmol/L)

    SOD

    (U/ml)
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    ALT

    (U/ml)

    AST

    (U/ml)

    LMDA

    (nmol/g湿重)

    LSOD

    (U/g湿重)

    C组

    0

    8

    4.8±1.6

    3.0±0.5
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    256.0±49.9

    18.8±8.7

    24.7±9.0

    6

    8

    13.3±4.7△△

    4.3±0.1

    147.7±24.8△△

    34.0±7.7△△

    53.9±18.7△△

    
, 百拇医药
    

    24

    8

    8.2±1.4△△

    5.2±0.7△△

    136.5±28.8△△

    61.9±23.7△△

    131.5±31.1△△△

    72.0±21.4

    54.5±11.5

, http://www.100md.com     P组

    0

    8

    5.4±1.9

    3.1±0.4

    274.4±39.2

    20.2±9.1

    21.2±8.6

    6

    8

    14.2±4.8△△

    4.3±1.0
, 百拇医药
    183.8±16.1△△

    31.6±8.3

    51.9±13.5△△

    

    

    24

    8

    8.4±2.6

    5.0±0.9△△

    143.8±16.6△△
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    58.2±10.2△△

    120.7±19.7△△△

    65.4±20.0

    60.8±13.1

    H组

    0

    8

    52±14

    3.0±0.5

    268.5±53.0

    19.2±9.0

    22.9±11.6
, 百拇医药
    6

    8

    7.1±1.8△

    3.3±0.5

    239.9±26.9

    22.4±5.2

    33.2±6.4

    24

    8

    6.1±1.3

    3.2±0.3
, 百拇医药
    214.6±43.4

    35.8±17.8△

    81.4±36.8△△

    38.6±13.2

    131.4±27.5

    与注射LPS前(0小时)比较:△P<0.05,△△P<0.01,△△△P<0.001;与C组及P组同一时间比较:P<0.05,P<0.01,P<0.001;

    MDA:丙二醛;SOD:超氧化物歧化酶;ALT:丙氨酸转氨酶;AST:天冬氨酸转氨酶;LMDA:肝组织中MDA;LSOD:肝组织中SOD;C组:对照组;P组:空灌流组;H组:免疫吸附组
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    2.4 血清ALT与AST变化 注射LPS后,对照组与空灌流组血清ALT、AST 6小时明显升高,24小时升高更明显,二组间比较无显著性差异。免疫吸附组血清ALT、AST于注射LPS后6、24小时均明显低于其它二组,24小时亦高于注射LPS前。

    2.5 注射LPS后24小时肝组织中MDA含量和SOD活力变化 对照组与空灌流组比较无显著性差异。免疫吸附组MDA含量明显低于其它二组,SOD活力则显著高于其它二组。

    3 讨论

    TNF-α是内毒素休克时最早释放且起关键作用的介质,由TNF-α等诱导而产生的NO和氧自由基(OFR)在内毒素休克时肝损害的发生发展过程中具有十分重要的作用[1]。NO可以抑制肝细胞线粒体呼吸、蛋白质和脂肪合成,影响核酸和脂类代谢,但同时又能改善微循环,抑制血小板聚集及白细胞粘附,因而当其浓度在一定范围内时对肝脏具有保护作用,高于此浓度时则表现为毒性效应[3]。内毒素休克时,肝细胞氧化应激的毒性效应最终都可导致中性粒细胞炎性浸润和释放多种蛋白酶,而且还可通过NADPH氧化酶中介“呼吸爆发”,产生大量氧化反应中间产物(ROI),如超氧阴离子(O-*2)、羟自由基(OH·)、过氧化氢(H2O2)等,这些物质能与膜和DNA结合产生脂质过氧化反应而导致肝细胞损害,线粒体电子传递链是细胞产生ROI部位,其中CoQ是产生OFR的根源[4]
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    近年来,NO在内毒素休克时肝细胞氧化应激中的作用和地位日益受到重视,其机制也十分复杂,还原型谷胱甘肽(GSH)在诱导型NO合酶(iNOS)的活性表达中具有重要作用,GSH不仅本身具有抗肝细胞氧化应激作用,而且能激活iNOS,增强NO在肝细胞氧化应激中的作用,同时能调节水溶性鸟苷酸环化酶活性[5]。NO既能与OH·等自由基结合减轻组织损伤,起到解毒作用[6],还可抑制细胞色素P450(CYP450)活性,相应减少一些化合物和药物经CYP450代谢产生中间产物,减少肝细胞对ROI的氧化应激作用[7]。但是NO也能与O-*2反应形成过亚硝酸盐(ONOO-),ONOO-是氧化应激损伤的主要自由基之一,可分解成比O-*2更具毒性的OH·和NO2,从而对O-*2的损伤效应起到放大作用[8];NO还可通过诱导IL-8等细胞因子产生而介导氧化应激晚期的炎症反应[7]。因此,有效调节NO在肝细胞中的生成和作用可减少内毒素休克时氧化应激对肝细胞的损伤。
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    结果表明,特异性免疫吸附可以显著降低循环TNF-α水平,减少OFR生成,抑制肝脏局部的脂质过氧化作用,使内毒素休克兔肝功能损害明显减轻。同时,免疫吸附治疗后,血浆中NO水平明显下降,但又高于注射LPS前,既明显改善了低血压状态,又保留了NO维持机体自身稳定的功能,其效果实际上相当一种选择性抑制iNOS的方法[9],从而保留了内毒素休克时一定量的NO对肝细胞的保护作用。

    免疫吸附特异性清除循环TNF-α可抑制内毒素休克时肝细胞氧化应激的机制目前尚不清楚,可能与下述因素有关:①由于TNF-α水平明显下降,减少了因“呼吸爆发”和磷脂酶A2途径而产生的OFR。②有效提高了MAP,改善了微血管血流灌注(在同时进行的兔肠系膜 微循环观察中所发现),使肝组织缺血、缺O2明显减轻,从而改善了肝组织对氧的利用和代谢,使OFR生成减少。③由于微循环障碍减轻和有害物质的产生减少,肝组织内抑制抗氧化酶合成及其活性的作用减轻。④由于同样的原因,循环血中OFR水平明显下降而抗氧化酶活力无明显减轻。研究表明,NO与O-*2之比是引起脂质过氧化损害或是抑制其毒性反应的决定因素[10],特异性免疫吸附既明显抑制了内毒素休克时肝细胞氧化应激,又使NO浓度保持在一定范围内,可能是该方法能明显减轻内毒素性肝损害的原因。
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    由于本方法与目前国内外的抗TNF-α方法相比具有许多优点,因而可能为内毒素休克的治疗开辟了一条新的有效途径,具有广阔的临床应用前景。■

    基金来源:国家自然科学基金资助项目(批准号:39370336)

    参考文献:

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, 百拇医药
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    [9]龙海波,张训,侯凡凡.免疫吸附特异性清除循环肿瘤坏死因子-α对内毒素休克时一氧化氮的影响[J].中华医学杂志,1998,78(1):23-26.

    [10]Billiar TR.The delicate balance of nitric oxide and superoxide in liver pathology[J].Gastroenterology,1995,108(2):603-605.

    收稿日期:1998-12-17

    修回日期:1999-10-13, http://www.100md.com