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编号:10207300
乙酰半胱氨酸对内毒素性休克兔的保护作用
http://www.100md.com 《江苏医药》 2000年第2期
     作者:俞雷 张家留 徐鑫荣

    单位:俞雷(南京医科大学第一附属医院ICU 210029); 张家留(南京医科大学第一附属医院ICU 210029); 徐鑫荣(南京医科大学第一附属医院ICU 210029)

    关键词:乙酰半胱氨酸;内毒素性休克;丙二醛;乳酸;氧自由基

    江苏医药000212 摘 要:目的 研究乙酰半胱氨酸(NAC)对内毒素性休克兔的治疗作用。方法 以大肠杆菌内毒素(055:B5)复制内毒素休克模型,并分为对照组和NAC治疗组,对两组间的血压变化、乳酸、丙二醛及一氧化氮的浓度变化进行了比较。结果 NAC治疗组血压下降的峰值较对照组减少30%,乳酸和丙二醛浓度上升小于对照组(P<0.05)。结论 NAC在内毒素休克早期可延缓血压下降和过氧化反应,对氧代谢也有一定保护作用。

    Protective effects of N-acetyl-1-cysteine in rabbit endotoxic shock
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    YU Lei,ZHANG Jialiu,XU Xingrong

    (ICU,the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University,Nanjing 210029)

    Abstract:Objective To study the therapeutic effects of N-acetyl-1-cysteine (NAC) in rabbit endotoxic shock.Methods Rabbits which were divided into control group and NAC group were challenged by E.coli LPS(055:B5) to set up the model of endotoxic shock.The alteration of blood pressure and changes of concentration of lactic acid,malondialdehyde and nitrogen monoxide between the two groups were compared with each other.Results The reduction of blood pressure of NAC group was 30% less than that of control.The increased concentration of lactic acid and malondialdehyde was also less than that of control group.Conclusion NAC can delay the reduction of blood pressure and oxidative stress.It also has protective effect on oxygen metabolism.
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    Key words:N-acetyl-1-cysteine Endotoxic shock Malondialdehyde Lactic acid Free oxygen radical▲

    内毒素性休克的病理生理过程十分复杂,涉及到炎症介质多达上百种。尽管目前的治疗手段从血流动力学、氧代动力学支持直到针对炎症介质的单抗都已用于临床,但其病死率仍居高不下。吞噬细胞“呼吸爆发”所致过氧化反应是引起机体损伤的常见原因之一[1],因此抗氧化剂对内毒素性休克的治疗在理论上有重要意义。前期研究已证明机体的抗氧化能力和内毒素性休克时的生存率呈正相关[2]。乙酰半胱氨酸(NAC)是人体内天然抗氧化剂还原型谷胱苷肽(GSH)的前体物质,推测其对内毒素性休克时的过氧化反应有抑制作用。研究已证明预先给予NAC有提高内毒素休克时的氧供和氧耗,抑制TNF活性等保护作用[3]。但NAC、GSH等的治疗作用还鲜见报道。本实验的目的是研究在已存在内毒素血症的情况下再给予NAC是否有治疗作用,从而评估其在临床上的实用价值。
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    材料和方法

    一、动物模型

    一级雄性青紫蓝兔16只,由南京铁道医学院动物实验中心提供,体重2.09±0.12 kg。随机分为两组,对照组和治疗组,每组8只。实验前禁食一晚,但给予自由饮水。2%戊巴比妥2 ml/kg静脉注射麻醉后,动物固定于仰卧位,右股动脉插管接监护仪(西门子1260)实时监测血压并接三通采血;右颈外静脉插管测中心静脉压并接三通注药、输液。按300 μg/kg注射大肠杆菌LPS(Sigma公司,血清型055:B5),每毫克LPS溶于10毫升生理盐水,30分钟注射完毕。注射LPS后用生理盐水充分补液,保持中心静脉压维持于基础水平。治疗组LPS注射完毕后立即注射NAC(Sigma公司)300 mg/kg,并继以30 mg.kg-1.h-1维持至实验结束。对照组注射相同体积的生理盐水。

    二、标本采集
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    分别于注药前、LPS注射完成后1小时、2小时、3小时、4小时和5小时经股动脉采血,肝素抗凝,1 500转/分离心15分钟。血浆置-20℃保存。

    三、标本检测

    测定血浆一氧化氮(NO)、丙二醛(MDA)以及乳酸(LD)的检测试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供。一氧化氮采用硝酸酶还原法测定;利用MDA与硫代巴比妥酸形成红色缩合物,在532 nm处有最大吸光度的特性来检测。

    四、统计学处理

    对所得数据进行组内组间比较,t检验。组内比较指以同组0小时与5小时的数值进行比较。组间比较指同一时间不同组的数值进行比较。P<0.05,则有显著性差异;P>0.05,则无显著性差异。所有数值均以均数±标准差的形式表示。

    结 果
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    一、两组血压变化比较

    两组血压均呈先下降、再缓慢上升的趋势。对照组下降速度快且收缩压峰值时降幅达30%。NAC组血压降幅小于对照组,尤其是收缩压峰值时相差30 mm Hg(P<0.05)(1 mm Hg=0.133 kPa),5小时时相差20 mm Hg(P<0.05)。说明NAC在内毒素休克早期使用可延缓血压下降的幅度(见表1)。

    表1 两组血压变化比较(±s,mm Hg,n=8)

    0h*

    0.5h

    1h

    1.5h
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    2h

    2.5h

    3h

    3.5h

    4h

    4.5h

    5h

    治疗组

    收缩压

    121±12

    108±10

    107±16
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    106±13

    105±21

    103±15

    101±17

    102±11

    107±16

    108±9

    108±15

    舒张压

    79±10

    70±12

    65±13

    65±10
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    63±14

    61±15

    61±11

    64±12

    68±13

    69±10

    71±14

    对照组

    收缩压

    112±10

    88±9

    83±14

    76±10
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    76±11

    78±8

    78±10

    84±9

    86±12

    88±7

    88±13

    舒张压

    74±10

    55±6

    50±11

    46±9

    45±7
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    46±5

    47±6

    53±4

    54±8

    56±9

    63±15

    *组间无显著性差异,P>0.1; △组间无显著性差异,P>0.05;

    #组间舒张压无显著性差异,P>0.1;收缩压有显著性差异,P<0.05;其余各值组间均有显著性差异,P<0.05

    二、两组NO浓度变化比较

    两组NO浓度均显著升高,对照组较正常增高40.57±16.3 μmol/L(P<0.001);NAC组增高23.5±1.8 μmol/L(P<0.001),但两组组间并无差异(见表2)。
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    表2 两组NO变化比较(±s,μmol/L,n=8)

    0h*

    1h*

    2h

    3h

    4h

    5h

    治疗组

    29.4±2.8

    38.9±4.4
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    42.4±6.2

    46.9±6.7

    50.2±3.5

    52.9±4.6

    对照组

    27.9±2.9

    41.71±7.7

    49.4±7.5

    53.5±12.0

    62.3±12

    69.4±19.2

    *组间无差异,P>0.2;△组间无显著性差异,P>0.05
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    三、两组MDA浓度变化比较

    MDA浓度随时间而增加。休克5小时后MDA在NAC组较正常增高0.68±0.17 nmol/ml(P<0.001);对照组增高1.33±0.22 nmol/ml(P<0.001)。组间有显著性差异(P<0.05)(见表3)。

    表3 两组MDA变化比较(±s,nmol/ml,n=8)

    0h*

    1h

    2h*

    3h

    4h
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    5h

    治疗组

    1.46±0.08

    1.47±0.11

    1.74±0.32

    1.45±0.34

    1.86±0.43

    2.12±0.25

    对照组

    1.43±0.06

    1.67±0.08

    1.80±0.13
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    2.14±0.20

    2.38±0.36

    2.79±0.28

    *组间无显著性差异,P>0.05;其余各组间均有显著性差异,P<0.05

    四、两组LD浓度变化比较

    LD浓度随时间而增加。在NAC组增高1.33±0.27 mmol/L(P<0.001);对照组增高1.94±0.34 mmol/L(P<0.001)。组间有显著性差异(P<0.05)(表4)。

    表4 两组LD变化比较(±s,mmol/L,n=8)

    0h*
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    1h

    2h*

    3h

    4h

    5h

    治疗组

    1.12±0.06

    1.27±0.06

    1.82±0.32

    2.09±0.31

    2.31±0.31

    2.45±0.33
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    对照组

    1.15±0.07

    1.48±0.26

    2.05±0.27

    2.41±0.37

    2.65±0.35

    3.10±0.42

    *组间无显著性差异,P>0.05;其余各组间均有显著性差异讨 论

    本实验的主要发现是NAC对于业以存在的内毒素血症有一定的保护作用。先期的研究发现在内毒素攻击前30分钟给予NAC能有效地改善内毒素休克时的情况,包括氧代谢改善、心指数的提高,特异性地降低TNF活性等[3]。本次实验在注射内毒素后给予NAC是希望能研究其对早期临床内毒素血症乃至内毒素性休克的治疗作用。结果表明NAC组的血压、MDA、LD浓度虽然与内毒素攻击前比较有显著性变化,但与对照组相比还是有改善的。
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    内毒素休克时血管内皮细胞由于吞噬细胞贴壁等反应,受过氧化损伤严重,血压调节功能紊乱。两组的血压都在注射内毒素后1小时左右达到最低点。在相同的液体负荷下NAC组的血压恢复得较快且幅度较大。这是由于NAC抑制内皮细胞的过氧化损伤所致,对休克时维持重要器官的灌注压十分有益。

    MDA是自由基攻击生物膜中的多价不饱和脂肪酸引发脂质过氧化而形成的一种醛基物质。其含量可反应体内过氧化的程度,从而间接反应细胞损伤的程度。NAC组MDA浓度明显低于对照组,表明内毒素血症时注射NAC可明显抑制脂质过氧化反应。

    LD的浓度可代表机体的无氧代谢程度,从而间接反应氧代谢情况。由于干扰因素少,有的学者认为LD浓度比其他指标能更准确地反应机体的氧代谢情况[3,4]。内毒素性休克时由于丙酮酸脱氢酶活性受抑制,不仅LD浓度增加,而且能量代谢的底物大量减少,造成恶性循环。研究已证明预防性给予NAC可有效地改善氧代谢[5]。我们发现内毒素血症时给予NAC可有效减少LD的生成(P<0.05),说明NAC可改善机体的氧代谢状况。
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    NO在内毒素休克时主要起损伤作用,由体内的一氧化氮合酶(NOS)合成,后者分为两型:原生型(cNOS)和诱生型(iNOS)。内毒素性休克时起作用的主要是iNOS,它可由包括LPS在内的多种致病因素所诱生。NO化学性质活泼,不能直接测得。硝酸酶还原法测得血清NO2—和NO3—之和代表体内NO水平。NAC组NO浓度虽然比对照组有所下降,但并未达到显著性差异。和预先给予NAC能抑制NO的生成相比,治疗性质的NAC效果不理想,可能LPS诱生的iNOS不能被后给予的NAC所抑制。

    NAC对内毒素性休克的多种保护作用可能是通过以下机制:首先,NAC是氧自由基的中和物质。自由基的减少可使血管内皮细胞的损伤减轻,保持血压。肝脏是机体的代谢中心,也是内毒素性休克时自由基产生的主要场所。LPS攻击导致枯否氏细胞、肝内皮细胞的葡萄糖摄取量增加,磷酸戊糖旁路及其限速酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)的活性增加,从而使反应性氧簇(ROS)生成增多[6]。还原型谷胱苷肽(GSH)是细胞内天然的抗氧化物质,在内毒素性休克时含量锐减。GSH的含量降低,休克时器官功能障碍加重、病死率增加[7]。NAC是GSH的前体物质,分子量低,可通过细胞膜从而补充细胞内GSH储备;其次,NAC可明显降低内毒素性休克时LD的生成。而酸性环境可进一步加重ROS的损伤程度[8];再次,NAC有显著的抑炎作用。先前的研究认为NAC是TNF的特异性拮抗剂。近年来随着分子生物学的发展,发现了NF-kB这一类DNA转录调控蛋白。它的活性上调可导致包括TNF、IL-1、细胞粘附因子等在内的一百多种与细胞免疫反应有关的物质的生成量增多[9]。LPS、缺氧、氧化性应激都是NF-κB的刺激物,而NAC则可直接抑制其活性,从而减少众多炎症介质的释放;第四,NAC可使心指数、每搏量增加。这是由于NAC能使从肌浆内质网释放到胞浆的Ca2+增多,扩大心肌细胞内的巯基池,增加冠脉血流量,从而缓解自由基对心肌的抑制[10]
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    虽然本实验表明NAC对早期内毒素血症有一定的保护作用,但其对休克进一步发展的影响尚无结论。因此还要对NAC的最佳给药时间及剂量进行深入研究,以期对临床用药起到指导作用。■

    参考文献:

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, http://www.100md.com
    [3]Bakker J,Coffernils M,Leon M,et al.Blood lactate levels are superior to oxygen-derived variables in predicting outcome in human septic shock.Chest,1991,99:956-962.

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    [7]Robinson MK,Rounds JD,Hong RW,et al.Glutathione deficiency increases organ dysfunction after hemorrhagic shock.Surgery,1992,112:140-149.

    [8]Shu ZJ,Jung M,Beger HG,et al.pH-dependent changes of nitric oxide,peroxynitrite, and reactive oxygen sepcies in hepatocellular damage.Am J Physiol,1997,273:G1118-1126.
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    [9]Neurath MF,Becker C,Baebulescu K.Role of NF-kB in immune and inflammatory responses in the gut.Gut,1998,43:856-860.

    [10]Finkel MS,Shen L,Oddis CV,et al.Positive inotropic effect of acetylcysteiene in cardiomyopathic syrian hamsters.J Cardiovasc Pharmacol,1993,21:29-34.

    收稿日期:1999-08-02

    修稿日期:1999-10-09, 百拇医药