吸入麻醉药肝保护作用

,吸入麻醉药肝保护作用,东方肝胆外科医院麻醉科俞卫锋,前言近年来众多的在体及离体研究显示以异氟醚为代表的吸入麻醉药可明显减轻心、脑、肺、肝、肾等脏器的缺血再灌注及内毒素性损伤，但其机制较复杂，有许多未知领域需要探讨,吸入麻醉药抑制炎症反应的相关研究,离体研究大鼠型肺泡上皮细胞体外培养加IL-1刺激减少IL-1刺激介导的IL-6、MIP-2、MCP-1的释放人和牛的内皮细胞,大鼠的血管内皮细胞体外培养加TNF等刺激减轻了TNF对细胞毒性，提高了细胞存活率豚鼠、大鼠离体心脏灌注模型明显降低中性粒细胞在冠脉血管内皮上的粘附率，抑制中性粒细胞和内皮细胞的相互作用中性粒细胞和人脐血管内皮细胞共培养降低中性粒细胞在人脐血管内皮细胞上的粘附率,吸入麻醉药抑制炎症反应的相关研究,在体研究大鼠肾脏缺血再灌注损伤有保护作用,抑制炎症转录因子NFB,减少炎症因子TNF、ICAM-1、髓过氧化物酶等释放大鼠内毒素静脉注射的脓毒症模型明显减少TNF释放小鼠内毒素急性肺损伤模型明显减轻内毒素介导的中性粒细胞在肺组织的集聚，减轻肺组织水肿和病理损伤小鼠内毒素腹腔注射模型提高小鼠生存率，抑制炎症转录因子NFB,减少炎症TNFa、IL-1、IL10临床小手术病人减少IL-1的释放,相关概念麻醉剂预处理（anestheticpreconditioning,APC）1997年提出的，其表现与缺血预处理现象相似，是指在缺血前先给予一定时间的麻醉剂处理可减轻后来脏器缺血所造成的损害。麻醉剂预处理的保护窗：两阶段:1-3小时12-72小时麻醉剂后处理(anestheticpostconditioning)指在缺血后给予一定时间的麻醉剂处理可减轻脏器缺血再灌注所造成的损害,抑制促炎细胞因子TNFa、IL-1等释放抑制巨噬细胞炎性蛋白-2（MIP-2）、巨噬细胞趋化蛋白-（MCP-1）等的释放抑制炎症转录因子NFB的激活抑制中性粒细胞与内皮相互作用，减少中性粒细胞在组织的聚集抑制细胞间粘附分子ICAM-1的上调抑制氧自由基ROS抑制细胞内钙超载抑制谷氨酸的兴奋作用抑制细胞调亡,凋亡信号途径因子(Bcl-2,Bax,p53)心，脑，肺，肾,吸入麻醉药脏器保护作用相关靶位研究进展(1),激活细胞外信号调节激酶（extracellularsignal-regulatedkinases(ERK1/2),membersoftheMAPKfamily,actastriggersforAPC)激活促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase(MAPK)激活蛋白(质)酪氨酸激酶(proteintyrosinekinase(PTK)激活蛋白激酶CproteinkinaseC(PKC)激活蛋白激酶BproteinkinaseB(alsoreferredtoasAkt)激活Src酪氨酸激酶(Srctyrosinekinase)激活KATP通道（ATP敏感性钾通道）激活腺苷受体,吸入麻醉药脏器保护作用相关靶位研究进展(2),上调内源性保护蛋白上调超氧化物歧化酶（SOD）的活性上调一氧化氮（NO合）酶活性，增加一氧化氮合成保护细胞能量平衡，改善能量代谢改善微循环参考文献：略,吸入麻醉药脏器保护作用相关靶位研究进展(3),围术期肝脏损伤的机制及防治研究进展,肝脏缺血再灌注损伤机制及研究进展,相损伤相损伤,第一阶段,第二阶段,肝脏缺血再灌注损伤的防治措施,药物防治缺血预处理化学药物等预处理基因治疗,离体研究1.异氟醚对鼠肝细胞缺血复氧损伤的保护作用2.异氟醚对离体鼠肝缺血复氧鼠损伤的保护作用在体研究3.异氟醚对鼠肝缺血再灌注复合内毒素损伤的影响4.HO-1在异氟醚预处理的肝脏保护中的作用5.乳化异氟醚对肝脏缺血再灌注远隔肺损伤的保护作用,异氟醚肝脏保护的部分研究简介东方肝胆外科医院麻醉科,异氟醚对鼠肝细胞缺血复氧损伤的保护作用,离体肝细胞实验结论：临床当量的异氟醚对长期(90min)和短期(30min)缺氧肝细胞均有能量保护作用，并有效改善复氧后的能量失衡状况。,。,缺氧30min可使肝细胞ATPAMP之比和总腺苷酸水平下降；13MAC异氟烷明显升高ATP绝对值，同时降低AMP水平，增加总腺苷酸水平。,1、异氟醚对缺氧30min肝细胞能量保护作用,缺氧30min肝细胞中能荷、ATP的下降与AMP的升高被异氟醚部分逆转，而被复氧完全逆转。,2、异氟醚对30min缺氧/复氧肝细胞能量保护作用,异氟醚对离体鼠肝缺血复氧鼠损伤的保护作用,离体鼠肝缺氧60min复氧15min后，LDH迅速增加，反映了缺氧一复氧所致的肝细胞损伤，而1MAC、2MAC异氟醚组明显降低了缺氧一复氧后LDH的增加。,异氟醚对鼠肝缺氧60min复氧即刻02-产生的影响,比较C组在SOD(一)和SOD(+)问的差异可明确：离体鼠肝复氧即刻可产生O2-爆发。对比C组和D组则发现：2MAC异氟醚可明显降低鼠肝复氧后O2-的增加。,注：A组，正常对照组；B组，2MAC异氟醚组；C组，缺氧-复氧组；D组，缺氧-复氧+2MAC异氟醚组,异氟醚肝脏保护作用离体研究的主要结果建立了大鼠体外肝细胞缺氧/复氧模型及离体鼠肝灌注模型异氟醚可改善缺氧肝细胞的能量代谢和平衡；异氟醚对体外肝细胞缺氧/复氧损伤和离体鼠肝缺氧/复氧损伤都有保护作用；异氟醚的肝脏保护作用与抑制氧自由基，抑制肝脏kupffer细胞功能有关。,异氟醚对鼠肝缺血再灌注复合内毒素损伤的影响,目的研究内毒素对肝脏缺血再灌注损伤的影响，以及异氟醚预处理对内毒素复合肝脏缺血再灌注复合性损伤的影响方法：方法：180-220g雄性SD大鼠随机分为4组缺血60分钟再灌注4小时（n=8）,异氟醚预处理对肝脏缺血再灌注损伤复合内毒素的影响,假手术(Sham)组，单纯肝缺血再灌注组（I/R）组，肝缺血再灌注复合内毒素（I/R-LPS）组;异氟醚预处理-肝缺血再灌注复合内毒素（ISO-LPS）组,再灌注4小时后在戊巴比妥钠麻醉下腹主动脉抽血处死,留取肝脏及血液标本。观察各组肝组织的病理改变，血浆ALT,AST的变化,肝脏MPO活性的改变，ELISA法检测肝脏及血浆中促炎细胞因子TNF的表达水平等。,B,70肝脏缺血部分缺血再灌注模型再灌注期腹腔内给予内毒素,大鼠麻醉后，仰卧,仔细分离支配肝左及中叶的肝动脉及门静脉分支,用丝线带起后用小血管钳阻断支配肝左及中叶的肝动脉及门静脉分支,行肝脏部分缺血，阻断期结束后除去小血管钳行再灌注,主要结果1.异氟醚预处理对复合性肝损伤肝脏病理改变的影响病理损害严重程度评分：I/R-LPS明显大于I/R组（p0.05）,提示再灌注期复合内毒素腹腔注射明显加重了肝脏的损伤LPSISO明显小于I/R-LPS组（p0.05）,提示异氟醚预处理明显减轻了肝脏的损伤,2.异氟醚预处理对肝脏损害的酶学指标（血浆ALT,AST）水平的影响：I/R-LPS明显大于I/R组（p0.05）,提示再灌注期复合内毒素腹腔注射明显加重了肝脏的损伤LPSISO明显小于I/R-LPS组（p0.05）,提示异氟醚预处理明显减轻了内毒素及肝脏缺血再灌注造成的损伤,TheplasmaALT,ASTlevelsafterhepaticischemiareperfusion.Thedatarepresentthemeansd,*p0.01vsShamgroup,0.05vsI/Rgroup;#0.05vsI/R-LPSgroup,3.异氟醚预处理对肝脏损伤后促炎细胞因子TNF产生的影响：血浆和肝脏中TNF水平变化相似，I/R-LPS明显高于I/R组（p0.05）,提示再灌注期复合内毒素腹腔注射明显加重了肝脏的促炎细胞因子反应LPSISO明显小于I/R-LPS组（p0.05）,提示异氟醚预处理明显减轻了内毒素及肝脏缺血再灌注造成的损伤,ThelevelsofTNFinplasmaandlivertissueafterhepaticischemiareperfusion.Thedatarepresentthemeansd,*p0.01vsShamgroup,0.01vsI/Rgroup;#0.05vsI/R-LPSgroup,4.异氟醚预处理对肝脏损伤后肝组织中中性粒细胞浸润的影响：（原理:每个中性粒细胞中所含的MPO数量是一定的，该酶具有使H2O2还原的能力，利用此特点可分析MPO活力，并间接反映组织中中性粒细胞的数量。）肝脏缺血再灌注后肝脏MPO活性明显升高；再灌注期复合内毒素腹腔注射明显加重肝组织中中性粒细胞浸润程度.异氟醚预处理明显减轻了肝组织中中性粒细胞浸润程度,TheMPOlevelsinlivertissueafterhepaticischemiareperfusion.Thedatarepresentthemeansd,*p0.01vsShamgroup,0.01vsI/Rgroup;#0.05vsI/R-ISOgroup,主要结论,再灌注期复合内毒素腹腔注射可明显加重肝脏的损伤和炎症细胞因子反应异氟醚预处理可明显减轻内毒素复合肝脏缺血再灌注损伤介导炎症反应，保护肝脏,HO-1在异氟醚预处理的肝脏保护中的作用,目的:研究HO-1的表达及活性的改变对肝脏缺血再灌注损伤的影响，及其在异氟醚预处理肝脏保护中的作用方法：180-220g雄性SD大鼠随机分为5组缺血60分钟再灌注4小时（n=8）,HO-1在异氟醚预处理的肝脏保护中的作用,假手术(Sham)组肝缺血再灌注组（I/R）组异氟醚预处理-肝缺血再灌注（I/R-ISO）组,肝缺血再灌注组-异氟醚预处理-HO-1抑制剂(Iso-Znpp)组肝脏缺血再灌注-HO-1诱导剂(I/R-Hemin)组,主要指标：实验采用70%肝脏部分缺血再灌注损伤模型观察各组肝组织的病理改变血浆ALT,AST的变化,肝脏MPO活性的改变，肝脏及血浆中促炎细胞因子TNF的浓度等情况，免疫组化和westernbolt分析HO-1的表达,并测定HO-1的活性,主要结果1.肝脏组织的病理改变HO-1组和ISO预处理组肝脏损害明显小于I/R组，提示HO-1诱导剂和ISO预处理可明显减轻肝脏缺血再灌注病理损伤,Sham,2.肝脏损害的酶学指标（血浆ALT,AST）的变化：血浆ALT与AST变化相似，I/R-Hemin及I/R-ISO组明显低于I/R组（p0.05）,明显高于ISO-Znpp组；提示Hemin或异氟醚预处理可明显减轻肝脏损伤，但HO-1的活性抑制剂可明显翻转异氟醚的保护作用,TheplasmaALTlevelsafterhepaticischemiareperfusion.Thedatarepresentthemeansd,*p0.01vs.Shamgroup,0.05vs.I/Rgroup;#0.05vs.I/R-ISOgroup,3.肝组织中中性粒细胞浸润（采用MPO活性为间接指标）的情况：I/R-Hemin及I/R-ISO组MPO活性明显高于I/R组（p0.05）,明显低于ISO-Znpp组；提示Hemin或异氟醚预处理可明显减轻肝组织中中性粒细胞浸润程度，但这一作用可被HO-1活性抑制剂Znpp反转,TheMPOlevelsinlivertissueafterhepaticischemiareperfusion.Thedatarepresentthemeansd,*p0.01vsShamgroup,0.05vsI/Rgroup,;#0.05vsI/R-ISOgroup,4.血浆和肝脏中促炎细胞因子TNF水平的变化：血浆和肝脏中TNF水平变化相似，I/R-ISO组和I/R-hemin组明显低于I/R组，ISOZnpp组明显高于I/R-ISO组,提示异氟醚及Hemin预处理明显减轻了促炎细胞因子TNF的释放,异氟醚的抑炎作用可被Znpp拮抗,ThelevelsofTNFandinplasmaandlivertissueafterhepaticischemiareperfusion.Thedatarepresentthemeansd,0.05vsI/Rgroup,*p0.01vsShamgroup,;0.01vsI/R-ISOgroup,5.HO1的免疫印迹(western)和免疫组化染色分析Sham组几乎无HO-1表达,I/R组可见HO-1少量表达,I/R-ISO、ISO-Znpp、I/R-Hemin组HO-1明显较I/R组高,提示ISO预处理上调了HO-1的表达水平,ShamI/RI/R-ISOIso-ZnppI/R-Hemin,6.HO1活性变化I/R-Hemin及I/R-ISO组HO-1活性明显高于I/R组，HO-1活性抑制剂Znpp消除了HO-1的活性。,TheHO-1activityinliverafterhepaticischemia-reperfusion,#P0.05vs.shamgroup;*P0.01vs.shamgroup;P0.05vs.I/Rgroup;P0.05vs.I/R-ISOgroup,异氟醚预处理可减轻肝脏缺血再灌注损伤，抑制肝脏缺血再灌注损伤介导的促炎细胞因子释放异氟醚预处理可上调肝脏缺血再灌注损伤后肝脏内源性保护蛋白HO-1的表达及活性肝脏HO-1的表达及活性的增强可抑制肝脏缺血再灌注损伤介导的促炎细胞因子释放，减轻肝脏损伤异氟醚预处理的肝脏保护作用与其上调肝脏缺血再灌注损伤后肝脏内源性保护蛋白HO-1的表达及活性有关,主要结论,乳化异氟醚对肝脏缺血再灌注远隔肺损伤的保护作用,目的：研究新型异氟醚静脉制剂预处理对肝脏缺血再灌注介导的肺损伤的影方法：180-220g雄性SD大鼠随机分为5组缺血90分钟再灌注4小时（n=8）假手术(Sham)组；生理盐预处理-肝缺血再灌注（I/R+Sgroup）组；脂肪乳载体预处理-肝缺血再灌注(I/R+Vgroup)组；乳化异氟醚预处理-肝脏缺血再灌注（I/R+E）组。观察各组肺组织的病理改变，肺MPO活性的改变，ICAM-1的表达，NFB的活性改变等情况。,乳化异氟醚预处理对肝脏缺血再灌注损伤后远隔肺损伤的影响,主要结果,1.肺组织的病理形态学检查,Figure1.Morphologicchangesoflung.A,shamgroup:Nohistologicalterationwasobserved.B,IR+Sgroup:Notetheinflammatoryprocesswithmarkedinfiltrationofleukocytesintointerstitialandalveolarspaces,edema,alveolardistortion,andthickeningofalveolarwall.C,IR+Vgroup:SimilarytoIR+SgroupD,IR+Egroup.Lungpathologywasattenuatedtoagreatextent.Originalmagnification:400.,2.肺组织湿干重比（wet/dryweightradio）,Figure2.Lungtissuewet/dryweightratio.*p0.01vs.shamgroup;#p0.05vs.shamgroup;p0.05vs.I/R+SgrouporI/R+Vgroup.,Figure4.RT-PCRanalysisofICAM-1mRNAexpressioninlungafterhepaticI/R.*p0.01vs.shamgroup;p0.05vs.I/R+SgrouporI/R+Vgroup.,3,肺组织ICAM-1mRNA表达的RT-PCR半定量检测,FigEffectsofemulsifiedisofluranepretreatmentontheTnflevelsinlungtissueandplasmaafterhepaticischemia-reperfusioninrats,*p0.01vs.shamgroup;p0.05vs.I/R+SgrouporI/R+Vgroup.,.血浆和肺组织中促炎细胞因子TNF水平的变化：,5肺组织NFBP65的免疫组织化学染色分析,Figure5.ImmunohistochemicaldetectionofLungNFBp65.A,shamgroup:WeakNFBp65expressionwasobserved.B,IR+Sgroup:NFBp65expressionwasmarkedlyincreased.C,IR+Vgroup:similarytoIR+SgroupD,IR+Egroup.NFBp65expressionw