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血清透明质酸在梗阻性黄疸肝损伤模型中的变化及其意义

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山西医科大学学报(J Shanxi Med Univ)2011年7月,42(7 ・535・ 血清透明质酸在梗阻性黄疸肝损伤模型中的变化及其意义 梁斌h, 任昌安 , 李文星 , 阎慧明 , 商中华 , 韩曙光 (t中国人民解放军总医院肝胆外科医院,全 100853; 山西医科大学第二临床医学院普通外科; ’通讯作者,E-mail:doctorlb@163.con) 雄性Wistar大鼠60只,随机分为胆 军肝胆外科研究所,北京摘要: 目的研究血清透明质酸的改变在梗阻性黄疸肝损伤中的变化及意义。 方法总管结扎组(n=30)和假手术组(n=30)。每组又根据术后不同时间点(1 d、3 d、7 d、14 d、21 d)分为5个小组(6只/组),分 别采用放射免疫法、比色法、肝脏组织病理学检测等方法,观察各组动物体内血清透明质酸、肝功能、肝组织髓过氧化物酶、中 性粒细胞聚集情况以及肝脏组织病理学变化。 结果①胆总管结扎组各时间点所测得的血清透明质酸(serum hyaluronic acid,HA)、血清谷丙转氨酶(serum alanine aminotransferase,ALT)、血清总胆红素(total bilirubin,TBIL)均较假手术组明显升高 (P<0.05)。②与假手术组相比,胆总管结扎组于术后3 d肝脏组织内中性粒细胞浸润明显增多(P<0.05)。胆总管结扎组 内血清透明质酸的变化与肝脏组织内髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)含量、中性粒细胞聚集程度呈正相关性(rMP0= 0.469,P<0.0l;r十 №=0.398,P<0.05)。 结论梗阻性黄疸过程中所出现的血清透明质酸增高与肝脏内所聚集的中性 粒细胞对肝窦内皮细胞的损伤有关。 关键词:梗阻性黄疸;肝窦内皮细胞;透明质酸; 中性粒细胞 中图分类号:tl575文献标志码:A文章编号: 1007—6611(2011)07—0535—04 DOI:l0.3969/J.ISSN.1007—6611.2011.07.003 Changes of serum hyaluronic acid in the liver injury rat model of obstructive jaundice and its signiifcance LIANG Bin ,REN Chang.an ,LI Wen—xing ,YAN Hui-ming2,SHANG Zhong—hua ,HAN Shu—guang ( Hospital and Institute of Hepatobiliary Surgery,Chinese PLA Geenral Hospital,Chiense尸 Postgraduate Medical School,Beijing 100853,China; Dept ofGeneral Surgery,Second Clinical Medical College,Shanxi Medical University; Corresponding autohr,E—mail:doctorlb@163.com) Abstract: Objective To investigate the changes of serum hyaluronic acid in liver injury rats of obstructive jaundice and its signiif- canee. Methods Sixty male Wistar rats were randomly divided into obstructive jaundice group(n=30)and sham operation group(n =30).Each group was divided into 5 subgroups according to the diferent days after operation.Tissues and blood samples were collect— ed at days 1,3,7,14,21 after operation.Then level of serum hyaluronic acid was examined using radioimmunity assay.The liver fune— tion and level of myeloperoxidase in hepatic tissue were measured by colormetrie assay.The accumulation of neutrophil ceils and patho- logical changes were observed under microscopy after HE dye. Results ①Serum alanine aminotransferase(AIJT),total biliurbin (TBIL),hyaluronic acid(HA)levels were lal signiifcantly higher in obstructive jaundice group than those in sham operation group at the same time point(P<0.05).( The accumulation of neutrophil cells in liver tissues in obsturctive jaundice group was signiifcant higher than those in sham operation group at the same time point.The change of serum hyaluronic acid was positively correlated with the changes of myeloperoxidase(MPO)in hepatic tissue and accumulation degree of neutrophil cells in obsturctive jaundice groups after 3 days of operation(rMP0=0.469,P<0.01;rneuIm il 0.398,P<0.05,respectively). Conclusion The increase of serum hyaluronic acid in obsturctive jaundice may be associated with the injury of sinusoidal endothelial cells caused by accumulation of neutrophil cells in the liver. Key words: obstructive jaundice; sinusoidal endothelial cell;hyaluronic acid; neutrophil 梗阻性黄疸是指由于肝外胆管梗阻所致的胆汁 1材料与方法 淤积性疾病,可导致严重的全身性的病理生理改 1.1实验分组及模型制作雄性健康Wistar大鼠 变…。研究显示肝窦内皮细胞在肝脏微循环中具 60只,体重250—300 g,由山西医科大学动物实验 有重要的调节作用 J,并具有吞噬清除、合成细胞 中心提供。动物随机分为:胆总管结扎组和假手术 外基质及脂质代谢等功能,在梗阻性黄疸肝脏损伤 组(只游离胆总管但不结扎组),每组各30只。胆 中起到重要作用 ’ ,而有关梗阻性黄疸时肝窦内 总管结扎组根据术后不同的时间分为1 d,3 d,7 d, 皮细胞的损伤报道较少。本文动态观察梗阻性黄 14 d,21 d共5个小组,分别记为OJ1,OJ3,OJ7, 疸后血清透明质酸变化及其与中性粒细胞聚集之 oJ14,oj21,每组6只。大鼠均常规喂养,术前12 h 间的关系,对肝窦内皮细胞的损伤及机制作深入 禁食,不禁水,采用3%戊巴比妥钠(50 mg/kg)腹腔 探讨。 注射麻醉,备皮消毒后,取上腹正中纵切口,长约3 ・536・ 山西医科大学学报(J Shanxi Med Univ)2011年7月,42(7 cm,寻找胆总管并于近肝门处0 丝线行三重结扎, 在近端两处和远端一处间剪断。假手术组只游离胆 总管,不结扎离断胆总管,与胆总管结扎组类似,按 术后1 d、3 d、7 d、14 d、21 d不同时间点分为5个小 在较高水平。胆总管结扎组血清谷丙转氨酶于术后 1 d即明显增高(P<0.01),术后14 d血清谷丙转 氨酶有所下降,但仍明显高于假手术组(P<0.01), 见表1。 表1 Tab 1 组,分别SM1、SM3、SM7、SM14、SM21。各组在相应 的时间点,经腹主动脉抽取血液,离心后将血清保存 血清总胆红素和谷丙转氨酶的变化 (i±s) Changes of serum total biHrubin and serum ala- 于一20℃冰箱待测;取血后,切取不同部位肝脏组 织3块,分别用于髓过氧化物酶测定、组织病理学检 nine aminotransferase in obstructive jaundice 测以及湿干比重测定。 1.2仪器与试剂分析天平、Olympus光学显微 镜、722分光光度仪、NS-648型放射免疫^y计数器。 透明质酸放射免疫测定盒(上海海研医学生物技术 中心)、肝脏组织髓过氧化物酶(MPO)、谷丙转氨 酶、血清总胆红素、血清肌酐检测试剂盒(南京建成 生物工程研究所)。 1.3血清透明质酸及其他血清学指标测定血清 透明质酸测定采用放射免疫法;血清谷丙转氨酶:赖 氏法;血清总胆红素:固兰B法;血清肌酐:苦味酸 不除蛋白法。MPO测定:取冰冻新鲜肝脏组织样 本,制备成浓度为5%的组织匀浆,然后加人H 0 显色剂,水浴后立即在460 nm处测定OD值。具体 方法参照MPO测试盒说明。MPO活力以37℃反 应体系中H:0:被分解1 p,mol为1个活力单位。 MPO活性(U/g)=(测定管OD值一对照管OD 值)/11.3×取样量。以上各指标的检测均严格按 照说明书进行操作。 1.4组织病理学检查 切取大鼠部分肝脏,经 10%的中性甲醛固定24 h,常规石蜡包埋、切片、HE 染色。在高倍镜下(HPF×1 000)随机取50个视野 行双盲法中性粒细胞计数,以评价其聚集程度。 1.5肝脏组织湿干比切取部分肝脏标本,置于 55 oI=的烘箱内烘烤至少72 h或者至取得一恒定数 值为止。肝脏组织湿干比:肝脏湿重/干燥后重量。 1.6统计学分析所有数据均用 ±s表示,采用 SPSSIO.0软件分析,采用One—way ANOVA进行方 差齐性检验,组间比较采用SNK.q检验。 2结果 2.1血清总胆红素和谷丙转氨酶假手术组各时 间点血清总胆红素及血清谷丙转氨酶之间没有明显 变化(P>0.05),故未将SM各组数据列出,而将其 作为一整体与OJ各组进行比较。与假手术组相比, 胆总管结扎组血清总胆红素于胆总管结扎后1 d即 明显增高(P<0.01),术后3 d达到高峰,其后保持 group and sham operation group at different time points after operation( ±s) 与假手术(SM)组相比, P<0.05,一P<0.O1 2.2血清透明质酸和肌酐①假手术组血清透明 质酸于术后1 d均明显高于该组术后其他时间(P< 0.O1),与胆总管结扎组相比较仍明显减少(P< 0.05),见表2。胆总管结扎组血清透明质酸在术后 3 d及其后的时间均明显高于相应的假手术组(P< 0.01),术后21 d达到高峰(P<0.O1),见表2。 ②胆总管结扎组血清肌酐较假手术组增高明显(P <0.05),其高峰出现在手术后第3天。胆总管结 扎组和假手术组组内血清肌酐未见明显变化(P> 0.05),见表2。③胆总管结扎组血清透明质酸的 增高早于血清肌酐的增高,且并未随其发生相应 变化。 经相关分析显示胆总管结扎组血清透明质酸与 血清肌酐变化之间无明显相关性(Pearson相关系数 r双侧=一0.036,P=0.849)。 2.3肝脏组织髓过氧化物酶含量及湿干比①肝 脏组织中髓过氧化物酶反映中性粒细胞在肝脏内的 聚集程度。随着手术时间延长,肝脏内中性粒细胞 的聚集程度明显增加,见表3。②肝脏湿干比的变 化显示胆总管结扎组较假手术组术后不同时间均有 统计学差异,肝脏组织的水肿于21 d时达高峰,见 表3 山西医科大学学报(J Shanxi Med Univ)2011年7月,42(7 表2 Tab 2 血清透明质酸和肌酐的变化( ±s,n=6) ・537・ Changes of serum hyaluronic acid and serum creafinine in obstuctrive jaundice group nd asham operation group at diferent time points after operation(孑±s, =6) 同时间点与假手术组相比, P<0.05,一P<0.01;同组与术后1 d比较, P<0.01 表3 肝脏组织髓过氧化物酶和湿干比的变化( ±s,n=6) Tab 3 Changes of myeloperoxidase in liver tissue and ratio of wet and dry weight of liver in obstructive jaundice group and sham operation group at different time points after operation(哥±s,n=6) l司时I司点与假手术组相比, P<0.05,~P<0.01 2.4光镜观察①HE染色:胆管梗阻急性期(术 表4 肝组织内中性粒细胞聚集程度(元±s) 后l d)可见肝脏充血水肿明显;其后早期肝细胞浊 Tab 4 Accumulation of polymorphonuclear leukocyte 肿,水样变性或脂肪变性,肝细胞内少见胆色素颗 (PMN)in hepatic tissue in obstructive jaundice 粒,小胆管内不见胆栓形成,汇管区无明显改变。随 group and sham operation group at different 梗阻时间延长,肝细胞变性较前为重,部分肝细胞坏 time points after operation( ±s) 死,肝细胞内可见胆色素沉着、枯否细胞增生、汇管 区水肿、小胆管增生明显,管腔内可见胆栓形成,汇 管区可见明显炎症细胞浸润及纤维组织增生。肝脏 纤维化程度于术后21 d时肝脏纤维化最重。②假 手术组各时间点肝组织内中性粒细胞聚集程度的差 异无统计学意义(P>0.05),故未将SM各组数据 与假手术组相比,一P<0.01 列出,而将其作为一整体与0J各组进行比较(见表 4)。数据显示胆总管结扎组术后1 d中性粒细胞数 质酸(hyaluronic acid,HA)是一种没有支链结构的 即有增高,随着时间的延长胆总管结扎组中性粒细 高分子量黏多糖,由间质细胞合成,广泛存在于全身 胞较假手术组明显增高。 结缔组织中,代谢产生的HA可经淋巴系统进入血 2.5相关分析胆总管结扎组血清透明质酸的变 液循环。肝窦内皮细胞表面有HA受体,是清除血 化分别与肝脏组织内髓过氧化物酶含量、中性粒细 液中HA的主要部位,血清中的HA可特异性地被 胞聚集程度呈正相关性(分别相关系数r=0.469,尸 肝窦内皮细胞摄取和降解¨ ,少量小分子由肾小球 =0.009,双侧;r=0.398,P=0.03,双侧)。 滤过。因此,HA的改变可用以反映肝窦内皮细胞 3讨论 的功能,显示肝脏微循环损伤状况… 。 梗阻性黄疸后肝脏微循环障碍涉及对肝窦内皮 胆总管结扎组术后1 d血清HA及转氨酶增高 细胞功能的评价,近年的研究显示通过血清透明质 迅速,肝脏出现充血,水肿,有片状坏死等急性改变; 酸的变化可反映该细胞的功能改变 。血清透明 而假手术组早期血清HA明显升高(1 d),其后快速 ・538・ 山西医科大学学报(J Shanxi Med Univ)2011年7月,42(7 [2]Ohtsuka M,Miyazaki M,Kubosawa H,le a1.Role ofneutmphils in sinusoidal endothelial cell injury after extensive hepatcteomy in 下降并稳定在较低水平。可见,HA早期快速升高 一次性胆管完全梗阻所造成的急性肝脏损伤以及手 术创伤有关。胆总管完全结扎后3 d开始,血清透 明质酸逐步增高,反映胆道完全梗阻后早期即可影 响肝窦内皮细胞功能变化¨ 。长时间的胆道梗阻 (21 d),大鼠血清透明质酸明显增高,并与梗阻性黄 cholestatic rats[J].J Gastroenteml Hepatol,2000,15(8):880— 886. [3]TauPe D,Kamimoto Y,Kai M,et a1.Effects ofbiliary obstruction on the endocytie activity in hepatocyte and liver sinusoidal endo- thelila ceils in rats[J].Eur surg Res,1996,28(3):201—211. 疸后肝脏纤维化程度相紊合。研究表明肝窦内皮细 胞在肝脏纤维化过程中亦起一定的作用,表现为肝 窦内皮细胞毛细血管化,并大量合成HA,因此l临床 中可检测血清HA,用于肝纤维化的早期诊断¨引。 本研究显示梗阻性黄疸发生过程中,HA的变化趋 势与Cr的变化之间不具有相关性,其变化主要反映 肝脏窦内皮细胞损伤的状况。 髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)存在于 中性粒细胞的嗜天青颗粒中,约占细胞干重的5%, 通过测定组织内MPO含量可用于推断组织中中性 粒细胞的聚集程度。本实验通过测定肝脏组织中髓 过氧化物酶的含量,以及结合形态学上观察肝脏组 织中中性粒细胞的聚集程度,显示胆总管结扎组血 清透明质酸的变化分别与肝脏组织内髓过氧化物酶 含量、中性粒细胞聚集程度呈正相关性,表现为随着 梗阻时间的延长,肝脏组织内中性粒细胞聚集程度 增加,表明肝窦内皮细胞的损伤与胆道梗阻导致的 活化的中性粒细胞聚集有关。 梗阻性黄疸过程中因内毒素血症的出现¨ ,会 使枯否细胞激活并产生一些前炎症因子,如TNF-o/、 IL_l5等,这些前炎症因子将刺激中性粒细胞趋化因 子和激活调节因子(IL-8、及细胞因子诱导的中性粒 细胞趋化因子(cytokine—induced neutrophil chemoat— tractant,CINC)的释放¨ 。加之,肝内胆管扩张,窦 壁细胞肿胀,血管收缩和舒张物质失平衡以及PMN 变形能力低下等原因均有利于中性粒细胞在肝脏中 聚集,该细胞在细胞因子、黏附分子等调控下,细胞 在肝窦内滚动、黏附、渗出,并释放炎症因子、水解蛋 白以及氧自由基等物质,导致肝窦内皮细胞损伤,进 而加重肝脏损伤程度¨ 。 综上,本研究认为梗阻性黄疸后血清HA的早 期明显增高,可反映了肝脏内皮细胞功能的早期改 变,而中性粒细胞在肝脏内大量聚集是导致梗阻性黄 疸肝窦内皮细胞损伤,并致微循环障碍的主要原因。 参考文献: [1]黄志强.梗阻性黄疸的病理生理[M]//黄志强.胆道外科学. 山东:山东科技出版社.1999:168—18I. f4j Okaya T,Nakagawa K,Kimura F,et a1.Obstructive jaundiee im- pedes hepatic mieroeirculation in mice[J].Hepatogastroentero]o— gY,2008,55(88):2146—2150. 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