番茄紅素對(duì)大鼠肝臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用

武向麗

(邯鄲市中心醫(yī)院 藥學(xué)部， 河北 邯鄲 056001)

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番茄紅素對(duì)大鼠肝臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用

武向麗

(邯鄲市中心醫(yī)院 藥學(xué)部， 河北 邯鄲 056001)

目的 研究番茄紅素(lycopene，LP)對(duì)大鼠肝臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用。方法 將80只SPF級(jí)雄性SD大鼠隨機(jī)分為5組：假手術(shù)組、肝臟缺血再灌注模型對(duì)照組、番茄紅素(5、10和20 mg/kg)治療組，每組16只；術(shù)后番茄紅素各治療組連續(xù)4周灌胃給予相應(yīng)劑量番茄紅素治療，假手術(shù)組和肝缺血再灌注模型組分別灌胃給予等體積的生理鹽水，每天1次。檢測(cè)各組大鼠血清中轉(zhuǎn)氨酶(ALT和AST)、堿性磷酸酶(ALP)活性，丙二醛(MDA)含量以及總抗氧化能力(T-AOC)水平；檢測(cè)肝臟組織中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)活性；通過蘇木精-尹紅(HE)染色觀察各組肝臟組織病理學(xué)改變。結(jié)果 與假手術(shù)組相比，肝臟缺血再灌注模型對(duì)照組大鼠血清中ALT、AST、ALP活性和MDA含量均顯著升高(P<0.01)，T-AOC水平顯著降低(P<0.01)；肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性均顯著降低(P<0.01)，且肝臟組織出現(xiàn)明顯的病理學(xué)改變。與肝臟缺血再灌注模型對(duì)照組相比，番茄紅素(5、10和20 mg/kg)治療組大鼠血清中ALT、AST活性和MDA含量均顯著降低(P<0.05，P<0.01)；番茄紅素(10和20 mg/kg)治療組大鼠血清中ALP活性均顯著降低，且T-AOC水平顯著升高(P<0.05，P<0.01)，肝臟組織中SOD和CAT活性顯著升高(P<0.05，P<0.01)；番茄紅素(20 mg/kg)治療組大鼠肝臟組織中GSH-Px活性顯著升高(P<0.01)；番茄紅素各治療組肝組織病理性改變出現(xiàn)不同程度的改善。結(jié)論 番茄紅素對(duì)大鼠肝臟缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用，該作用可能與番茄紅素能夠有效改善抗氧化酶系統(tǒng)活性，減輕自由基損傷，改善肝功能有關(guān)。

番茄紅素；肝臟；缺血；再灌注

肝臟缺血再灌注損傷是指肝臟組織在缺血缺氧一段時(shí)間后，恢復(fù)其血流再灌注會(huì)加劇其損傷的現(xiàn)象，是臨床上實(shí)施肝臟手術(shù)過程中常見的一種病理生理變化[1]。目前其發(fā)病機(jī)制仍不明確，但再灌注過程所產(chǎn)生的大量自由基及其所誘發(fā)的氧化應(yīng)激是造成再灌注損傷的重要因素[2-3]。番茄紅素(lycopene，LP)是一種具有13個(gè)雙鍵的直鏈烴化合物，為胡蘿卜素的一種，廣泛存在于番茄、胡蘿卜、葡萄等紅色蔬菜和水果中。體內(nèi)和體外研究均發(fā)現(xiàn)，番茄紅素能夠改善抗氧化酶活性、增強(qiáng)自由基清除能力，從而表現(xiàn)出良好的抗氧化活性[4-7]，此外研究發(fā)現(xiàn)番茄紅素還具有抗腫瘤、保護(hù)心血管、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等多種生物學(xué)效應(yīng)[8-9]。本實(shí)驗(yàn)旨在通過夾閉肝門靜脈和肝動(dòng)脈的方法建立大鼠肝臟缺血再灌注模型，研究番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：SPF級(jí)雄性SD大鼠，體質(zhì)量(240±20)g，購(gòu)于河北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，許可證號(hào)：冀醫(yī)動(dòng)字第1306025號(hào)。

1.1.2 藥物和試劑：番茄紅素(南京澤朗生物科技有限公司，純度≥96%，批號(hào)：ZL201311268a)；ALT、AST、ALP、MDA測(cè)定試劑盒購(gòu)于南京建成生物工程研究所；T-AOC、SOD、GSH-Px、CAT測(cè)定試劑盒和HE染色試劑盒購(gòu)于北京博奧森生物技術(shù)有限公司；烏拉坦購(gòu)自北京化學(xué)試劑公司。

1.1.3 主要儀器：AU-2700型全自動(dòng)生化分析儀(日本Olympus公司)；URIT-8020全自動(dòng)生化分析儀(武漢天鷹醫(yī)療設(shè)備有限公司)；FA-25勻漿機(jī)(上海洽姆儀器科技有限公司)；5415D型離心機(jī)(德國(guó)Eppendorf公司)；光學(xué)顯微鏡(日本Olympus公司)；CUT4062型石蠟切片機(jī)(德國(guó)SLEE公司)。

1.2 方法

1.2.1 模型的制備：參照Taniguchi M等[10]方法，除假手術(shù)組外，其余各組大鼠經(jīng)腹腔注射烏拉坦實(shí)施麻醉，仰位固定，打開腹腔，通過夾閉肝門靜脈和肝動(dòng)脈、60 min后恢復(fù)血流再灌注的方法制作肝臟缺血再灌注模型。假手術(shù)組不阻斷肝門靜脈和肝動(dòng)脈，其余操作同手術(shù)組。

1.2.2 動(dòng)物分組與給藥：將80只SPF級(jí)雄性SD大鼠按隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為假手術(shù)組、肝臟缺血再灌注模型對(duì)照組、番茄紅素(5、10和20 mg/kg)治療組，每組16只。番茄紅素各治療組于術(shù)后立即灌胃給藥，假手術(shù)組和模型對(duì)照組灌注等體積的生理鹽水，每天1次，療程4周。

1.2.3 血清中ALT、AST、ALP活性，MDA含量及T-AOC水平的檢測(cè)：經(jīng)藥物治療4周后，腹腔注射烏拉坦進(jìn)行麻醉，仰位固定，經(jīng)腹主動(dòng)脈取血，2000 r/min離心10 min后取血清，按照試劑盒操作步驟，通過全自動(dòng)生化檢測(cè)儀測(cè)定血清中ALT、AST、ALP活性，通過紫外-可見分光光度計(jì)檢測(cè)MDA含量和T-AOC水平。

1.2.4 肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性的檢測(cè)：待1.2.3取血完成后，取肝臟組織，加入適量冷裂解液后用高速勻漿器研磨勻漿，3500 r/min離心5 min，取上清液，通過紫外分光光度計(jì)檢測(cè)肝臟組織勻漿中SOD、GSH-Px、CAT活性。

1.2.5 肝組織病理形態(tài)學(xué)的觀察：經(jīng)藥物治療4周后，腹腔注射烏拉坦進(jìn)行麻醉，仰位固定，開腹取肝臟組織，經(jīng)生理鹽水沖洗干凈后置于10%甲醛溶液中進(jìn)行固定，經(jīng)石蠟包埋、切片和展片后，進(jìn)行HE染色，通過光學(xué)顯微鏡觀察肝臟組織形態(tài)學(xué)變化。

2 結(jié)果

2.1 番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST、ALP活性的影響 與假手術(shù)組相比，肝臟缺血再灌注模型對(duì)照組大鼠血清中ALT、AST和ALP活性顯著升高(P<0.01)；經(jīng)番茄紅素(5、10、20 mg/kg)灌胃治療4周后，肝臟缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST活性顯著降低(P<0.05，P<0.01)，其中番茄紅素(10、20 mg/kg)治療組ALP活性顯著降低(P<0.05，P<0.01)，見表1。

表1 番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注大鼠血清中ALT、 AST和ALP活性的影響Tab.1 Effects of LP on the activity of ALT, AST, ALP in the serum of rat with hepatic ischemia-reperfusion ±s, U/L)

△△P<0.01，與假手術(shù)組比較，compared with sham operation group；*P<0.05,**P<0.01，與缺血再灌注模型對(duì)照組比較，compared with hepatic ischemia-reperfusion model control group

2.2 番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注大鼠血清中MDA含量和T-AOC水平的影響 與假手術(shù)組相比，肝臟缺血再灌注模型對(duì)照組大鼠血清中MDA含量顯著升高且T-AOC水平顯著降低(P<0.01)；番茄紅素(5、10、20 mg/kg)治療組大鼠血清中MDA含量顯著降低(P<0.05，P<0.01)；番茄紅素(10、20 mg/kg)治療組T-AOC水平顯著升高(P<0.05，P<0.01)，見表2。

表2 番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注大鼠血清中MDA含量和 T-AOC水平的影響Tab.2 Effects of LP on the content of MDA and the level of T-AOC in the serum of hepatic ischemia-reperfusion injury ±s)

△△P<0.01，與假手術(shù)組比較，compared with sham operation group；*P<0.05，**P<0.01，與缺血再灌注模型對(duì)照組比較，compared with hepatic ischemia-reperfusion control group

2.3 番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注大鼠肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性的影響 與假手術(shù)組相比，肝臟缺血再灌注模型對(duì)照組大鼠肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性顯著降低(P<0.01)；經(jīng)番茄紅素(10、20 mg/kg)灌胃治療4周后，大鼠肝臟組織中SOD和CAT活性顯著升高(P<0.05，P<0.01)，其中番茄紅素20 mg/kg治療組GSH-Px活性顯著升高(P<0.01)，結(jié)果見表3。

表3 番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注大鼠肝臟組織中SOD、GSH-Px、 CAT活性的影響Tab.3 Effects of LP on the activity of SOD, GSH-Px, CAT in the hepar of the rat with hepatic ischemia-reperfusion ±s,U/mg·prot)

△△P<0.01，與假手術(shù)組比較，compared with sham operation group；*P<0.05，**P<0.01，與缺血再灌注模型組比較，compared with hepatic ischemia-reperfusion control group

2.4 番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注大鼠肝組織細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變的影響 通過HE染色并在光鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，假手術(shù)組大鼠肝臟組織結(jié)構(gòu)和肝細(xì)胞形態(tài)均未見異常；肝臟缺血再灌注模型對(duì)照組大鼠肝組織紋理不清，肝細(xì)胞出現(xiàn)空泡變性和壞死，胞核固縮并深染；番茄紅素各治療組肝臟組織病理形態(tài)學(xué)明顯改善。見圖1。

圖1 番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注大鼠肝臟組織細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變的影響(HE，×400)A：假手術(shù)組；B：缺血再灌注模型組；C：番茄紅素5 mg/kg治療組；D：番茄紅素10 mg/kg治療組；E：番茄紅素20 mg/kg治療組Fig.1 Effect of LP on the hepatocyte morphology in the rat with hepatic ischemia-reperfusion injury(HE,×400)A:sham operation group; B:hepatic ischemia-reperfusion control group; C:LP 5 mg/kg treated group; D:LP 10 mg/kg treated group; E:LP 20 mg/kg treated group

3 討論

肝臟是人體血流量最豐富的器官之一，對(duì)缺血再灌注損傷非常敏感，其機(jī)制尚不明確，但有研究表明再灌注過程將誘發(fā)氧自由基的產(chǎn)生而過剩，進(jìn)而可導(dǎo)致生物膜脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)變性等損傷[11]。因此，在控制和治療缺血再灌注損傷時(shí)不可忽略氧自由基的影響。

血清中T-AOC水平能夠反映機(jī)體整體抗氧化能力[12]；而脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物MDA的含量能夠反映機(jī)體受氧自由基攻擊損傷程度[13]。超氧化物歧化酶SOD被稱為體內(nèi)氧自由基的“清道夫”，它能夠提供氫原子配體而催化氧自由基還原生成過氧化氫[14]，而生成的過氧化氫能夠在GSH-Px和CAT的催化作用下，進(jìn)一步還原生成對(duì)人體無(wú)害的水和氧[15-16]。因此，SOD、GSH-Px和CAT共同構(gòu)成了人體的抗氧化酶防御系統(tǒng)。血清中ALT、AST、ALP活性是臨床用來(lái)檢測(cè)肝細(xì)胞損傷的常規(guī)指標(biāo)，能夠準(zhǔn)確并敏感地反映肝臟功能[17]。

番茄紅素是一種天然存在的直鏈烴化合物，本實(shí)驗(yàn)通過夾閉大鼠肝門靜脈和肝動(dòng)脈的方法制作肝臟缺血再灌注大鼠模型，發(fā)現(xiàn)模型大鼠血清中ALT、AST、ALP活性和MDA含量顯著升高，T-AOC水平顯著降低，肝組織中SOD、GSH-Px和CAT活性顯著降低，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；并且肝組織出現(xiàn)明顯的病理學(xué)改變。經(jīng)番茄紅素5、10、20 mg/kg治療4周后，肝臟缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST活性和MDA含量顯著降低，其中番茄紅素10、20 mg/kg治療組血清中ALP活性顯著降低、T-AOC水平及肝組織中SOD、CAT活性顯著升高，番茄紅素20 mg/kg治療組肝組織中GSH-Px活性顯著升高；并且番茄紅素能夠有效改善肝臟組織病理學(xué)改變，提示番茄紅素對(duì)肝臟缺血再灌注損傷大鼠具有保護(hù)作用。

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(編校：吳茜)

Protection effect of lycopene on hepatic ischemia-reperfusion injury rats

WU Xiang-li

(Department of Pharmacology, Handan Central Hospital, Handan 056001, China)

ObjectiveTo investigate the protective effects of lycopene(LP) against hepatic ischemia-reperfusion injury in rats.Methods80 SPF male SD rats were randomly divided into five groups: sham operation group, hepatic ischemia-reperfusion control group, LP (5, 10 and 20 mg/kg)treated groups, each had 16 rats.Rats in LP treated groups were given LP by intragastric administration for 4 weeks, once a day, rats in sham operation group and hepatic ischemia-reperfusion model control group were given equal volume of saline.The level of T-AOC, the activity of ALT,AST,ALP and the content of MDA in serum of hepatic ischemia-reperfusion model control group were determined; the activity of SOD,GSH-Px,CAT in hepatic tissues were determined, and the histopathological changes of the hepatic tissues were observed by HE staining.ResultsCompared with sham operation group, the activity of ALT,AST,ALP and the content of MDA in serum were all significantly increased(P<0.01), the level of T-AOC was significantly decreased (P<0.01), the activity of SOD,GSH-Px,CAT in hepatic tissues were significantly decreased (P<0.01), and the histopathological changes of the hepatic tissue was appeared.Compared with hepatic ischemia-reperfusion model control group, the activity of ALT,AST and the content of MDA in serum of LP (5, 10,20 mg/kg)treated groups were significantly decreased(P<0.05,P<0.01), the activity of ALP in serum of LP (10,20 mg/kg)treated groups were significantly decreased(P<0.05,P<0.01), the level of T-AOC were significantly increased(P<0.05,P<0.01), the activity of SOD,CAT in hepatic tissues were significantly increased(P<0.05,P<0.01), the activity of GSH-Px in hepatic tissues of LP (20 mg/kg)treated group were significantly increased(P<0.01),and the histopathological changes of hepatic tissue of LP groups were significantly improved. ConclusionLP has protective effect on hepatic ischemia-reperfusion injury rats, which perhaps related to its effects of enhancing the activity of antioxidant enzymes, reducing the damage of free radical and improving hepatic function.

lycopene; hepatic tissue; ischemia; reperfusion

武向麗，女，本科，主管藥師，研究方向：臨床藥學(xué)，E-mail：hdzxyywxl@163.com。

R285.5

A

1005-1678(2015)02-0017-04