西安交通大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院消化內(nèi)科(西安710004)
時代音△ 董 蕾 魯曉嵐
我國酒精性肝病患病率居高不下,加強對酒精性肝損傷的防治研究已成為當前面臨的重要課題。酒精性肝?。ˋlcoholic liver disease,ALD)尚無特效的治療方法,治療上以戒酒和營養(yǎng)支持為主。治療的藥物主要有甘草酸制劑、水飛薊賓類和多烯磷脂膽堿等,其確切療效報道不一。且有的藥物對于肝臟有著直接的損害作用。乙酰半胱氨酸 (N-acetylcysteine,NAC)現(xiàn)臨床主要用于治療呼吸系統(tǒng)疾病,同時其靜脈和口服制劑用于醋氨酚中毒所致的肝損害解毒。本組通過酒精灌胃法建立慢性酒精性肝損傷大鼠模型,觀察乙酰半胱氨酸對大鼠血清ALT、AST、SOD、MDA以及病理變化影響,探討乙酰半胱氨酸對大鼠酒精性肝損傷的保護作用。
1 動物與分組 選擇健康6周齡大鼠40只,體重200±10g,由西安交通大學醫(yī)學院動物中心提供。隨機分為3組:酒精性肝病模型組(模型組):15只;酒精性肝病模型+乙酰半胱氨酸干預組(治療組):15只;對照組:10只。
2 藥物與試劑 乙酰半胱氨酸(批號:28001959)由Zambon SPA提供;50%酒精、10%甲醛溶液、蘇木素染料、伊紅染料由上海試劑三廠提供。丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)測定試劑盒由上海科華生物公司提供;SOD和MDA試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。SOD測定采用黃嘌呤氧化酶法,MDA測定采用硫代巴比妥酸反應比色法。
3 大鼠酒精肝模型的建立 大鼠在室溫22±1℃,濕度(50±5)%的實驗室用平衡飼料喂養(yǎng)1周。模型組每日早、晚采用50%酒精(75%醫(yī)用酒精用生理鹽水配制)各灌胃1次,治療組每日在酒精灌胃的基礎上于午后給予乙酰半胱氨酸腹腔注射1次,300 mg/kg。模型組和治療組大鼠酒精用量第1周為每天8g/kg;第2周為每天9g/kg;第3周為每天10g/kg;第4周為每天11g/kg;從第5周開始以為每天12g/kg,正常對照組每日按模型組酒精用量的等體積生理鹽水灌胃。實驗期間各組大鼠均予以飲用水及全價營養(yǎng)顆粒飼料喂養(yǎng)。
4 實驗方法 12周后,3組各隨機取大鼠10只,左心室取血,測定血清ALT、AST、SOD、MDA值;取肝右葉組織lc m×lc m×lc m大小組織塊,行HE染色。
5 病理組織學檢查 參考有關(guān)文獻[1],采用半定量法判斷脂肪變性及酒精性肝炎的炎癥活動度,其具體記分方法:0分:為0期0級,無脂肪樣變及炎癥改變;1分:為1期1級,脂肪變性面積小于30%,伴局灶樣變性,少數(shù)有小壞死灶;2分:為2期2級,脂肪變性面積大于30%,伴氣球樣變;3分:為3期3級,脂肪變性面積大于50%,變性壞死嚴重,出現(xiàn)橋接壞死;4分:為4期4級,脂肪變性面積大于75%,損傷廣泛。
1 各組動物血清ALT、AST、MDA和SOD水平的比較 見表1。模型組大鼠血清ALT水平較對照組顯著升高(P<0.01),血清AST水平也有所升高(P<0.01);治療組血清ALT、AST水平較模型組顯著降低(P<0.01)。同時模型組血清SOD水平較對照組顯下降(P<0.01),血清 MDA水平顯著升高(P<0.01)。治療組血清SOD水平較模型組明顯升高(P<0.01),血清 MDA水平顯著下降(P<0.01)。
表1 各組血清ALT、AST、MDA和SOD水平比較(±s)
表1 各組血清ALT、AST、MDA和SOD水平比較(±s)
注:﹡模型組與正常對照組相比較,P<0.01;﹡﹡模型組與治療組比較,P<0.01
組 別 n ALT(U/L)AST(U/L)MDA(μmol/L)SOD(μ/mL)對照組10 48.9±12.3 147.3±15.6 8.2±1.2 278.3±7.6模型組 15 76.5±8.7﹡ 188.1±24.2﹡ 20.6±3.6﹡ 196.1±24.3﹡﹡治療組 15 49.4±9.6﹡﹡ 150.6±26.9﹡﹡ 8.9±1.4﹡﹡ 279.9±7.9﹡﹡
2 各組肝組織病理分級及半定量計分 見表2。模型組病理評分為1.00±0.41分,顯著高于對照組(P<0.01),治療組病理評分為0.05±0.48分,顯著低于模型組(P<0.01)。
表2 各組肝組織病理分級及半定量計分
3 肝臟病理學檢查 見圖1~3。對照組肝組織結(jié)構(gòu)完整、清晰,肝小葉結(jié)構(gòu)正常,中央靜脈大而壁薄,肝細胞排列成肝索,在中央靜脈周圍呈放射狀分布,細胞呈多邊形,胞漿豐富紅染,未見空泡變性及脂滴,胞核形態(tài)、染色正常;模型組中央靜脈周圍肝細胞腫脹,胞漿疏松化,肝細胞溶解壞死,胞漿內(nèi)出現(xiàn)脂滴,以大泡性脂滴為主,伴有小泡性脂滴,呈中至重度脂變,甚至出現(xiàn)脂滴融合,伴淋巴細胞浸潤;治療組見少量肝細胞腫脹,胞漿疏松化,個別胞漿中出現(xiàn)脂滴,無炎癥細胞浸潤。
圖1 對照組大鼠肝組織細胞圖(HE×200)
圖2 模型組大鼠肝組織細胞圖(HE×200)
圖3 治療組大鼠肝組織細胞圖(HE×200)
酒精性肝病的發(fā)病機制比較復雜,目前還沒有完全清楚,一般認為與酒精及其代謝產(chǎn)物對肝臟的毒性作用、氧化應激、免疫介導、細胞因子、細胞凋亡、內(nèi)毒素、以及病毒的疊加、遺傳等多種因素有關(guān)。
本研究結(jié)果顯示:模型組大鼠以酒精灌胃12周后,血清ALT、AST顯著升高,而治療組血清ALT、AST明顯低于模型組。同時病理切片提示:乙酰半胱氨酸治療組大鼠脂肪變性和炎癥程度明顯輕于模型組,表明:乙酰半胱氨酸能明顯抑制酒精引起的氧化應激反應。
ALT、AST是反映肝細胞損害的比較靈敏的檢查指標[2]。本研究中大鼠酒精灌胃后轉(zhuǎn)氨酶上升,以ALT、AST水平普遍高于正常對照組,提示:酒精灌胃大鼠出現(xiàn)了不同程度肝細胞損害;而經(jīng)乙酰半胱氨酸干預的大鼠,其AST、ALT水平低于酒精模型組。
N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)是一種療效良好而且安全的呼吸道感染用藥(祛痰劑)。研究顯示:NAC作為一種巰基供給體,除具有上述作用外,還具有干擾自由基生成、清除已生成的自由基、調(diào)節(jié)細胞的代謝活性、預防DNA的損傷、調(diào)整基因的表達和信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)、抗細胞凋亡、抗血管生成、抑制惡性腫瘤發(fā)展、抑制新生物的生成和轉(zhuǎn)移等作用[3]。
文獻表明:還原型谷胱甘肽是肝細胞內(nèi)主要的水溶性抗脂質(zhì)過氧化物質(zhì),還能調(diào)節(jié)巰基類化合物的氧化和還原反應,參與DNA蛋白質(zhì)的合成。在正常狀態(tài)下,脂質(zhì)過氧化反應是體內(nèi)不飽和脂肪酸在自由基和金屬酶類作用下,所發(fā)生的一系列過氧化反應。本研究發(fā)現(xiàn),模型組大鼠血清顯著低于乙酰半胱氨酸治療組,提示乙酰半胱氨酸作為小分子物質(zhì),易進入細胞,脫酰基后成為谷胱甘肽合成前體,促進谷胱甘肽的合成。當大鼠酒精性肝損傷時,體內(nèi)還原型谷胱甘肽急劇減少,而乙酰半胱氨酸提高組織內(nèi)谷胱甘肽含量,增強組織抗自由基及藥物和毒物損傷能力。這可能是因為NAC能提供活性的巰基,抑制谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶,使局部組織的谷胱甘肽水平增高,從而發(fā)揮抗氧化作用[4]。
氧自由基在酒精性肝病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。SOD能催化氧自由基歧化反應,清除自由基,使細胞免受損傷。SOD可催化O2-生成O2和H2O2,H2O2則由谷光甘肽過氧化酶(CSH-PX)進一步催化,變成O2和H2O2,從而防止體內(nèi)自由基引起膜脂質(zhì)過氧化。SOD水平的高低是衡量機體對抗氧自由基能力大小的重要因素[5],而 MDA是脂質(zhì)過氧化反應過程中不飽和脂肪酸氧化分解釋放出的反應性醛,是脂質(zhì)過氧化反應的終產(chǎn)物,可嚴重破壞細胞膜結(jié)構(gòu),致細胞腫脹、壞死,其含量的高低可反映肝損傷程度的大小[6]。本實驗中乙酰半胱氨酸干預組動物血清SOD水平較模型組明顯升高,血清MDA水平降低,說明乙酰半胱氨酸可以清除自由基,降低氧化應激水平。
乙酰半胱氨酸含有還原性巰基可直接捕獲未成對的電子,阻遏超氧陰離子的生成和還原性巰基作為GS H-PX的底物,清除具有組織損傷能力的羥自由基和脂肪酰羥基過氧化物,明顯減少MDA,從而緩解由乙醇引起的毒性作用。
另外,國外資料顯示乙酰半胱氨酸在體內(nèi)能形成亞硝基半胱氨酸,后者能改善血液動力學,促進收縮的微循環(huán)血管擴張,有效增加血液對組織的氧運輸和氧釋放,糾正缺氧,防止肝細胞的壞死[7]。乙酰半胱氨酸對大鼠酒精性肝損傷保護作用與亞硝基半胱氨酸有關(guān)還需進一步證實。
[1]張 宇,陳韶華.茶多酚治療慢性酒精性肝損傷的實驗研究[J].中華肝臟病雜志,2005,13(2):125-127.
[2]Niemela O,Parkkila S,Britton RS,etal.Hepatic lipid peroxidation in hereditar y hemochr omatosis and alcoholic liver injur y[J].J Lab Clin Med,1999,133(5):451-460.
[3]Zafarullah M,Li WQ,Sylvester J,etal.Molecular mechanisms of N-acetylcysteine actions[J].Cell Mol Life Sci,2003,60(1 ):6-20.
[4]Chen N,Aleksa K,Woodland C,etal.N-Acetylcysteine prevent s ifos famide-induced nephrotoxicity in rats[J].Br J Phar macol,2008,153(7):1364-1372.
[5]Kaplo witz N.Biochemical and cellular mechanis ms of toxic liver injury[J].Semin Liver Dis,2002,22(2):137-144.
[6]Martin AS,Delas H,Sanchez-Reus MI,etal.Phar ma-cological modification of endogenous antioxidant enzy mes by ursolic acid on car bon tetrachloride induced liver damager in rats and primary cultures of rat hepatocytes[J].Exp Toxi-col Pat hol,2001,53(2~3):199-206.
[7]Kawada N,Seki S,Inoue M,etal.Effect of antioxidants,resveratrol,quercetin,and N-acetylcysteine on the f unctions of cult ured rat hepatic stellate cells and kuffer cells[J].Hepatology,2004,27(5):1265-1274.