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张健　叶敏　彭章龙　吴蓉蓉　刘萍　张洪福

Effects of preconditioning with enflurane and isoflurane on hepatic ischemia and reperfusion injury in rabbits

ZHANG Jian*，YE Min，PENG Zhanglong，et al.*Department of Anesthesiology，First Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022

Abstract

　　Objective：To study the effects of the preconditioning with enflurane and isoflurane on hepatic ischemia and reperfusion injury.

　　Methods：Eighteen rabbits were randomly allocated to receiving no pretrearment（control group，n＝6），preconditioning with 1.68％ enflurane（PE. group，n＝6），or preconditioning with 1.15％ isoflurane （PI group，n＝6），respectively，before undergoing 45 min of hepatic arterial and portal venous occlusions followed by 120 min of reperfusion. The arterial blood samples were taken before the occlusion，10 min and 120 min following reperfusion，to measure the activities of serum alanine transminase（ALT），aspartate transminase（AST），lactic dehydrogenase（LDH），alkaline phosphatase（ALP） and gama glutaminase（GGT） using auto－biochemical analyzer. The liver histopathology were observed under light microscope.

　　Results：Compared with those in control group，in PI and PE group the activities of serum ALT，AST，LDH，ALP and GGT were kept unchanged significantly before the ischemia（P>0.05）；the increased degree of only AST activity reduced in PE group （P<0.05），others remained unchanged markedly in PI and PE group（P<0.05） 10 min following reperfusion；the increased degrees of all activities above reduced obviously in PI and PE group （P<0.05） 120 min following reperfusion. The injury degrees of liver histopathology in PI and PE groups were much less than that in control group.

　　Conclusions：Preconditoning with enflurane and isoflurane can protect liver from ischemia and reperfusion injury to some extent.

　　Key Words：Enflurane；Isoflurane；Liver；Reperfusion injury

　　吸入麻醉药对肝脏的影响，过去研究大多集中在对肝脏的毒性作用，然而，吸入麻醉药可诱发肝脏的保护作用。在大鼠缺血/再灌注及培养肝细胞缺氧复氧损害模型中，异氟醚、七氟醚和氟烷能减轻早期缺血/再灌注或缺氧复氧损害^[1，2]。本实验拟采用在体兔肝脏缺血/再灌注模型，研究安氟醚和异氟醚预处理对肝脏缺血/再灌注损害的影响。

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资料与方法

　　实验方法：健康家兔18只，雄10只，雌8只，随机分为三组，每组6只。即对照、安氟醚或异氟醚预处理组。3％戊巴比妥钠静脉麻醉后，右颈内静脉和股动脉置管，气管切开插管，开腹分离肝动脉和门静脉并置棉线。平稳30min后，气管导管连接Dr?ger Sulla808麻醉机，安氟醚或异氟醚预处理组分别吸入安氟醚或异氟醚，以PM8030麻醉气体监测仪监测呼气末麻醉药浓度达到1.5MAC（浓度分别为1.68％和1.15％）后，维持20min进行预处理，继之10min的麻醉药清除期。对照组连接麻醉机，进行相同时间的辅助呼吸，但不用任何吸入麻醉药。经上述处理后，将置在肝脏动脉和门静脉下的棉线，套以橡胶管并收紧以阻断肝脏血流，形成肝脏缺血45min，松开橡胶管开放肝血流，形成肝脏再灌注120min。

　　观察指标：整个实验过程中观察并记录HR、MAP和CVP，于预处理前、再灌注10min和120min取动脉血，以Hitachi（日本）全自动生化分析仪测定血清谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）、碱性磷酸酶（ALP）及γ－谷氨酰酶（GGT）活性和总胆红素（TBLL）浓度。实验结束自肝右前叶相同部位取小块肝组织，病理切片HE染色，由病理医生光镜下评定肝组织损害分级，其分级标准如下：Ⅰ级：肝小叶有灶性肝细胞坏死，伴有明显的肝细胞空泡变性及汇管区炎细胞浸润。Ⅱ级：肝小叶内有肝细胞点状坏死，伴有较明显的肝细胞空泡变性及少量汇管区炎细胞浸润。Ⅲ级：可见少量肝细胞空泡变性，汇管区炎细胞浸润轻微。Ⅳ级：很少见肝细胞变性坏死，汇管区几乎无炎症反应。

　　统计学方法：缺血前所有肝酶谱和胆红素的基础值作为1，再灌注10min和120min值与基础值比，得出肝酶和胆红素升高的倍数。升高的倍数以均数±标准差（X±S）表示，组内比较用配对t检验，组间比较方差分析及q检验，肝组织损害分析秩和检验，P<0.05为差异有统计学意义。

结　果

　　血压、心率和CVP变化：安氟醚和异氟醚预处理组均可使HR明显增快、MAP显著下降，与预处理前或同一时间对照组比均有统计学意义，预处理后10min，仅安氟醚组HR仍较快，其余均恢复到或近预处理前水平。缺血/再灌注期间，对照组HR无明显变化，安氟醚预处理组于缺血前HR即明显快于对照和异氟醚预处理组，且整个缺血/再灌注期均维持较快水平，与缺血前比无统计学差异；异氟醚预处理组HR明显慢于对照和安氟醚预处理组；三组MAP和CVP均无明显变化，且组间无差异。

　　肝功能变化：ALT、AST、LDH、ALP、GGT和TBIL缺血前三组间均无统计学差异；与缺血前相比，再灌注10min，对照组ALT及ALP活性无显著性变化，其它指标明显升高（P<0.05）；安氟醚预处理组AST及LDH活性明显升高（P<0.05或0.01），其它指标无显著性变化；异氟醚预处理组除ALT活性及TBIL浓度无显著性变化，其它指标均显著升高（P<0.05），其他指标升高倍数组间无显著性差异；再灌注120min时，升高更为显著，与对照组比，安氟醚预处理组ALT、AST、LDH、ALP及GGT活性明显降低（P<0.05），异氟醚预处理组所观察肝功能指标水平均明显降低（P<0.05），见表1。

　　肝脏组织病理学变化：对照组肝组织损害Ⅰ～Ⅱ级5例，Ⅲ级1例；安氟醚和异氟醚预处理组Ⅰ～Ⅱ分级只有2例和1例，与对照组比较显著降低（P<0.05）；其余均为Ⅲ～Ⅳ，与对照组比较显著升高（P<0.05），而安氟醚和异氟醚预处理组间无显著性差异。

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讨　论

　　吸入麻醉药氟烷、异氟醚和七氟醚等对肝脏缺血/再灌注损害都有不同程度的保护作用^[1，2]。本研究中，经1.5MAC安氟醚和异氟醚预处理后，再进行肝脏缺血/再灌注与单纯肝脏缺血再灌注比，明显减轻谷丙转氨酶、谷草转氨酶、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶和γ－谷氨酰酶的释放，并且肝组织病理损害明显轻于对照组。提示安氟醚和异氟醚预处理对兔肝缺血/再灌注损害有一定的保护作用。

　　肝脏缺血/再灌注损伤的两个主要可能机制是细胞内超载和大量自由基的产生^[3]。肝血流阻断，肝细胞缺氧，供能障碍，Na⁺－K⁺ATPase及Ca₂⁺－ATPase及Ca₂⁺－ATPase活性降低，Na⁺－Ca₂⁺交换平衡失调，加之胞膜通透性改变，外钙内流及细胞内Ca₂⁺释放增加，出现再灌注早期的细胞内Ca₂⁺增高，导致细胞内外水、电解质平衡紊乱，表现为细胞器水肿等可逆性改变。随再灌注时间延长，细胞内Ca₂⁺升高越明显，激活Ca₂⁺依赖蛋白水解酶，致黄嘌呤脱氢酶迅速转化为黄嘌呤氧化酶，再灌注期氧的进入，从而产生大量自由基，形成脂质过氧化，破坏细胞膜，加速钙内流，持续细胞Ca₂⁺超载又损伤肝细胞膜，形成恶性循环，终致细胞死亡。

　　虽有报道安氟醚和异氟醚能抑制自由基的产生、抑制细胞内各种需能过程，促进缺血/再灌注期间ATP的形成，以及直接抑制电压门控的Ca₂⁺内流和肌浆网的Ca₂⁺释放等，减轻肝细胞内Ca₂⁺超载^[2，4，5]，但在本研究中，采用预处理方式给予吸入麻醉药，在肝脏缺血/再灌注期间，体内已无吸入麻醉药。因此，吸入麻醉药通过上述的直接作用机制产生肝保护的可能性极小。近年研究显示，吸入麻醉药预处理可通过诱发缺血预处理的机制，对心肌缺血/再灌注损害产生显著保护作用^[6]。吸入麻醉药预处理诱发的保护效应，是一种细胞保护机制，具有普遍性，不仅局限在心肌^[7]。由此推测，安氟醚和异氟醚预处理对肝脏缺血/再灌注操作的保护作用，可能主要通过类似于吸入麻醉药预处理诱发心肌的保护机制，激活蛋白激酶C，再与ATP敏感的钾离子通道相偶联，使其激活开放，引起动作电位持续时间下降，从而减少经电压门控制Ca₂⁺通道的Ca₂⁺内流，并维持Na⁺－Ca₂⁺交换，促进Ca₂⁺细胞外流，从而减轻Ca₂⁺超载^[9]。缺血缺氧也可诱发预处理的保护效应。本研究中，安氟醚和异氟醚预处理期间，血压下降，是否能减少肝血流达到缺血缺氧程度，参与诱发预处理效应，仍需进一步研究。

参考文献

1. Imaj M，Kon S，Inaba H.Effects of halothane，isoflurane and seveflurane on ischemia－reperfusion injury in the perfused liver of fasted rats. Acta Anaesthesiol Scand，1996，40：1242－1248

2. Kon S，Imai M，Inaba H.Isoflurane attenuates early neutrophil independent hypoxia－reoxygenation injuries in the reperfused liver in fasted rats. Anesthesiology，1997，86：128－136

3. Pretto EA. Reperfusion injury of the liver.Transplant Proc，1991，23：1912－1921

4. Frohlich D，Rothe G，Schwall B，et al. Effects of Volatile anaesthetics on human neutrophil oxidative response to the bacterial peptide FMLP. Br J Anaesth，1997，78：718－723

5. Matsushita K，Ohashi I，Backer GL，et al. Isoflurane preservers adenosine triphosphate levels in anoxic isolated rat hepatocytes by stimulating glycolytic adenosine triphosphate formation . Anesth Analg，1996，82：1261－1267

6. Ismaeil MS，Tkachenko I，Gamperl AK，et al. Mechanisms of isoflurane－induced myocardial preconditioning in rabbits. Anesthesiology，1999，90：812－821

7. Lynch C. Anesthetic preconditioning ： not Just for the heart? Anesthesiology，1999，91：606－608

8. Yao Z，Cavero I，Gross GD. Activation of cardiac KATP channels： an endogenous protective mechanism during repetitive ischemia. Am J Phsiol，1993，264：H495 －504