门静脉高压症大鼠阻断门静脉和下腔静脉后肾脏损伤的研究
作者：吴凤东 窦剑 赵鑫 任贵军 邸恩昌
【摘要】目的：探讨门静脉高压症大鼠阻断门静脉和下腔静脉1h后肾脏损伤的情况。方法：Wistar大鼠随机分为对照组、门脉高压症对照组和实验组。实验组先建立可复性门静脉高压症大鼠模型，3周后按阻断下腔静脉和肝门1h后不同的再灌注时间0h、6h、12h、24h、48h、72h和7d分为7组。于相应时间点查血清ALT、BIL、BUN、Cr水平，肾脏和肝脏组织光镜以及肾脏组织透射电镜检查。结果：实验组大鼠血BUN、Cr再灌注后6h开始升高，12~24h达高峰，此后渐下降，72h已基本恢复正常。肾脏损害主要以近曲肾小管上皮细胞为主，12h、24h损伤达到高峰，可见核固缩、核碎裂，但基底膜保留完好。48h开始出现修复现象。7d后明显修复。结论：门静脉高压症大鼠阻断门静脉和下腔静脉后，肾小管上皮细胞有明显损伤，但是损伤是可逆的。
【关键词】高血压门静脉・腔静脉，下・肾・大鼠，Wistar
The study of renal injury in portal hypertensive rat after the occlusion of portal vein and inferior vena cava
【ABSTRACT】Objective:To investigate the renal injury of portal hypertensive rat after one hour of occlusion of portal vein and inferior vena cava.Methods:Healthy male Wistar rats were taken randomly as normal control、portal hypertensive control and trial group.The recoverable portal hypertensive model was induced firstly.Three weeks later ,15 model rats were taken randomly as portal hypertensive control group,others had another operation and were divided randomly into 0,6h,12h,24h,48h,72h,7d group according to different reperfusion time after 1 hour of occlusion of portal vein and inferior vena cava.At the corresponding time points after reperfusion,the examinations below were done:serum ALT,TBIL,BUN,Cr concentrations;morphological changes of liver and kidney,the ultrastructure of renal tissue.Results:Serum BUNand Cr in trail group reached their peak value 12~24 hours after reperfusion,then decreased gradually,and returned to normal 72 hours after reperfusion.The main injury of kidney was located in proximal tubular epithelial cell ,it peaked at 12 hours and 24 hours after reperfusion,the sporadic karyopyknosis and karyorrhexis could be seen,but the basement membrane preserved well.48 hours later,the restoration could be seen.7 days later it restored obviously.Conclusion:There are obvious injury in tubular epithelial cell in the portal hypertensive rat after 1 hour of occlusion of portal vein and inferior vena cava.But the injury of kidney is reversible.
【KEY WORDS】Hypertension,portal・Vena cava,inferior・Kidney・Rats,Wistar
经典非转流肝移植病人，由于需暂时阻断下腔静脉，肾脏要经历缺血、淤血以及开放后再灌注的过程。本实验旨在通过研究门静脉高压症大鼠阻断门静脉和下腔静脉1h后肾脏损伤的情况，探讨该情况下肾脏损伤的特点及恢复，为临床提供。
1 材料与方法
1.1 动物选择及分组 健康雄性Wistar大鼠，体重250~300g，共135只。随机分为对照组（NC）、门脉高压症对照组（PHC）和实验组。实验组按阻断下腔静脉和肝门60min后不同的再灌注时间（0h、6h、12h、24h、48h、72h和7d）分为0h、6h、12h、24、48h、72h、7d7个组。全实验共9组，每组大鼠15只。
1.2 可复性门静脉高压症大鼠模型建立 按照方法［1］游离大鼠门静脉，用30丝线将一个20gauge钝头注射针头及标志管（自制，外径2mm，用动脉取栓管作成椭圆环形状）与门静脉主干一同平行结扎一道，抽出针头并摆好标志管位置防止其扭曲门静脉，缝合切口。NC组开腹后只游离门静脉主干。
1.3 门静脉高压症大鼠无肝期的建立 一期手术3周后，行二期手术。左颈外静脉插管以5ml/h补充林格液，肝素钠625U/kg肝素化防止阻断后血栓形成，入腹后找到标志管，以它为指引找到门静脉，剪断标志管、抽出，则门静脉于解除外在压迫后管腔复张，游离出肾静脉上方肝下下腔静脉，用无创血管夹同时分别夹闭下腔静脉和肝门60min后，松血管夹，止血，缝合切口。分别于下腔静脉和肝门开放后0h、6h、12h、24h、48h、72h和7d进行相关指标检测。NC组和PHC组开腹后只游离出肾静脉上方肝下下腔静脉。
1.4 标本采集与检测
1.4.1 肾脏和肝脏组织光镜检查 每组随机取5只大鼠，分别于其相应时间点切取左肾和肝脏中叶组织，经HE和PAS染色后，于普通光镜下观察。
1.4.2 肾脏组织透射电镜检查 随机取NC，PHC，0h，12h，24h，72h,7d组3只大鼠，分别于其相应时间点切取左肾组织于H7500透射电镜下观察。
1.4.3 血清ALT、BIL、BUN、Cr的测定 各组大鼠分别于其相应时间点，从下腔静脉抽取全血2ml，取上清液送生化检测。
1.5 统计学处理方法 采用单因素方差分析，应用SPSS10.0软件进行统计处理。
2 结 果
2.1 血生化改变 再灌注后6hBUN、Cr开始升高，12~24h达高峰，此后渐下降，72h已基本恢复正常。ALT于再灌注后0h就明显升高，24h达高峰，7d基本恢复正常。BIL各组间无差异（表1）。 表1 各组血清ALT、BiL、BUN、Cr水平（略）
2.2 肾脏和肝脏组织病理形态学变化
2.2.1 肾脏 各组肾小球均未见明显病变。0h组未见明显病变；6h组皮、髓交界处肾小管上皮细胞出现变性；12h组细胞肿胀加重，可见散在的近端小管上皮细胞核固缩、核碎裂，胞浆浓缩，但是肾小管轮廓清晰，基底膜保留完好，肾小管腔内可见细胞碎片，远曲小管内可见管型；24h组病变基本同12h组，部分死亡的上皮细胞残体开始排出，有些仅留下基底膜轮廓，髓袢、远曲小管、集合管腔内可见管型，肾小管管腔扩大，刷状缘变短或脱落；48h组部分有病变的肾小管上皮细胞开始出现修复现象，表现为核大，核深染，肾小管管腔扩大；72h组肾小管内脱落的上皮细胞和管型明显减少；7d组肾小管内已无管型，细胞核数量增加，上皮细胞明显修复。见图1~3。
2.2.2 肝脏 PHC组大鼠肝细胞未见异常，肝小叶规则；12h组可见肝细胞变性，到24h组到高峰，肝细胞显著肿胀，呈气球样变，胞核形态无明显变化。此后细胞水肿逐渐减轻，到7d组细胞形态已基本恢复正常。 图1 12h组可见散在的近曲小管上皮细胞坏死（核固缩、胞浆嗜酸性增强，粗长箭），小管腔内脱落的坏死细胞（细短箭），细长箭为肾小球，粗短箭为近曲小管，形态正常（HE，×400）
图2 24h组可见远曲小管管腔增大（粗短箭），小管腔内脱落的坏死细胞（细箭），远曲小管管腔内管型（粗长箭）（HE，×400）
图3 24h组PAS染色，肾小管基底膜（细短箭）保持完好，大部分刷状缘保持完好（粗箭），少部分刷状缘脱落（细长箭）（PAS，×400）
2.3 肾脏组织超微结构病理改变 电镜观察肾小管上皮细胞病变以线粒体变化为主。0h组就可见线粒体水肿，部分嵴排列紊乱、消失，部分线粒体膜消失。12h组病变发展到高峰，除线粒体病变外还可见微绒毛水肿稀疏，细胞质内基质水肿，呈囊泡样扩张，偶见变性坏死的细胞质；偶见核固缩；肾小管腔内可见高密度物质，偶见裸核细胞，此后病变逐渐减轻。7d组线粒体病变明显减轻，并可见扩张的高尔基复合体和扩张的内质网，显示合成代谢旺盛。见图4~6。
3 讨 论
3.1 可复性肝前性门静脉阻断高压症大鼠模型的可行性 肝移植研究多采用正常大鼠，但是其解剖生理与门静脉高压症大鼠是有差别的。本研究采用可复性门静脉高压症模型用于无肝期研究主要基于以下考虑：①正常大鼠不能耐受1h血管阻断。②该模型均一性强，门体间侧支形成充分，分流率高，与人类终末期肝病情况相似。③该模型既保证了门静脉系统的高压，又保证了肝脏正常的结构和功能。研究显示拔出标志管后，门脉高压逐渐消失并且肝脏结构功能可恢复正常［1］，恰如移植后换了一个正常的肝脏，但与肝脏移植比较，创伤小的多。④影响肝移植术后肾功能的因素很多，此模型可排除肝移植创伤、免疫干扰，单因素研究无肝期低血压和下腔静脉淤血，对存在门体分流的大鼠的肾功能影响。
3.2 肾脏损伤的特点 非转流肝移植对肾功能的影响 ，一方面是阻断下腔静脉和门静脉后，回心血量减少、心输出量下降、平均动脉压下降；另一方面阻断下腔静脉后，肾静脉血液回流障碍。丁义涛报告，正常大鼠下腔静脉和门静脉阻断最好控制于30min内［2］。本研究显示门静脉高压症大鼠经历1h阻断后血BUN和Cr于开放血流后逐渐升高，于12~24h达到高峰，此后逐渐下降，72h基本恢复正常。这说明门静脉高压症大鼠经历无肝期后，肾功能虽有损伤，但在短时间内是可以恢复的，这种损伤是可逆的。门静脉高压症大鼠肾功能能恢复得益于大鼠门体间存在广泛的侧支循环。通过门静脉造影和大鼠大体解剖发现［1］；门静脉与上腔静脉间通过胃底食管静脉、奇静脉相沟通；门静脉与下腔静脉间通过胃底食管静脉、左膈下静脉、左肾上腺静脉、左肾静脉相沟通。因此阻断下腔静脉和门静脉后血液可经上述侧支回心，既补充了血容量，又减轻了肾脏淤血。 同时门静脉高压症呈高排低阻的血液动力学特点，这使其在无肝期能耐受50%的心输出量下降［3］，保证了肾脏一定的血液灌注，使肾功能不致遭受严重损伤。虽然血清学上肾功能检查于开放血流72h后恢复正常，但在组织学上的恢复是相对缓慢的。经历缺血再灌注后肾脏的损伤有其固有特点，主要表现为：①病变分布不均匀，肾小球几乎看不到明显的损伤，近端肾小管病变最明显，其中皮质髓质交界处最重，皮质部次之，髓质部最轻。②超微结构肾小管上皮细胞病变以线粒体变化为主，光镜下同一区域肾小管病变上皮细胞病变程度也不一致，绝大多数只表现为少数肾小管上皮细胞变性，部分有刷状缘甚至上皮细胞脱落，偶见肾小管上多个上皮细胞坏死，但未连成片，而且绝大多数肾小管轮廓清晰，基底膜保留完好，这为肾小管病变上皮细胞的修复和再生提供了结构基础。③损伤以再灌注后12~24h最明显，这与血BUN和Cr峰值时间是一致的。此后损伤肾小管开始修复，但修复过程是缓慢的，到第7天仍未完全恢复。本研究见到血清学检验显示的肾脏功能的快速恢复和组织学修复的滞后表现，一方面说明肾脏储备功能的强大和肾小管损伤的可修复性，另一方面提示临床不仅在术后72h内应注意肾功能的保护，当血清BUN和Cr恢复正常后仍应注意肾功能的保护，因为影响临床肝移植术后肾功能的因素是多方面的［4］。应防止多因素协同对尚处于修复期的肾脏造成新的损伤，导致肾功能衰竭。
参 考 文 献
［1］吴凤东，窦剑，任贵军，等.一种可恢复性门静脉高压症大鼠模型［J］.普通外科进展，2006，9（1）：3032.
［2］丁义涛，居春光，谢敏.无肝期阻断下腔静脉对背驮式肝移植的影响［J］.肝胆外科杂志，1999，7（3）：211213.
［3］Schwarz B,Pomaroli A,Hoermann C,et al.Liver transplantation without venovenous bypass:morbidity and mortality in patients with greater than 50% reduction in cardiac output after vena cava clamping［J］.J Cardiothorac Vasc Anesth,2001,15(4):460462.
［4］Nakasuji M,Bookallil MJ,Asada A.Causes of renal dysfunction during the anhepatic phase in patients for orthotopic liver transplantation and their postoperative renal function［J］.Masui,2000,49(9):956963.
