氢气干预腹腔镜气腹对肝脏的保护作用及其机制研究

Intra-abdominal pressure was increased during laparoscopic pneumoperitoneum, which oppressed the liver and reducing liver blood supply. The blood perfusion was into liver after removed the pneumoperitoneum. Large amounts of free radicals were produced during this procedure and liver was in ischemia /reperfusion injury. Recent studies showed that hydrogen was an important physiological regulator, and could selectively remove toxic free radicals, anti-inflammatory and anti-apoptotic effects, and reduce ischemia/reperfusion injury. Hydrogen was injected subcutaneously twice to intervene respectively laparoscopic pneumoperitoneum before the pneumoperitoneum and deflation. The body’s physiological function was monitored to determine the safety of the intervention hydrogen on laparoscopic pneumoperitoneum in veterinary clinical practice. The hepatoprotective effect of intervention hydrogen on laparoscopic pneumoperitoneum was determined by studying the changes of liver function and histopathology of control group, pneumoperitoneum group (10mmHg), pneumoperitoneum group (15mmHg) and hydrogen/pneumoperitoneum group (15mmHg). And the mechanism was initially clarified by researching changes of hepatocyte apoptosis, oxidative stress and inflammation-related the main indicators. The study would provide a better alternative method to reduce liver damage caused by laparoscopic pneumoperitoneum, and promote the development of laparoscopic surgery and hydrogen medicine.

腹腔镜气腹使腹腔压力升高，压迫肝脏，减少肝脏血液供应，撤去气腹后，血液重新灌注肝脏，这个过程中肝脏产生大量的自由基，发生缺血/再灌注损伤。最近研究表明氢气是一种重要的生理调节因子，具有选择性的清除毒性自由基、抗炎和抗凋亡作用，减轻组织缺血/再灌注损伤。本项目通过于气腹前和放气前两次皮下注射氢气进行干预腹腔镜气腹，整个过程中，监测大鼠机体生理功能变化，确定氢气干预腹腔镜气腹在兽医临床应用的安全性；同时通过在注射氢气后研究对照组、气腹组（10mmHg）、气腹组（15mmHg）和氢气/气腹组（15mmHg）大鼠肝功能和肝组织病理学变化，确定氢气干预腹腔镜气腹对肝脏具有保护作用；检测肝细胞凋亡、氧化应激和炎症反应过程中相关指标的改变，初步阐明其保护作用的机理，为临床上减轻腹腔镜气腹致肝脏损伤提供一种更好的选择方法，也为氢气干预腹腔镜气腹在临床上的应用提供理论依据，促进腹腔镜外科学和氢气医学的发展。

腹腔镜外科具有微创、视野清晰、出血少、疼痛反应轻和术后机体恢复快等优点，已经成为微创外科重要组成部分，近年来在兽医领域得到了很大的发展。但是腹腔镜手术过程中需要向腹腔内充入气体，建立人工气腹，腹腔镜气腹使腹腔压力升高，压迫肝脏，减少肝脏血液供应，撤去气腹后，血液重新灌注肝脏，这个过程中肝脏产生大量的自由基，发生缺血/再灌注损伤。最近研究表明氢气是一种重要的生理调节因子，具有选择性的清除毒性自由基、抗炎和抗凋亡作用，减轻组织缺血/再灌注损伤。因此，本项目在大鼠气腹前皮下注射氢气，0.2 mL/kg，然后建立气腹，气腹压15mmHg,维持90min，整个过程中监测大鼠呼吸系统、循环系统和血气等生理指标变化，于气腹结束后2 h、6 h和24 h检测大鼠肝功能、肝组织病理学、肝细胞凋亡、氧化应激和主要炎症反应过程中相关指标的改变。研究结果显示：（1）应用氢气干预腹腔镜气腹对大鼠呼吸系统和循环系统无不良反应，并且可以升高血液pH值，缓解腹腔镜气腹引起的酸中毒。表明氢气干预腹腔镜气腹在临床上应用具有安全性。（2）氢气干预腹腔镜气腹可以显著降低血液和肝组织中丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天门冬氨酸氨基转移酶（AST）的含量，减轻肝细胞核固缩、细胞肿胀和空泡变性的程度。表明氢气能够减轻腹腔镜气腹导致的肝脏损伤，对肝脏起到保护作用。（3）氢气干预腹腔镜气腹可以使血液和肝组织中丙二醛（MDA）含量降低，超氧化物歧化酶（SOD）和还原性谷胱甘肽（GSH）的含量升高；同时也可使肝组织中Nrf2、HO-1和NQO1的mRNA和蛋白表达量升高；BCL-2/BAX和Caspase-3的mRNA和蛋白表达量降低；以及TNF-α和ICAM-1的mRNA表达量和蛋白浓度降低，IL-10的mRNA表达量和蛋白浓度升高。表明氢气可通过减轻肝脏氧化应激损伤、减少细胞凋亡和降低炎性反应来缓解腹腔镜气腹造成的肝脏损伤。本项目的完成可为临床上减轻腹腔镜气腹致肝脏损伤提供一种更好的选择方法，同时也为氢气干预腹腔镜气腹在临床上的应用提供理论依据，促进腹腔镜外科学和氢气医学的发展。