液体复苏抑制血管组织铁死亡对爆炸损伤并发失血性休克大鼠血管细胞结构损伤的减轻作用

doi:10.13481/j.1671-587X.20240505

吉林大学学报(医学版) ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (5): 1227-1234.doi: 10.13481/j.1671-587X.20240505

• 基础研究 • 上一篇

液体复苏抑制血管组织铁死亡对爆炸损伤并发失血性休克大鼠血管细胞结构损伤的减轻作用

彭小勇¹,朱娱¹,张双博²,朱英国²,李涛¹,刘良明¹,王建民²,杨光明²()

^1.陆军军医大学大坪医院野战外科研究部战伤休克与输血研究室，创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室，重庆 400042
^2.陆军军医大学大坪医院野战外科研究部武器杀伤生物效应评估实验室，创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室，重庆 400042

收稿日期:2023-09-05 出版日期:2024-09-28 发布日期:2024-10-28
通讯作者: 杨光明 E-mail:yanggm971@163.com
作者简介:彭小勇（1986-），男，重庆市永川区人，助理研究员，医学硕士，主要从事战伤休克心血管功能变化方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(82072164);军队后勤科研重大项目(ALJ18J00)

Alleviative effect of fluid resuscitation on damage of structure injury of vascular cells after blast injury complicated with hemorrhagic shock in rats by inhibiting ferroptosis of vascular tissue

Xiaoyong PENG¹,Yu ZHU¹,Shuangbo ZHANG²,Yingguo ZHU²,Tao LI¹,Liangming LIU¹,Jianmin WANG²,Guangming YANG²()

^1.State Key Laboratory of Trauma，Burns and Combined Injury，Department of Shock and Transfusion，Research Institute of Surgery，Daping Hospital，Army Medical University，Chongqing 400042，China
^2.State Key Laboratory of Trauma，Burns and Combined Injury，Department of Weapon Bioeffect Assessment，Research Institute of Surgery，Daping Hospital，Army Medical University，Chongqing 400042，China

Received:2023-09-05 Online:2024-09-28 Published:2024-10-28
Contact: Guangming YANG E-mail:yanggm971@163.com

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨液体复苏对爆炸损伤并发失血性休克大鼠血管铁死亡发生情况和血管细胞结构的影响，并阐明其作用机制。方法取54只健康成年SD大鼠，随机分为正常组、爆炸损伤并发失血性休克（模型）组和液体复苏（治疗）组，每组18只，每组随机取10只大鼠观察存活情况，另8只大鼠用于检测其他指标。观察各组大鼠平均存活时间（ST）、24 h及72 h存活情况，观察各组大鼠血压（BP）、心率（HR）和呼吸频率（RR），检测各组大鼠血清中血肌酐（Scr）、血尿素氮（BUN）、乳酸（LAC）、血糖（GLU）、铁离子、谷胱甘肽（GSH）和丙二醛（MDA）水平及天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和乳酸脱氢酶（LDH）活性，Western blotting法检测各组大鼠肠系膜上动脉组织中铁死亡标志蛋白谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）、溶质载体家族7成员11（SLC7A11）和铁代谢调节蛋白血红素加氧酶1（HO-1）蛋白表达水平，观察各组大鼠肠系膜上动脉组织病理形态表现。结果正常组大鼠全部存活72 h，模型组大鼠最长ST不超过9 h。与模型组比较，治疗组大鼠的ST和24 h存活率（SR）明显升高（P<0.05）。与正常组比较，模型组大鼠BP、HR和RR均明显降低（P<0.01）；与模型组比较，治疗组大鼠的BP、HR和RR明显升高（P<0.05）。与正常组比较，模型组大鼠血清中AST和ALT活性及Scr和BUN水平明显升高（P<0.01）；与模型组比较，治疗组大鼠血清中LAC和GLU水平明显降低（P<0.01）。与正常组比较，模型组大鼠血清铁离子浓度、GSH水平、MDA水平和LDH活性明显升高（P<0.05）；与模型组比较，治疗组大鼠血清铁离子浓度和LDH活性明显降低（P<0.01）。与正常组比较，模型组大鼠肠系膜上动脉组织中GPX4和SLC7A11蛋白表达水平明显降低（P<0.05）；与模型组比较，治疗组大鼠肠系膜上动脉组织中GPX4和SLC7A11表达水平明显升高（P<0.05）。与正常组比较，模型组大鼠肠系膜上动脉组织中HO-1蛋白表达水平升高（P<0.01）；与模型组比较，治疗组大鼠肠系膜上动脉组织中HO-1蛋白表达水平升高（P<0.01）。显微病理，模型组大鼠肠系膜上动脉各层细胞排列紊乱，明显肿胀，厚度明显增加；治疗组大鼠肠系膜上动脉组织病理变化减轻。超微病理，正常组大鼠血管内皮细胞结构完整，内皮细胞下基质无肿胀；模型组大鼠血管内皮细胞膜破坏，细胞质溶解破碎，且内皮细胞下基质明显肿胀；治疗组大鼠血管内皮细胞肿胀减轻。结论爆炸损伤并发失血性休克大鼠血管组织发生铁死亡，液体复苏能够通过抑制血管组织铁死亡减轻血管细胞结构损伤。

关键词: 爆炸损伤, 失血性休克, 液体复苏, 铁死亡, 血管

Abstract:

Objective To discuss the effect of fluid resuscitation on the occurrence of ferroptosis in vascular tissue and the structure of vascular cells in the rats with blast injury complicated with hemorrhagic shock， and to clarify its mechanism. Methods A total of 54 healthy adult SD rats were randomly divided into normal group， blast injury complicated with hemorrhagic shock （model） group， and the fluid resuscitation （treatment） group， and there were 18 rats in each group. Among them，10 rats were randomly selected to observe the surival status and another 8 rats were selected to detect the other indexes. The average survival time（ST）， 24 h and 72 h survival rates of the rats in various groups were observed； the blood pressure （BP）， heart rate （HR）， and respiratory rate （RR） of the rats in various groups were observed； the levels of serum creatinine （Scr）， blood urea nitrogen （BUN）， lactate （LAC）， glucose （GLU）， iron ions， glutathione （GSH）， and malondialdehyde （MDA） and the activities of aspartate aminotransferase （AST）， alanine aminotransferase （ALT） and lactate dehydrogenase （LDH） in serum of the rats in various groups were detected；Western blotting method was used to detect the expression levels of ferroptosis marker proteins glutathione peroxidase 4 （GPX4）， solute carrier family 7 member 11 （SLC7A11）， and heme oxygenase 1 （HO-1） proteins in superior mesenteric artery tissue of the rats in various groups； the pathomorphology of the superior mesenteric artery of the rats in various groups was observed. Results All the rats in normal group survived for 72 h， while the longest ST of the rats in model group did not exceed 9 h. Compared with model group， the ST and 24 h survival rate （SR） of the rats in treatment group were significantly increased （P<0.05）. Compared with normal group， the BP， HR， and RR of the rats in model group were significantly decreased （P<0.01）. Compared with model group， the BP， HR， and RR of the rats in treatment group were significantly increased after fluid resuscitation （P<0.05）. Compared with normal group， the activities of AST and ALT， and the levels of Scr and BUN in serum of the rats in model group were significantly increased （P<0.01）. Compared with model group， the serum levels of LAC and GLU of the rats in treatment group were significantly decreased （P<0.01）. Compared with normal group， the concentration of iron ion， GSH level， MDA level， LDH activity in serum of the rats in model group were significantly increased （P<0.05）； compared with model group， the concentration of iron ion and LDH activity in serum of the rats in treatment group was significantly decreased （P<0.01）. Compared with normal group， the expression levels of GPX4 and SLC7A11 in superior mesenteric artery tissue of the rats in model group were significantly decreased （P<0.05）；compared with model group， the expression levels of GPX4 and SLC7A11 in superior mesenteric artery tissue of the rats in treatment group were significantly increased （P<0.05）. Compared with normal group， the expression level of HO-1 protein in superior mesenteric artery tissue of the rats in model group was increased （P<0.01）； compared with model group， the expression level of HO-1 protein in superior mesenteric artery tissue of the rats in treatment group was increased （P<0.01）. The microscopic pathology results showed that the cell arrangement in the layers of the superior mesenteric artery tissue of the rats in model group was disordered， the swelling was significant and the thickness was increased； the pathological changes in superior mesenteric artery tissue of the rats in treatment group was alleviated. The ultramicroscopic pathology results showed that the endothelial cell structure of blood vessels of the rats in normal group was intact， and there was no swelling in the subendothelial matrix； the vascular endothelial cell membrane of the rats in model group was damaged， there were cytoplasmic dissolution and fragmentation， and the swelling of the subendothelial matrix was significant； the swelling of the vascular endothelial cells in treatment group was alleviated. Conclusion Ferroptosis occurs in vascular tissue of the rats with blast injury complicated with hemorrhagic shock， and fluid resuscitation can alleviate the structural damage of the vascular cells by inhibiting the vascular tissue ferroptosis.

Key words: Blast injury, Hemorrhagic shock, Fluid resuscitation, Ferroptosis, Vascular

中图分类号:

R136.37

彭小勇,朱娱,张双博,朱英国,李涛,刘良明,王建民,杨光明. 液体复苏抑制血管组织铁死亡对爆炸损伤并发失血性休克大鼠血管细胞结构损伤的减轻作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(5): 1227-1234.

Xiaoyong PENG,Yu ZHU,Shuangbo ZHANG,Yingguo ZHU,Tao LI,Liangming LIU,Jianmin WANG,Guangming YANG. Alleviative effect of fluid resuscitation on damage of structure injury of vascular cells after blast injury complicated with hemorrhagic shock in rats by inhibiting ferroptosis of vascular tissue[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2024, 50(5): 1227-1234.

图/表 7

表1

表2

表3

表4

图1

图2

图3

参考文献 23

1	WANG X， DU J， ZHUANG Z， et al. Incidence， casualties and risk characteristics of civilian explosion blast injury in China： 2000-2017 data from the State Administration of Work Safety［J］. Mil Med Res， 2020， 7（1）： 29.
2	彭小勇，胡弋，薛明英，等. CaSR 抑制剂Calhex231 通过PTH-AR 途径参与创伤失血性休克大鼠血管低反应性的调节［J］.中国病理生理杂志， 2021， 37（1）： 60-65.
3	YUAN T L， ARIYAPRAKAI N. Diagnosis and management of blast injuries in the emergency department［J］. Emerg Med Pract， 2023， 25（2）： 1-24.
4	BUKOWSKI J， NOWADLY C D， SCHAUER S G， et al. High risk and low prevalence diseases： Blast injuries［J］. Am J Emerg Med， 2023， 70： 46-56.
5	DIXON S J， LEMBERG K M， LAMPRECHT M R， et al. Ferroptosis： an iron-dependent form of nonapoptotic cell death［J］. Cell， 2012， 149（5）： 1060-1072.
6	CHEN Y， FANG Z M， YI X， et al. The interaction between ferroptosis and inflammatory signaling pathways［J］. Cell Death Dis， 2023， 14（3）： 205.
7	XU Y， LI K， ZHAO Y， et al. Role of ferroptosis in stroke［J］. Cell Mol Neurobiol， 2023， 43（1）： 205-222.
8	DEL-RE D P， AMGALAN D， LINKERMANN A， et al. Fundamental mechanisms of regulated cell death and implications for heart disease［J］. Cell， 2012， 149（5）： 1060-1072.
9	WU X G， LI Y， ZHANG S C， et al. Ferroptosis as a novel therapeutic target for cardiovascular disease［J］. Theranostics， 2021， 11（7）： 3052-3059.
10	刘奕言，张紫森，包代琴，等. 抑制周细胞铁死亡对脓毒症大鼠肺血管屏障功能的保护作用［J］. 陆军军医大学学报， 2022， 44（20）： 2037-2047.
11	杨光明，彭小勇，雷艳，等. 抗氧化干预对低氧低糖诱导血管平滑肌细胞自噬和铁死亡的影响［J］. 局解手术学杂志， 2022， 31（1）： 1-5.
12	OWERS C， MORGAN J L， GARNER J P. Abdominal trauma in primary blast injury ［J］. Br J Surg， 2011， 98（2）： 168-179.
13	D’YACHENKO A I， MANYUHINA O V. Modeling of weak blast wave propagation in the lung［J］. J Biomech， 2006， 39（11）： 2113-2122.
14	WOLF S J， BEBARTA V S， BONNETT C J， et al. Blast injuries ［J］. Lancet，2009， 374（9687）： 405-415.
15	JIANG S Y， SANDERS S， GAN R Z. Hearing protection and damage mitigation in Chinchillas exposed to repeated low-intensity blasts ［J］. Hear Res， 2023， 429： 108703.
16	崔红，王丽丽，周敏，等. 舱室内爆炸伤复合失血致休克大鼠液体复苏的研究［J］.解放军医学杂志， 2013， 38（6）： 512-515.
17	SAHA B， SAHU G， SHARMA P. A novel therapeutic approach with sodium pyruvate on vital signs， acid-base， and metabolic disturbances in rats with a combined blast and hemorrhagic shock ［J］. Front Neurol， 2022， 13（2）： 3884-3898.
18	PAN Y H， WANG X K， LIU X W， et al. Targeting ferroptosis as a promising therapeutic strategy for ischemia-reperfusion injury ［J］. Antioxidants， 2022， 11（11）： 2196-2221.
19	LIU Y， WAN Y， JIANG Y， et al. GPX4： The hub of lipid oxidation， ferroptosis， disease and treatment ［J］. Biochim Biophys Acta Rev Cancer， 2023， 1878（3）：188890.
20	SHE R， LIU D， LIAO J， et al. Mitochondrial dysfunctions induce PANoptosis and ferroptosis in cerebral ischemia/reperfusion injury： from pathology to therapeutic potential［J］. Front Cell Neurosci， 2023， 17： 1191629.
21	蔡婉，周华，徐基杰，等. 鹿红方通过SLC7A11/GPX4信号通路减轻心肌缺血再灌注损伤的机制研究［J］. 上海中医药大学学报， 2022， 36（S1）： 137-142.
22	STOCKWELL B R， FRIEDMANN ANGELI J P， BAYIR H， et al. Ferroptosis： A regulated cell death nexus linking metabolism， redox biology， and disease［J］. Cell， 2017， 171（2）： 273-285.
23	HUANG W， AABED N， SHAH Y M. Reactive oxygen species and ferroptosis at the nexus of inflammation and colon cancer ［J］. Antioxid Redox Signal， 2023， 39（7-9）： 551-568.

Group	ST（t/h）	24 h SR（η/%）	72 h SR（η/%）
Normal	72.00±0.00	100	100
Model	5.37±0.51^*	0^*	0^*
Treatment	24.28±6.00^△	50^△	10

Group	BP（P/mmHg）	HR（beat·min^-1）	RR（beat·min^-1）
Normal	107.76±4.24	384.98±5.77	81.50±2.76
Model	40.74±4.48^*	270.84±19.98^*	48.75±3.59^*
Treatment	69.58±5.02^△	340.02±25.24^△	67.63±6.37^△

Group	AST [λ_B/（U·L^-1）]	ALT [λ_B/（U·L^-1）]	Scr [c_B/（μmol·L^-1）]	BUN [c_B/（mmol·L^-1）]	LAC [c_B/（mmol·L^-1）]	GLU [c_B/（mmol·L^-1）]
Normal	69.13±2.53	31.75±1.03	20.75±1.25	6.57±0.32	0.17±0.04	6.65±0.29
Model	239.00±42.95^*	133.25±19.62^*	91.63±13.05^*	14.79±3.22^*	0.63±0.10^*	19.05±2.37^*
Treatment	317.75±25.49	160.25±15.33	148.63±14.72	13.90±1.25	0.26±0.06^△	10.94±1.21^△

Group	Iron[c_B/（μmol·L^-1）]	GSH[c_B/（μmol·L^-1）]	MDA[c_B/（μmol·L^-1）]	LDH[ρ_B/（ng·L^-1）]
Normal	19.13±2.16	6.26±0.24	0.84±0.03	8.19±0.20
Model	26.82±2.78^*	6.60±0.41^*	1.21±0.16^*	10.16±0.24^*
Treatment	16.14±2.40^△	5.93±0.11^△	1.02±0.09^△	9.67±0.40^△

[1]	叶严珏,汤子怡,谭钰培,阳诗盈,刘永,尹俐. 硫唑嘌呤对RSL3诱导小鼠精母细胞铁死亡的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(5): 1217-1226.
[2]	杨永净,柯天洋,刘士新,王雪,许德权,刘婷婷,赵玲. 甲磺酸阿帕替尼联合放疗对肝癌HepG2细胞的体外协同增敏作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(4): 1009-1015.
[3]	贾远航,江义霞,何振华,陈林,周芳. SENP-1/HIF-1α通路对慢性间歇性低氧诱导大鼠血管内皮损伤的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(4): 1026-1034.
[4]	王爱民,王凤琳,黄一铭,徐雅琪,张文婧,丛显铸,苏维强,王素珍,高梦瑶,李爽,孔雨佳,石福艳,陶恩学. 基于心脑血管疾病发病风险预测的CatBoost算法和贝叶斯网络模型分析[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(4): 1044-1054.
[5]	王萌,吴昊,李华,赵艺鸿,金圣宇. 血管性血友病因子裂解酶间隔区结构域突变对酶生物学功能的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(4): 900-907.
[6]	曹珊,张艺嘉,白杨,陈芳,谢莎,韩倩倩. 基于消斑通脉方抗动脉粥样硬化作用机制的网络药理学分析和体外实验验证[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(4): 925-938.
[7]	金学军,卢楚沅. 白屈菜碱对小鼠肺癌细胞皮下移植瘤生长和血管生成的抑制作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(3): 612-619.
[8]	倪英群,杨矛,杨迪,郭呈林,朱文君,俞雅琴,卢芹,骆金芝,吴春琴,方朝晖. 高磷诱导下肢血管平滑肌细胞成骨分化关键差异表达基因筛选及验证[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(3): 620-627.
[9]	康宇薇,杨薇,马石杰,周薇,邓菲. 维持性血液透析患者血清sICAM-1、 sVCAM-1水平和SOD活性及其与冠状动脉钙化的关系[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(3): 812-818.
[10]	张莉,夏彬凤,黄慧慧,王茹,孔敏,尹霞. 血管内皮生长因子及其受体抑制剂相关性高血压病理生理机制及临床诊疗的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(3): 854-863.
[11]	王琳茹,张晶,赵冬婵,王晋军,胡文贤. 沉默FOXO1基因对人主动脉血管平滑肌细胞自噬和凋亡的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(2): 431-441.
[12]	吴明丽,朱晴,胡月,刘琦尧,张镰竞,杨冬艳. 侵袭性肾血管平滑肌脂肪瘤伴假性动脉瘤形成1例报告及文献复习[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(1): 254-259.
[13]	张岚,武永新,张涛,王东伟. 藁本内酯调控PKD1/HIF-1α/VEGF通路对心力衰竭大鼠的改善作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(1): 42-49.
[14]	周秀玲,丛德毓,张野,张红石. 头部针刺对局灶性脑缺血大鼠神经功能和脑组织中HIF-1α及VEGFR2表达的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(6): 1431-1436.
[15]	张瑞鹏,李杰. lncRNA GPRC5D-AS1对地塞米松诱导小鼠成肌细胞肌萎缩的抵抗和再生作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(6): 1457-1465.

液体复苏抑制血管组织铁死亡对爆炸损伤并发失血性休克大鼠血管细胞结构损伤的减轻作用

Alleviative effect of fluid resuscitation on damage of structure injury of vascular cells after blast injury complicated with hemorrhagic shock in rats by inhibiting ferroptosis of vascular tissue

RichHTML

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 23

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0