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拉曼光谱分析ISO诱发大鼠心血管疾病后肝脏的损伤

2021-04-23王珍霞韩洪波段雪娇刘春迎马铭泽

中国实验诊断学 2021年4期
关键词:曼光谱拉曼造模

陈 韬,刘 伟,王珍霞,韩洪波,段雪娇,刘春迎,马铭泽*

(1.空军航空大学门诊部,吉林 长春130021;2.解放军第964医院;3.长春市中心医院;4.范家屯第三医院)

近年来,国内外心血管疾病的发病率和死亡率逐年增加,且趋于年轻化[1]。盐酸异丙肾上腺素(ISO)临床上主要用于治疗心源性或感染性休克,还可治疗完全性房室传导阻滞等疾病[2]。在基础研究中ISO可用于心血管模型的构建,但长期使用ISO后可能会引发多个器官损伤,如肝脏、心脏和肾脏等。拉曼光谱(Raman spectra)是一种散射光谱,可用于蛋白分子结构测定、细胞分析[3]。本实验将探究拉曼光谱是否可以作为诊断ISO诱发心血管疾病后肝脏损伤的重要工具,报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物、主要试剂及仪器雄性Wistar大鼠10只,体质量180-220 g(吉林大学实验动物中心提供,合格证号:SCXKJ2007-0003)。盐酸异丙肾上腺素(上海前尘生物科技有限公司);MD-100自动生化分析仪(美国奈彻尔公司);徕卡4215切片机(德国徕卡仪器公司)。

1.2 动物分组及给药方式随机将清洁级Wistar大鼠分为正常对照组和模型组(每组5只)。大鼠稳定2天后,正常组大鼠给予生理盐水刺激,模型组大鼠皮下多点一次性注射15 mg/kg ISO。

1.3 大鼠血生化指标测定ISO造模72 h后正常组和模型组大鼠眼球取血(1次),测定血清中AST、LDH、CK和CK-MB等酶学指标。

1.4 大鼠心脏和肝脏形态学检测ISO造模72 h后正常组和模型组大鼠脱臼处死,取心脏和肝脏组织,并立即置入新配4%多聚甲醛溶液中固定24 h。HE染色,200倍镜视野照相。

1.5 心脏组织紫外-可见吸收光谱每组取3只大鼠心肌组织匀浆后,利用UV-2450光谱在200-1000 nm处检测心肌组织匀浆液,分析心肌组织吸收强度的变化。

1.6 肝脏组织拉曼光谱检测每组取3只大鼠肝脏组织匀浆后,利用拉曼光谱仪在1000-4000 cm-1处检测肝脏组织匀浆液,分析肝脏组织拉曼强度的变化。

2 结果

2.1 大鼠血清酶学变化

ISO造模72 h后,大鼠血清中AST,LDH,CK和CK-MB检测值较正常对照组增加(P<0.05),说明ISO可能诱发了大鼠心肌组织的损伤,见表1。

表1 大鼠血清酶学变化

2.2 大鼠心肌HE染色

正常对照组大鼠心肌组织排列整齐,横纹清晰,胞核明显,无细胞肿胀。ISO造模72 h后,大鼠心肌组织出现点状坏死,进一步说明ISO已造成了心肌的损伤,见图1。

2.3 大鼠肝脏HE染色

正常对照组大鼠肝脏组织排列整齐,横纹清晰,胞核明显,无细胞肿胀。ISO造模72 h后,大鼠肝脏组织可见急性炎症,说明ISO可能造成了肝脏的损伤,见图2。

2.4 心脏组织紫外-可见吸收光谱

正常组大鼠心脏组织在600-650 nm,800-850 nm和950-1000 nm出现较明显的吸收峰;而ISO造模72 h后其吸收峰变为400-450 nm和500-600 nm,进一步说明ISO造成了心脏的损伤(图3)。

2.5 肝脏组织拉曼光谱

正常组大鼠肝脏组织在1 500-1 750 cm-1,3 000-3 250 cm-1位置有较强的吸收峰;而ISO 造模72 h后大鼠肝脏组织的吸收峰变为1 000-1 750 cm-1,进一步说明ISO诱发了肝脏的损伤(图4)。

图1 大鼠心脏组织形态学变化 A.正常组,B.ISO 72 h组(×200) 图2 大鼠肝脏组织形态学变化 C.正常组,D.ISO 72 h组(×200)

图3 心脏组织吸收强度 A.正常组,B.ISO 72 h组 图4 肝脏组织拉曼强度 A.正常组,B.ISO 72 h组

3 讨论

目前,心血管疾病已成为我国公共卫生领域的主要问题[4]。2012年卫生部发布的《中国的医疗卫生事业》白皮书数据显示:我国目前确诊的慢性疾病患者达2.6亿之多,慢性疾病的患病率不断增加[5]。慢性疾病主要包括心血管疾病、糖尿病、慢性呼吸道疾病、急性脑血管病、孕期和围产期疾病及营养不良等疾病,其中心血管疾病居慢性疾病之首[5]。2015年世界卫生组织报道,心血管疾病是世界范围内严重威胁人类健康的重大疾病,已成为全球的头号死因[6]。很多心血管药物均可引起肝脏损伤,而心力衰竭本身即可导致肝脏功能受损[6]。ISO注射液主要成份为盐酸异丙肾上腺素,为β受体激动剂,可使心收缩力增强,心率加快,骨骼肌血管和支气管平滑肌舒张[7]。临床上作为抢救药,用于治疗心源性或感染性休克、心搏骤停等[8]。那么,使用ISO是否可引起肝脏的损伤和如何检测肝脏的损伤成为本文的关注点。拉曼光谱分析法是借鉴于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应开发的设备,近年应用于分子结构检测的一种分析方法[3]。本实验结果显示:注射ISO诱导的模型组大鼠血清酶学AST,LDH,CK和CK-MB较正常对照组增加(P<0.05)。这些结果说明ISO可能诱发了大鼠心肌的损伤。HE染色结果显示:正常组大鼠心肌排列整齐,横纹清晰,胞核明显,无细胞肿胀。而ISO诱导的模型组出现点状坏死,并有一定的炎症发生,这些结果进一步说明ISO诱发了心脏的损伤,由此说明ISO已成功诱发了心肌损伤模型。正常组大鼠肝脏排列整齐,横纹清晰,胞核明显,无细胞肿胀。ISO诱导的模型组出现点状坏死,并有一定的炎症发生,这些结果进一步说明ISO诱发心血管疾病的同时,可能诱发了肝脏的损伤。紫外吸收光谱结果显示:正常组大鼠心脏组织吸光度值在600-650 nm,800-850 nm和950-1 000 nm出现吸收峰;而ISO处理72小时后其吸收峰值在400-450 nm和500-600 nm出现吸收峰。这些结果进一步说明,ISO诱发心肝脏的损伤。而拉曼光谱更精确地分析到正常组大鼠肝脏组织拉曼强度在1 500-1 750 cm-1,3 000-3 250 cm-1位置有吸收强度;而注射ISO 72 h后,大鼠肝脏拉曼强度在1 000-1 750 cm-1位置吸收强度变化明显。基于以上实验数据推断ISO诱发心血管疾病的同时,可造成肝脏的损伤。而拉曼光谱更精准地分析到了大鼠肝脏的损伤,因此可作为肝脏损伤检测的重要工具。

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