丁酸钠对重度烫伤大鼠心脏保护作用的研究

张文华　唐富波　李炎光　李雨梦　吕　艺　戴跃龙　胡　森

（1.解放军总医院第一附属医院全军创伤修复与组织再生重点实验室暨皮肤损伤修复与组织再生北京市重点实验室，北京　100048；2.武警总医院烧伤整形科，北京　100039）

丁酸钠对重度烫伤大鼠心脏保护作用的研究

张文华1唐富波2李炎光2李雨梦1吕艺1戴跃龙1胡森1

（1.解放军总医院第一附属医院全军创伤修复与组织再生重点实验室暨皮肤损伤修复与组织再生北京市重点实验室，北京100048；2.武警总医院烧伤整形科，北京100039）

目的：探讨丁酸钠对重度烫伤大鼠心脏的保护作用。方法：雄性SD大鼠48只，随机分为假烫组、烫伤组和丁酸钠组（n=16）。烫伤组和丁酸钠组采用沸水水浴法制作50%TBSAⅢ度烫伤动物模型，并于制模完成后即刻皮下分别注射丁酸钠400 mg/kg（丁酸钠组）或等体积生理盐水（烫伤组）。假烫组以37 ℃水代替沸水。各组动物于烫伤后2.5 h和5.5 h从尾静脉注射异硫氰酸荧光素标记的葡聚糖蓝2.5 mg。伤后3 h和6 h，每组各取8只动物经腹主动脉穿刺取血，测定血浆肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平；同时取心肌组织标本，测定葡聚糖蓝含量，以反映心脏微血管通透性的变化，干/湿重法测定心肌组织含水率。结果：与假烫组相比，烫伤组大鼠伤后3 h和6 h，血浆CK-MB水平明显升高（P＜0.05）；心脏微血管通透性和心肌组织含水率明显增加（P均＜0.05）。丁酸钠组大鼠在烫伤后3 h和6 h，血浆CK-MB水平、心脏微血管通透性和心肌组织含水率虽然高于假烫组，但较烫伤组均明显降低（P均＜0.05）。结论：丁酸钠能够降低大鼠心肌微血管通透性和组织含水率，对于严重烫伤引起的心肌损害有显著保护作用。

烫伤心脏组蛋白去乙酰化酶抑制剂血管通透性丁酸钠

严重烧伤后，心肌极易因缺血缺氧，造成组织损害和功能障碍，导致“休克心”的发生，这是烧伤早期机体最严重的并发症之一［1-3］。因此，保护心脏功能，对于烧伤早期救治十分重要。目前对烧伤后心脏保护的药物研究较少。组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACI）是近年来肿瘤治疗、缺血和器官保护药物的研究热点。本实验室前期实验证实，丙戊酸钠、SAHA等HDACI类药物可以提高严重失血和烫烧伤动物的存活率，减轻多脏器损伤［4］。丁酸钠是一种特异性HDACI的抑制剂，本实验的目的是观察丁酸钠对严重烫伤大鼠心脏微血管通透性和组织含水率的影响，探讨丁酸钠对烧伤引起的心肌损害的保护作用。

1　材料与方法

1.1动物模型及分组清洁级雄性SD大鼠48只，60～70日龄，体重（250±10）g，购自北京军事医学科学院动物实验中心，适应性饲养2周，实验前12 h禁食，自由饮水。戊巴比妥钠（50 mg/ kg）腹腔注射麻醉后，备皮，随机分为假烫组、烫伤组和丁酸钠组（n=16）。烫伤组和丁酸钠组采用沸水水浴，背、臀部15 s，腹部8 s，造成50%总体表面积（TBSA）Ⅲ度烫伤；假烫组相应部位采用37 ℃温水浸泡相同时间。丁酸钠组和烫伤组伤后分别立即腹腔注射丁酸钠（400 mg/kg，美国Sigma公司）或等体积生理盐水。各组动物于烫伤后2.5 h和5.5 h从尾静脉注射异硫氰酸荧光素（FITC）标记的葡聚糖蓝（美国Sigma公司）2.5 mg，并于伤后3 h和6 h（各8只）取血和心肌组织标本进行指标检测。

1.2观察指标及方法

1.2.1心脏微血管通透性伤后3 h和6 h经颈动脉插管至心脏进行全身血管内灌洗，冲洗出血管内血液后，开胸取心脏组织，制成匀浆，5 000 r/min离心10 min，取上清液，荧光酶标仪（发射光480 nm，接收光560 nm）测定心肌组织葡聚糖蓝含量。对照标准曲线，计算葡聚糖含量最终结果，反映微血管通透性的变化。

1.2.2心肌组织含水率的测定采用干/湿重法检测大鼠心肌组织含水率。取适量心肌组织，用滤纸将组织表面液体吸干，电子天平准确称重（湿重），将样本放入电烤箱中80 ℃烘烤72 h，电子天平称重烘干后的样本并记录数值（干重）。含水率=（湿重－干重）/湿重×100%。

1.2.3血浆肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平的测定取腹主动脉血，离心取血浆，应用全自动生化分析仪检测血浆CK-MB水平。

1.3统计学方法应用SPSS 13.0统计软件处理，数据以表示，采用单因素方差分析及组间两两比较的SNK法进行统计学分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结　果

2.1心脏微血管通透性的变化伤后3 h，烫伤组葡聚糖蓝含量为（10.21±1.47）μg/ml，比假烫组［（6.31±1.76）μg/ml］明显升高（P＜0.05）；丁酸钠组葡聚糖蓝含量为（8.36±1.45）μg/ml，比烫伤组显著降低（P＜0.05），表明丁酸钠可以抑制烫伤后血管通透性增加。伤后6 h，丁酸钠组葡聚糖蓝含量［（9.45±1.78）μg/ml］仍明显低于烫伤组［（12.33±1.96）μg/ml，P＜0.05］。见图1。

图1　丁酸钠对50%TBSAⅢ度烫伤大鼠血管通透性的影响

2.2心肌组织含水率的变化烫伤后3 h，烫伤组含水率为（76.32±2.65）%，比假烫组［（69.45±2.42）%］明显增加（P＜0.05）；丁酸钠组含水率（72.65±2.98）%，比烫伤组明显降低（P＜0.05）。伤后6 h丁酸钠组含水率［（76.32±2.65）%］，较烫伤组［（80.76±2.19）%］仍显著降低（P＜0.05）。见图2。

图2　丁酸钠对50%TBSAⅢ度烫伤大鼠心肌组织含水率的影响

2.3血浆CK-MB的变化烫伤后3 h和6 h丁酸钠组血浆CK-MB水平［（3 234±381.8）U/L和（5 132±4 37.5）U/L］均显著低于烫伤组［（3 545±415.2）U/L和（5 615±454.3）U/L］，但高于假烫组［（2 734±323.3）U/L和（2 782± 336.7）U/L，P均＜0.05］。见图3。

图3　丁酸钠对50%TBSAⅢ度烫伤大鼠血浆CK-MB水平的影响

3　讨　论

严重烧伤后，因心肌缺血缺氧及烧伤毒素的综合作用、能导致心肌组织水肿和细胞骨架损伤，造成心脏功能障碍，将影响循环功能和生命维持。因此，研究保护烧伤后心脏功能的药物，对于严重烧伤早期防止“休克心”及其并发症的发生十分重要。

以往的研究表明，某些HDACI类药物可以提高失血性休克动物生存率［5-6］，保护心、肝、肺、肾、肠等器官组织。丁酸钠是一类短链脂肪酸类HDCAI，具有良好的生物活性，可抑制肠道致病菌和维护胃肠道内稳态［7］、抗神经凋亡［8］等。

近年来，丁酸钠在抗炎抗休克方面的研究受到关注。Liang 等［9］的实验表明，丁酸钠可以抑制烫伤引起的炎症因子释放和组织炎症反应，减少急性肺损伤，保护肺功能。Yang 等［10］使用细菌毒素造成大鼠肝损伤，采用丁酸钠干预后，肝功能得到明显改善。Hu 等［11］建立心肌缺血/再灌注损伤动物模型，使用丁酸钠治疗后，能够明显抑制TNF-α和IL-6的表达，减轻心肌缺血/再灌注损伤。

本研究结果表明，大鼠50%TBSA烫伤后，心肌微血管通透性和含水率增加，心肌功能受损。使用丁酸钠治疗后，血浆CK-MB水平在烫伤后3 h和6 h均明显降低，心肌微血管通透性和含水率均显著下降。说明丁酸钠对于严重烫伤大鼠心脏具有一定的保护作用。

以往的研究表明，HDACI的去乙酰化可以诱导α-微管蛋白的结构变化，导致微管降解，肌球蛋白轻链2（MLC2）的磷酸化，从而使细胞骨架收缩，细胞间隙增加，内皮细胞通透性升高［12］。目前已知丁酸钠是组蛋白去乙酰化酶（HDAC）6的抑制剂，可以抑制HDAC6的表达。本研究结果初步证明丁酸钠能降低严重烫伤后微血管内皮通透性，但其对脏器微血管内皮细胞影响的具体机制还有待进一步研究。

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The protective effect of sodium butyrate on heart of rats with severe scald injury

Zhang Wenhua*， Tang Fubo， Li Yanguang， Li Yumeng， Lü Yi， Dai Yuelong， Hu Sen.
*Army Key Laboratory of Wound Repair and Tissue Regeneration， Beijing Key Laboratory of Skin Injury Repair and Tissue Regeneration， First Hospital Affiliated to the Chinese PLA General Hospital， Beijing 100048， China Corresponding author: Hu Sen （E-mail: bs0425@163.com）

Objective:To investigate the protective effect of sodium butyrate on heart of rats with severe scald injury. Methods: Forty-eight SD rats were randomly divided into sham scald group， scald group and sodium butyrate group （16 each）. Rats in scald group and sodium butyrate group were subjected to 50% TBSA third-degree full-thickness scald injury with boiled water. Sodium butyrate （400 mg/kg） or equal-volume normal saline was subcutaneously injected into rats in sodium butyrate group and scald group， respectively， and 37 ℃ instead of boiled water was used for the rats in sham scald group. Fluorescein isothiocyanate labeled dextran blue （2.5 mg） was caudal vein injected into all the groups of rats 2.5 and 5.5 hours after scald.The blood samples were obtained by abdominal aorta puncture from 8 rats of each group 3 and 6 hours after scald and the activity of plasma creatine kinase-MB （CK-MB） was determined. Meanwhile， myocardial tissues were harvested to determine the content of dextran blue for reflecting the cardiac microvascular permeability， and the water content of myocardial tissue was detected by dry/wet weight method. Results: The plasma CK-MB activities， microvascular permeability and tissue water content were significantly increased in scald group than in sham scald group 3 and 6 hours after scald （P＜0.05）. Sodium butyrate treatment resulted in significant decrease of the plasma CK-MB activities， microvascular permeability and tissue water content 3 and 6 hours after scald as compared with that in scald group （P＜0.05）. Conclusions: Sodium butyrate may reduce the plasma CK-MB activities， cardiac microvascular permeability and tissue water content， thus play a significant protective effect on heart of rats with severe scald injury.

Scald；Heart；Histone deacetylase inhibitor；Vascular permeability；Sodium butyrate

10. 3969/j. issn. 1672-8521. 2016. 02. 003

2015-12-29）

国家自然科学基金资助项目（81471872）

胡森，研究员（E-mail:bs0425@163.com）