尤瑞克林对兔心肌缺血再灌注损伤保护作用的实验研究
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尤瑞克林对兔心肌缺血再灌注损伤保护作用的实验研究席海龙1,皇甫卫忠2,万红梅1,王水珠1(1新余市人民医院,江西新余338000;2内蒙古医科大学第一附属医院)摘要:目的观察尤瑞克林对兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用,并探讨其作用机制。
方法新西兰大白兔48只,随机均分成假手术组(Sham组)、缺血再灌注组(I/R组)、尤瑞克林治疗组(Y组)。
术中观察心电图变化,测定各组不同时间点血清中肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌钙蛋白I(cTnI)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、内皮素-1(ET-1)和一氧化氮(NO)的含量;再灌注结束后I/R组、Y组各取8只兔心肌组织,进行相应染色后通过光学显微镜观察形态学变化,电境观察超微结构变化。
结果与I/R组相比,Y组的CK-MB、cTnI、IL-6、TNF-α、ET-1水平明显降低(P均<0.05),NO生成增加(P均<0.05);心肌组织形态学及超微结构损伤明显减轻。
结论尤瑞克林对兔缺血再灌注损伤心肌具有明显保护作用,并能明显减轻心肌细胞和组织的损伤,其作用机制可能与其抗炎、保护血管内皮功能有关。
关键词:再灌注损伤;尤瑞克林;白细胞介素-6;肿瘤坏死因子;内皮素-1;一氧化氮;兔doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2013.01.009中图分类号:R542.2文献标志码:A文章编号:1002-266X(2013)01-0027-03心肌缺血再灌注损伤(MIRI)是指缺血心肌在恢复血流再灌注后,反而加重其损伤,引起细胞死亡,表现为再灌注心律失常、心肌微循环障碍、心肌舒缩功能障碍、梗死范围扩大,造成心功能的进一步损害,严重时影响患者预后;其防治是长期以来MI-RI治疗研究领域的热点课题。
目前的研究认为,氧自由基的产生、心肌细胞内Ca2+超负荷及炎症反应等因素是造成MIRI的主要原因[1]。
尤瑞克林是自人尿液中提取的一种蛋白水解酶,能将激肽原转化为激肽和血管舒张素,目前主要用于轻—中度急性脑梗死,临床上取得了一定的疗效[2],因此用于MI-RI保护具有很大潜力。
2011年6月 2012年5月,本研究通过观察尤瑞克林对MIRI兔模型的影响,旨在探讨其对兔MIRI的保护作用及机制。
1材料与方法1.1材料成年健康新西兰大白兔48只(3 4个月龄,由南昌大学医学院动物医学部提供),体质量2.0 2.5kg。
尤瑞克林粉针由广东天普生化医药股份有限公司提供(国药准字H20040356,0.15 PNA/支)。
肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌钙蛋白I (cTnI)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及一氧化氮(NO)检测试剂盒均购自南京建成生物制品研究所。
内皮素-1(ET-1)检测试剂盒购自北京通讯作者:皇甫卫忠华英生物技术研究所。
1.2模型制作及分组将动物随机分为3组(每组16只):假手术组(Sham组),缺血再灌注组(I/R 组),尤瑞克林治疗组(Y组)。
用生理盐水将尤瑞克林溶解后稀释成0.15PNA/支/15mL。
从兔耳缘静脉注入戊巴比妥钠(30mg/kg)进行麻醉,左股静脉建立静脉通路供给药物及采血。
以标准Ⅱ导联监测兔心电图;Sham组开胸暴露心脏,完成全部操作,用丝线绕过左冠状动脉前降支(LAD),但不予结扎,40min后经股静脉滴入生理盐水1mL/kg,15 min内滴完后观察120min。
I/R组用丝线结扎LAD,缺血40min后给予生理盐水1mL/kg滴入,完全松开结扎线后再灌注120min。
Y组用尤瑞克林针(1mL/kg)代替生理盐水,余同上。
各组给药后缝合胸壁,分别于缺血前5min、缺血后40min、再灌注后60min、再灌注后120min经股静脉采血4mL。
以缺血后ST段和(或)T波抬高>0.1mV,或R波波幅增高和左心室苍白作为判定缺血成功的标准;松开LAD血管结扎线后,抬高的ST段下降和(或)T波回落>50%以上作为再灌注成功的标准。
实验白兔的排除标准:结扎LAD失败或发现未再灌注者,各种原因导致的心力衰竭者。
1.3血清CK-MB、cTnI、IL-6、TNF-α、ET-1、NO的测定用酶动力学方法在全自动分析仪上测定CK-MB浓度,ELISA法检测cTnI、IL-6及TNF-α浓度,72山东医药2013年第53卷第1期放射免疫分析法测定ET-1浓度,硝酸还原酶法测定NO浓度,操作按照试剂盒说明书进行。
1.4光学显微镜观察心肌大体形态学指标各组再灌注末剪下8只白兔心脏,取缺血区中央部位心内膜心肌(Sham组取相应部位心肌),予10%甲醛溶液固定后,石蜡包埋,予以常规组织学处理,HE 染色后,制作心肌切片标本,通过光学显微镜观察心肌组织形态学变化。
1.5电子显微镜观察心肌超微结构各组再灌注结束末剪下另8只白兔心脏,在缺血区中央部位取1mmˑ1mmˑ1mm心肌标本(Sham组取相应部位心肌),2.5%的戊二醛处理,1%的饿酸固定45 min,脱水、渗透、包埋得到超薄电镜切片,然后用透射电镜观察心肌细胞膜、细胞质、肌原纤维、线粒体等超微结构的变化。
1.6统计学方法采用SPSS16.0软件,计量资料以珋xʃs表示,多组间比较采用重复测量的方差分析,两两比较用SNK-q检验。
P≤0.05为差异有统计学意义。
2结果2.1各组不同时间点血清CK-MB、cTnI、IL-6、TNF-α、ET-1、NO水平的变化见表1。
表1各组不同时间点血清CK-MB、cTnI、IL-6、TNF-α、ET-1、NO水平的变化(珔xʃs)组别n CK-MB(U/L)cTnI(μg/L)IL-6(ng/L)TNF-α(ng/L)ET-1(ng/L)NO(mmol/L)Sham组16缺血前5min650.3ʃ37.61.67ʃ0.2696.7ʃ16.7173.5ʃ8.6421.5ʃ54.8133.3ʃ11.68缺血后40min663.1ʃ40.51.78ʃ0.30107.2ʃ18.2218.4ʃ9.6452.8ʃ47.6122.7ʃ12.13再灌注后60min689.1ʃ41.31.99ʃ0.32124.6ʃ24.8236.2ʃ11.9483.7ʃ56.2108.5ʃ9.86再灌注后120min728.4ʃ47.82.15ʃ0.33137.6ʃ22.1267.9ʃ14.3531.4ʃ67.3101.9ʃ11.34 I/R组16缺血前5min642.7ʃ38.51.73ʃ0.2589.3ʃ17.8180.1ʃ9.1389.2ʃ56.2118.7ʃ10.46缺血后40min1618.2ʃ120.1*3.64ʃ0.41*168.8ʃ24.8*782.5ʃ22.6*843.6ʃ83.7*89.1ʃ9.23*再灌注后60min2634.9ʃ282.1*7.27ʃ0.59*365.5ʃ36.3*1759.2ʃ37.6*1543.7ʃ120.5*65.8ʃ7.32*再灌注后120min3556.8ʃ424.7*8.94ʃ0.82*483.5ʃ45.8*2136.2ʃ49.6*1868.2ʃ136.2*48.7ʃ6.45* Y组16缺血前5min657.5ʃ39.31.70ʃ0.2393.6ʃ18.4185.4ʃ8.7405.6ʃ49.5126.6ʃ11.87缺血后40min1686.7ʃ127.4*3.56ʃ0.46*175.4ʃ23.6*762.4ʃ23.4*789.4ʃ90.9*94.9ʃ10.22*再灌注后60min1967.1ʃ186.4*#5.17ʃ0.48*#278.1ʃ31.5*#1346.7ʃ35.3*#789.4ʃ90.9*83.5ʃ9.78*#再灌注后120min2767.9ʃ313.2*#6.32ʃ0.49*#369.3ʃ34.2*#1635.2ʃ41.8*#1363.7ʃ124.3*#71.4ʃ7.72*#注:与同时间点Sham组比较,*P<0.05;与同时间点I/R组比较,#P<0.052.2形态学结果Sham组:心肌组织无变性、坏死,心肌间质无明显水肿;I/R组:心肌组织变性、坏死,心肌间质明显水肿、出血;Y组:心肌组织轻度变性、坏死,心肌间质有水肿。
2.3心肌的超微结构Sham组:心肌纤维排列连续规则,Z线清楚,线粒体结构完整、清晰,嵴排列整齐,嵴间隙明显;I/R组:心肌纤维排列紊乱,部分肌纤维溶解、断裂,Z线消失,线粒体严重肿胀,空泡样变性;Y组:心肌纤维排列轻度紊乱,Z线清楚,线粒体轻度肿胀,少数空泡样变性。
3讨论急性MIRI与炎症密切相关,早期急性炎症反应在急性MIRI中起重要作用[3]。
炎症反应产生大量炎性细胞因子,其在MIRI中发挥重要作用。
IL-6是白细胞和内皮细胞产生的重要炎性介质之一,处于炎症调控的枢纽位置;在MIRI中,IL-6被视为应激反应程度的指标;IL-6大量产生可诱导中性粒细胞进入缺血区,刺激黏附分子CD11b/CD18、细胞间黏附分子-l的表达,介导中性粒细胞与心肌细胞结合,致使缺血心肌损伤加重[4]。
TNF-α是MIRI炎症反应中的关键介质,可以触发其他炎性细胞因子的产生,如IL-6、IL-8等;同时对心肌有负性肌力作用,表现为抑制心肌收缩力,减少射血分数,降低血压;TNF-α诱导心肌细胞凋亡、坏死,增加心肌梗死面积,参与心肌损伤及重构[5]。
IL-6、TNF-α是MI-RI局部和外周血液循环的炎症标志物。
ET是由内皮细胞合成和释放的一种血管活性肽,其亚型ET-1是迄今发现的一种最强的内源性缩血管活性多肽,其通过激活钙通道增加Ca2+内流,促进血管平滑肌收缩;同时作为一种生长因子,ET-1可刺激血管平滑肌细胞增殖[6]。
ET-1促使冠状动脉强有力的收缩导致心肌缺血。
NO是血管内皮合成并释放的一种内源性舒张因子,它通过c-GMP途径降低细胞内Ca2+浓度或阻断Ca2+内流使平滑肌细胞舒张,具有扩张冠状动脉、抑制血小板聚集、抗血栓形成、抑制中性粒细胞的黏附与激活、抑制平滑肌增殖等作用[7]。
炎症反应损伤血管内皮,导致ET-1生成增加、NO合成与释放减少。
CK-MB是一种存在于心肌细胞内的蛋白酶,cTnI是存在于心肌肌原纤维中细肌丝上的收缩调节蛋白,当细胞损伤或坏死时,82山东医药2013年第53卷第1期CK-MB、cTnI便从细胞内释放到血液中,因此,测定血清中CK-MB、cTnI浓度可作为反映心肌坏死程度的一个指标,可以比较准确地反映心肌细胞受损的程度。
本实验建立了兔MIRI模型,心电图、心肌酶学均显示模型构建成功。
基础研究发现,激肽原酶能通过抑制细胞凋亡和炎症细胞浸润减轻心脏、肾脏和脑等器官损伤[8]。
体外研究显示,尤瑞克林对离体动脉具有舒张作用,并可抑制血小板聚集和血液凝固,增强红细胞变形能力和氧解离能力,促进组织葡萄糖利用。