缺血与再灌注时电刺激引起大鼠心去甲肾上腺素释放的变化

http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1993年第10期

     作者：冯义柏 Seyfarth M Richardt G Schomig A

    单位：430022武汉同济医科大学心血管病研究所(冯义柏)，德国海德堡大学内科医院(Seyfarth M, Richardt G, Schmig A)

    关键词：心肌再灌流；去甲肾上腺素

    中华医学杂志931015 摘要 运用电场刺激(频率6Hz，电压5V，脉宽2ms)研究了离体灌注的鼠心，在缺血早期和再灌注时去甲肾上腺素(NA)释放的变化。经自身前后两次刺激对比(S₂/S₁)，证实电刺激通过兴奋心脏的交感神经，引起NA钙依赖性的出胞释入，并具良好的重复性(S₂/S₁＝1.07，P〉0.05)。而缺血早期(〈10分钟)，NA释放受到明显抑制(S₂/_S1＝0.34，)〈0.01)，恢复再灌注后，抑制作用逐渐消失。再灌注达5分钟时，电刺激引起的NA释放已达缺血前水平(S₂/_S1＝1.02，P〉0.05)。研究结果表明，缺血早期由于心脏内一系列的代谢改变，对通过突触前调节的NA出胞释放具有抑制作用，恢复再灌注后NA释放的抑制作用也随之消失。

    心肌缺血时，心脏交感活性增强导致去甲肾上腺素(NA)大量释放，常常是引起心律失常和心肌损伤加剧的重要原因。因此，研究NA在心脏缺血时的释放规律有重要的临床意义。本实验运用电场刺激研究了鼠心在缺血早期(〈10分钟)以及恢复再灌注时。NA释放的变化。

    材料与方法

    雄性大鼠体重200～250g，使用硫贲妥钠(75～100mg/kg)腹腔内麻醉。经静脉注入500U肝素后，开胸取出心脏。按经典的Langendorr方法^[1]，由升主动脉插入灌注管，置于主动脉瓣上方，以利冠状动脉灌注。

    采用改良Krebs-Henseleit灌注液(成份：单位mmol/L)NaCl125,NaHCO₃16.9, Na₂HPO₄0.2, kc14.0, CaC11.85, MgC11.2，葡萄糖，11.0，EDTA0.02，灌注速度5ml/分钟。灌注液以氧气氧气充分饱和，并以CO₂调节pH到7.4。灌注液进入心脏处的温度保持在37.5℃。整个实验过程中，使用重摄取阻滞剂盐酸脱甲丙咪溱(Ciba-Geigy, Basel, Schweiz)混入灌液液中，浓度为100mmol/L，以阻滞神经末梢对NA的重摄取 ，排除Uptake₁的影响_[2]。心肌缺血由中断灌注液引起，中断时间即为心肌缺血时间。

    两个小型靶形电极分别相对与心外膜接触，并与电刺激器相连。刺激脉冲频率为6Hz，脉宽2ms，有效刺激电压5V。心脏经30分钟灌注的平衡后，行第一次电场刺激(S₁)为对照，5分钟后加入试验条件，再行第二次刺激(S₂)为实验，两次电刺激时间均持续1分钟。分别收集2次电刺激同等时间的心脏流出液，用高压液相色谱仪(Latek, Heidelbeng，FRG)测定其NA的含量，前后比较，即计算S₂/S₁的比值。

    数据处理：数据以X±S表示，资料用配对t检验处理，计算P值。

    结 果

    一、电场刺激引起NA释放的重复性。

    本组大鼠10只，不加任何实验条件，仅行前后电场刺激，S₁，S₂引起的NA释放分别为194±27和209±26mmol/g(每克心脏)，S₂/S₁为1.07(P〉0.05)。示前后两刺激有良好的重复性。

    二、电场刺激引起NA释放的交感源性

    大鼠3组每组6只，分别于S₂前10分钟开始加入抗胆碱药阿托品1μmol/L和10μmol/L和拟胆碱药卡巴可(1μmol/L)，结果见表1。可见NA释放唯在使用卡巴可后受到明显抑制外，阿托品对其无明显影响。

    表1 阿托品、卡巴可对电场刺激引起NA释放的影响(pmol/g，±S) 组别

    鼠数

    S₁

    S₂

    S₂/S₁

    P

    阿托品

    6

    130±20

    44±3

    0.34

    <0.01

    (1μmol/L)

    阿托品

    6

    177±25

    119±19

    0.67

    >0.05

    (10μmol/L)

    卡巴可

    6

    210±38

    215±41

    1.02

    >0.05

    (1μmol/L)

    三、缺血早期(〈10分钟)电刺激引起钙依赖性的NA出胞释放

    大鼠两组，于S₁后缺血10分钟行S₂刺激，随后恢复灌流，并收集心脏灌注液。其中一组于S₁后换用无钙灌注液灌注^[2]，然后缺血并行S₂。结果示缺血10分钟电场刺激(S₂)引起NA释放减少，而在无钙灌注后缺血10分钟，S₂引起的NA释放更进一步减少，表2。

    表2 有钙及无钙灌注下NA释放的变化(pmol/g，±S) 组别

    鼠数

    S₁

    S₂

    S₂/S₁

    P

    缺血10分钟

    10

    136±5

    44±6

    0.31

    <0.01

    无钙+缺血

    6

    54±9

    8±7

    0.15

    <0.01

    10分钟

    四、缺血与再灌注时电场刺激引起NA释放的变化。

    大鼠3组，S₁后均缺血10分钟。第1组S₂仍在缺血的第10分钟开始进行；第2组S₂于缺血10分钟完毕后，与再灌注1分钟时同时进行；第3组S₂于再灌注后的第五分钟进行。结果可见恢复再灌注后电场刺激S₂引起NA释放，已不受明显抑制，表3。

    表3 再灌注后场刺激引起NA释放的变化(pmol/g，±S) 组别

    鼠数

    S₁

    S₂

    S₂/S₁

    P

    1组

    6

    130±20

    44±3

    0.34

    <0.01

    2组

    6

    177±25

    119±19

    0.67

    >0.05

    3组

    6

    210±38

    215±41

    1.02

    >0.05

    讨 论

    业已明确，心肌梗塞早期血浆儿茶酚胺浓度增加明显^[3～5]，但对心肌损伤仅起间接作用，而心肌内局部儿茶酚胺的释放和累积，则起更重要的直接损伤作用。本实验证实，电场刺激引起NA释放具有良好的重复性(S₂/S₁＝1.07，P〉0.05)。阿托品阻滞迷走神经后，但使用拟胆碱药卡巴可后，NA释放显著受抑。由此证实，电场刺激通过兴奋交感神经末梢，产生NA释放，但不伴有乙酰胆碱释出。说明场刺激用于研究心脏缺血时交感神经兴奋NA释放的变化规律，具有类似于通过电刺激左颈胸交感神经节引起NA释放相同的合理性。

    缺血10分钟行电场刺激，NA释放受到抑制(S₂/S₁＝0.31P〈0.01)，而无钙灌注后，S₂/S₁进一步下降为0.15，显示出此时NA释放方式仍是一种钙依赖性的出胞释放^[3]。Anthomy等^[5，6]通过电刺激左颈胸交感神经节，证实鼠心在缺血早期(〈10分钟)交感神经兴奋并不导致NA大量释出。心肌缺血的某些代谢产物，成为NA释放的抑制因素。随再灌注开始缺血代谢产物逐步冲出，NA释放的抑制也逐步减弱直到完全消失。于再灌注开始同时行S₂，S₂/S₁＝0.67；于再灌注后5分钟行S₂，S₂/S₁＝1.02。

    现已明确，NA作为分布在心脏交感神经末梢的传递介质，正常时是一种钙依赖性的出胞释放，并需ATP提供能量，受突触前调节。心脏缺血时，随缺血时间长短不同，NA释放释放有3种不同的机制。对此，Schmig^[3]通过动物实验证实，长时间缺血(〉40分钟)，由于神经细胞膜已有结构上的破坏，造成大量的NA漏出；10～40分钟缺血，ATP消耗歹尽，NA呈一种不依赖钙的非出胞方式释放，累积在细胞间隙的浓度足以导致心肌细胞坏死。缺血早期(〈10分钟)，由于糖酵解仍可提供一定能量，NA的出胞释放赖以继续。但NA释放的突触前调节主要是通过A₁一腺苷受体而受到有力抑制，与正常时通过ɑ₂一受体不同。大量腺苷来自于ATP的代谢。Richardt等^[7]的研究指出这种抑制因素实为一种保护机制。此外，笔者通过对缺血单因素如高K⁺，低pH，缺氧能分别进行研究，也证实某些缺血单因素对缺血早期的NA释放具有不同程度的抑制作用^[8]。

    此外，由本实验结果可见，缺血早期NA释放的掏因素随再灌注恢复而逐步丧失。因此，抑制交感活性的治疗对防止缺血-再灌注损伤是适宜的。

    参考文献

    1 Langendorff O. Untersuchungen an überlebenden Sugethierherzen. Arch Ges Phusiol, 1985,61:291.

    2 Schmig A, Dart AM, Dietz R, et al. Release of endogenous catecholamines in the ischemic myocardium of the rat. Circulation Research, 1984,55:689.

    3 Schmig A. Catechoamines in myocardial ischemia. Cir-culation. 1990,82(suppl Ⅱ)：Ⅱ-13-Ⅱ-22.

    4 Nadear RA and de Champlain J. Plasma catecholamines in acute myocardial infarction. Am Heart J, 1979,98:548.

    5 Karlsberg RP, Cryer PE, Roberts R. Serial plasma catecholamine response early in the course of clinical acute myocardial infarction. Am Heart J, 1981,102:24.

    6 Anthomy M, Dart AM, Schmig A, et al. Relese of endogenous catecholamines in the ischemic mycardium of the rat. Circulation Research, 1984, 55:702.

    7 Richardt G, Waas W, Kranzhfer R, et al. Adenosine inhibites exocytotic release of endogenous noradrenaline in rat heart: A protective mechanism in early myocardial ischemia. Circulation Research, 1987, 61:117.

    8 Seyfarth M, Feng Yibai, Richardt G, et al. Speziesahngigkeit der exozytotischen Nordiologie, bei Myokardschmie. Kardiologie, 1992,81:306.

    (收稿：1992-10-17 修回：1993-07-19)

    百拇医药网 http://www.100md.com/html/analecta/1993/10/01/26/522.htm