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编号:10219310
心肌缺血预处理和腺苷预处理对兔心肌缺血保护作用的比较
http://www.100md.com 《心脏杂志》 2000年第1期
     作者:陶凌 李源 王跃民 臧益民

    单位:陶凌(第四军医大学 西京医院老年病科);李源(第四军医大学 西京医院老年病科);王跃民(第四军医大学 生理学教研室, 陕西 西安 710032);臧益民(第四军医大学 生理学教研室, 陕西 西安 710032)

    关键词:心肌缺血预处理;腺苷;腺苷受体;再灌注损伤;心肌缺血

    心脏杂志000106 摘要:目的:研究缺血预处理与“腺苷预处理"对兔心收缩功能和心肌梗死范围的影响,探讨两种处理方法对再灌注损伤的可能有益作用。方法:采用兔缺血再灌注模型,分别以缺血前短暂心肌缺血预处理,缺血前腺苷预处理和缺血前应用腺苷受体阻滞剂后行缺血预处理。采用RM-6280多道生理纪录和分析处理系统处理心肌收缩功能指标,采用Evans蓝-TTC法测量心肌梗死范围。结果:与对照组和腺苷受体拮抗剂组相比,缺血预处理组及腺苷预处理组心肌梗死范围均减少 (P<0.01);左室内压峰值(LVSP)恢复率和±dp/dtmax恢复率均增高(P<0.05);心律失常发生率均降低。结论:缺血预处理与腺苷预处理对缺血心脏具有相似的保护作用,可改善缺血-再灌心脏收缩功能,缩小心肌梗死范围。
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    中图分类号:R542.22 文献标识码:A 文章编号:1005-3271(2000)01-0016-04

    A comparative study on the protective effects of ischemic preconditioning and adenosine pretreatment on rabbits with acute myocardial ischemia and reperfusion

    TAO Ling,LI Yuan

    (Department of Geriatrics,Xijing Hospital)

    WANG Yao-min, ZANG Yi-min

    (Department of Physiology,Fourth Military Medical University, Xi’an 710032, Shaanxi,China)
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    Abstract Aim: To investigate the protective effects of adenosine pretreatment and ischemic preconditioning (IP) on the contractible function and infarct size in rabbits. Methods: A ischemic-reperfusion model of rabbit was used to conduct pre-ischemic transient myocardial ischemic preconditioning, pre-ischemic adenosine pretreatment and pre-ischemic post-administration of adenosine receptor antagonist ischemic preconditioning. RM-6280 Multichannel Recording and Analyzing System was used to process some indicators of the myocardial contractivle function. Infarct sizes were determined by dual staining with TTC and Evan′s blue dye. Results: In comparison with those in control and antagonist groups, infarct sizes in both IP and adenosine pretreatment groups were significantly reduced (P<0.01); Left ventricular systolic pressure (LVSP) and ±dp/dtmax were better restored (P<0.05) and the occurrence of arrythmia was lower. Conclusions: IP and adenosine pretreatment can improve the contractible function of the heart undergoing ischemia-reperfusion and diminish the myocardial infarct size.
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    Key words:ischemic preconditioning; adenosine;adenosine receptor; cardioprotection; reperfusion injury;myocardial ischemia

    80年代中期,Murry等[1]提出心肌在经受短暂缺血再灌注后,能在随后的长时间缺血中延迟并减轻心肌损伤的现象,即缺血预处理(ischemic preconditioning IP),后在多种动物模型中得到了证实。目前认为IP的机制有多种途径,部分学者强调腺苷/腺苷受体机制,但也存在着争议。本试验通过家兔缺血再灌注模型观察腺苷和腺苷受体拮抗剂在缺血兔心中的作用,并与IP保护作用相比较,探讨腺苷/腺苷受体的作用和地位。

    1 材料和方法

    1.1 实验动物及分组 选用健康大耳白兔40只,体重2.0 kg~2.5 kg,雌雄不拘,随机分为5组(每组8只)①对照组:缺血40 min,再灌注120 min;②缺血预处理组(IP):缺血5 min,再灌注10 min,而后重复对照组实验方法;③腺苷预处理组:缺血前静滴腺苷0.3 mg/min,30 min内滴完,而后重复对照组实验方法;④拮抗剂组:缺血前静滴非特异性腺苷受体拮抗剂8-苯基茶碱,10 mg/kg,持续30 min,实验方案同IP组。③组④组静滴药品30 ml,其余组缺血前静滴生理盐水30 ml作为平衡对照。
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    1.2 实验材料及仪器 家兔,由本校动物中心提供,腺苷(adenosine ,上海化学试剂厂产品),8-苯基茶碱(8-phenyltheophylline,Sigma公司产),红四氮唑(triphenyltetrazolium chloride,TTC),Evans蓝,RM-6280多道生理纪录和分析处理系统(成都仪器厂)。

    1.3 动物模型制备 耳缘静脉注射2%戊巴比妥钠麻醉,气管切开,插管。6F导管经颈动脉插入左心室,沿胸骨左缘打开肋骨,剪开心包膜,保持胸膜完整,维持自主呼吸。使用涤纶线距根部5mm处穿过左冠状动脉前降支,提起后以套管夹闭造成冠脉阻塞。心肌缺血依据心电图ST段抬高且有节段性运动不良确认,再灌注依靠ST段恢复确认。手术结束,输入液体,控制30 min后,开始实验。

    1.4 心肌收缩功能指标记录和测量 通过压力换能器在记录仪上描记心电图,左室内压(LVP)曲线以及左室内压峰值(LVSP),将LVP电信号输入微分器描记左室dp/dt曲线和正负dp/dtmax。所有图形数据存入RM6280分析处理系统中进行处理。心律失常通过心电图确认。
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    1.5 心肌梗死范围的测量 于实验终点将LAD重新阻塞,从左心室导管内推注2% Evans蓝3 ml~4 ml,2 min后迅速剪下心脏,分离缺血区(无蓝色)和非缺血区(蓝色),将缺血心肌以滤纸吸干,置于天平上称重,再将缺血区水平切成5片~6片,每片厚1 mm~2mm,置入1% TTC磷酸缓冲液(PH=7.4)中37℃水浴10 min~15 min,再将坏死区(灰白色)和非坏死区(深红色)分离,滤纸吸干将非坏死心肌称重,梗死范围以坏死心肌占缺血心肌重量的百分比表示。

    1. 6 统计学处理 实验数据均以均数±标准差(±s)表示,使用SPSS软件进行单因素方差分析,两组间差异比较用Student-Newman-Keuls multiple-range test检验,P<0.05表示差异具有显著性。

    2 结果
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    2.1 左室内压峰值(LVSP) 各组动物缺血前LVSP之间无显著性差异;缺血即刻、再灌注即刻对照组和腺苷受体拮抗剂组LVSP下降幅度明显大于两个处理组;缺血40 min时,LVSP与正常值的比率(即恢复率)各组之间也无显著性差异。再灌注120 min时,缺血预处理组和腺苷预处理组LVSP的恢复率均高于对照组和腺苷受体拮抗剂组(P<0.05),而这两组间无明显差异(见表1)。

    表1 不同处理组心肌缺血40 min,再灌注120 min时

    LVSP、±dp/dtmax恢复率 (±s) 组别

    动物数

    (只)

    LVSP
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    ±dp/dt max

    HR(beats/min)

    缺血前

    (mmHg)

    缺血40 min

    恢复率(%)

    再灌120 min

    恢复率(%)

    缺血前

    (mmHg/s)

    缺血40 min

    恢复率(%)
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    再灌120 min

    恢复率(%)

    缺血前

    缺血

    40 min

    再灌

    120 min

    对照组

    8

    126.0±15.2

    79.7±12.1

    60.7±4.8

    +4813±959
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    58.6±16.2

    56.4±10.9

    234±23

    211±24

    160±28

    -3851±947

    57.3±24.7

    59.4±14.7

    缺血预

    处理

    8

    140.0±26.1
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    84.7±8.9

    84.3±7.9a

    +4988±908

    80.5±11.8a

    76.6±13.7a

    242±20

    227±20

    196±17

    -3824±821

    78.4±8.8a

    77.9±12.7a
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    腺苷预

    处理

    8

    135.0±29.8

    80.8±4.8

    80.7±7.4a

    +5726±1195

    80.1±8.7a

    74.5±13.9a

    231±16

    222±18

, 百拇医药     184±13

    -3794±736

    79.8±11.1a

    84.0±15.4a

    腺苷

    受体

    8

    147.9±39.0

    76.5±3.7

    61.3±14.3

    +5654±1243

    61.7±7.1
, 百拇医药
    53.4±16.7

    226±31

    209±34

    185±15

    阻滞剂

    8

    -3765±734

    69.1±17.5

    62.9±14.7

    与对照组比较,aP<0.05

    2.2 左室内压最大上升速率(+dp/dtmax)和左室内压最大下降速率(-dp/dtmax) 缺血40 min时,缺血预处理组和腺苷预处理组±dp/dtmax的恢复率均高于其他组(P<0.05),且两组间无显著差异。再灌注120 min时,缺血预处理组和腺苷预处理组±dp/dtmax的恢复率均高于对照组和腺苷受体拮抗剂组(P<0.05),且两组间无显著差异(见表1)。
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    2.3 心肌梗死范围 缺血预处理组、腺苷预处理组梗死范围均明显低于对照组和腺苷受体拮抗剂组(P<0.01),且两组间无显著差异(见表2)。

    表 2 各组兔心肌梗死范围比较 (±s) 组别

    动物数

    (只)

    缺血区重量

    (mg)

    坏死区重量

    (mg)

    梗死范围

    (%)
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    对照组

    8

    1216±103

    323±76

    26.7±6.7

    缺血预处理

    8

    1166±194

    174±78

    14.7±6.0b

    腺苷预处理

    8

, http://www.100md.com     1466±287

    236±95

    16.1±5.4b

    腺苷受体阻滞剂

    8

    1241±318

    390±144

    31.2±9.8

    与对照组比较,bP<0.01

    2.4 缺血及再灌注过程中心律失常发生情况 对照组有3只兔子分别发生严重室颤及室扑,均发生于再灌注早期,电除颤后仍有1只死亡。腺苷预处理组有1只兔子发生室颤,电除颤后恢复正常节律。腺苷拮抗剂组有两只兔子再灌注初期出现室颤及室扑,经电除颤后恢复正常节律。各组均有数只出现室速,传导阻滞,早搏或二联律及多联律等轻度心律失常。腺苷预处理组、缺血预处理组心律失常发生率明显低于对照组和腺苷受体拮抗剂组(见图1)。
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    图 1 缺血再灌注过程中各组心律失常发生次数

    3 讨论

    研究表明,缺血再灌注前静滴腺苷,可改善缺血-再灌注心脏收缩功能,缩小心肌梗死范围,降低再灌注早期心律失常发生率,与缺血预处理组相比无显著差异。文献报道,缺血预处理保护缺血心肌的原因可能有①心肌细胞和内皮细胞释放腺苷,腺苷能抑制内皮素释放,扩张冠脉,抑制血小板聚集,减少中性白细胞激活,延缓能量消耗,减轻心肌损伤,使用腺苷A1受体阻断剂可阻断IP效应[2,3]。②内皮释放的PGI2,EDRF和缓激肽参与减轻心律失常的效应[4]。③ATP钾离子通道开放使钾离子膜电位增高,APD缩短,钙离子内流减少,使恶性心律失常和梗死面积减少[5]。④百日咳敏感性G蛋白激活,腺苷A1受体通过Gi蛋白与其他膜蛋白偶联,使ATP钾离子通道开放[6]。⑤乙酰胆碱经M受体通过Gi蛋白途径发挥作用,保护冠脉内皮细胞[7]。⑥白介素-1可以增加热休克蛋白及自由基清除酶的表达,参与了IP的延迟保护作用[8]。缺血预处理引起腺苷一过性释放增加是发挥其心肌保护作用的一个重要因素[9]。腺苷释放后可能通过两方面起作用:一方面激活心肌细胞膜上腺苷受体[10]。研究表明,兔心在缺血前使用腺苷A1受体激动剂可以缩小心梗面积,且腺苷A1受体拮抗剂只有在IP或随后的缺血过程中加入才能消除IP的保护作用,再灌注时加入则无影响。所以,只有腺苷A1受体在缺血时已被激活才能在复灌时发挥作用。有实验证实腺苷A3受体激活也发挥同样作用,而A2受体则无此效应[11]。腺苷受体激活后可以通过刺激G蛋白及磷脂酶C,致使蛋白激酶C(PKC)从细胞质转移到细胞膜,此后缺血期腺苷受体继续发挥作用,使已转位的蛋白激酶C激活,并磷酸化ATP敏感性K+通道,使之开放。腺苷受体还与PKC协同调节ATP敏感性K+通道。近年来多数学者采用缺血模型进行试验性研究发现KATP通道激活对心肌缺血产生的一系列异常状态具有保护作用,包括心律失常、乳酸脱氢酶的释放、机械功能障碍;而KATP通道阻断剂则可阻断缺血预处理对心脏产生的保护机制[12]。另一方面,有研究认为腺苷作为体液物质,通过扩散发挥对全心的保护作用[13]。心肌持续缺血后,恢复再灌注的同时静滴腺苷,对已损害的心肌则无修复能力。近来还有报道,认为缺血预处理还可以保护内皮细胞的功能,并免使其超微结构发生损伤[14]
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    本实验进一步证实缺血前给予外源性腺苷具有保护缺血心肌,减轻缺血再灌注损伤作用。表现为:降低心肌梗死范围,降低再灌早期室颤等心律失常发生率和改善心脏收缩舒张功能。上述保护作用与缺血预处理无显著差异。缺血前使用腺苷受体阻滞剂8-苯基茶碱可以阻断缺血预处理的保护作用。证实腺苷/腺苷受体途径是缺血预处理保护作用的重要机制之一。

    参考文献:

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    (收稿 1999-07-23 修回 1999-07-28), http://www.100md.com