钾离子通道开放剂(Nicorandil)与高钾停搏液对猪冠状动脉张力影响的实验研究
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体外循环杂志 2000年第1期第2卷
李兰芳；孙瑞广；李文涛；杨九光；龙村
关键词：猪冠状动脉；张力；高钾；Nicorandil
摘要：
目的 研究高钾停搏液与钾离子通道开放剂目的 研究高钾停搏液与钾离子通道开放剂(Nicorandil)停搏液对猪冠状动脉张力的影响并初步探讨其作用机制。材料与方法 选用当地肉联厂新鲜猪心，取心外膜下冠状动脉前降支下三分之一，切成3-5mm长的血管环。器官槽内测定猪冠状动脉环张力的变化。测定基础张力(resting tone)以及在一氧化氮合酶阻断剂L-NNA(300μmol/L)和环氧合成酶阻断剂indomethacin(7μmol/L)存在时，前列腺素F2a(U46619 ) 引起的预收缩强度及收缩达到平台的时间和钙离子携带剂(A23187 )引起的内皮源性舒张的百分比。实验过程中，温度维持37℃,均持续低流量充95% O2/5% CO2的混合气体。结果 高钾灌注时基础张力与nicorandil组有显著增高(p<0.05)；U46619引起的预收缩强度, 高钾组与nicorandil及对照组相比差异具 有极显著性意义(p<0.01);U46619预收缩达到平台期的时间，高钾组显著快于nicorandil组及高钾+ nicorandil组(p<0.05)；高钾组明显减弱A23187引起的内皮源性超极化因子(EDHF)介导的舒张(65.45±19.04至29.80±13.85)(p<0.05)，而含有nicorandil的停搏液冠状动脉EDHF介导的舒张无明显变化。结论 高钾可增加猪冠状动脉的收缩，减弱内皮源性EDHF的作用，使血管张力增高；钾通道开放剂nicorandil有保护血管内皮源性EDHF，降低冠脉张力的功能。
, 百拇医药
目前，高钾心脏停搏液在心脏手术中广泛应用。有资料显示，高钾减弱内皮源性超极化因子(EDHF)介导的舒张[1]。钾通道开放剂Nicorandil有舒张冠状动脉，保护血管内皮细胞的作用[2]。本文对两种停搏液进行了对比研究，以观察钾离子通道开放剂(Nicorandil)与高钾停搏液对猪冠状动脉张力的影响。现报告如下：
材料与方法
1、实验取材：标本选用当地肉联厂新鲜猪心,一小时内送入实验室。均选用心外膜下冠状动脉前降支下三分之一，切成3-5mm长的血管环。用器官槽法[3]测定猪冠状动脉环张力的变化。
2、实验分组：血管环随机分成4组：1组为对照组(C组，n=9，Krebs液浸浴处理1h)；2组为高钾组(K组，n=9，20 mmol/L钾离子浸浴处理1h)；3组为nicorandil组(N组，n=9，100μmol/L浸浴处理1h)；4组为高钾+nicorandil (K+N组，n=9，浓度同2、3组共同浸浴处理1h)。
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3、观察指标：(1)、静息张力(resting tone)变化：平衡后不同处理因素引起的张力改变；(2)、预收缩高度：在一氧化氮合酶阻断剂L-NNA(300μmol/L)和环氧合成酶阻断剂indomethacin(7μmol/L)存在时，前列腺素F2a(U46619 ) 引起的冠状动脉收缩高度；(3)、收缩达到平台的时间(4)、舒张：钙离子携带剂(A23187)引起的内皮源性舒张(占预收缩高度的百分比)。在张力测定过程中，均持续低流量充95% O2/5% CO2的混合气体，温度维持37℃。
结 果
K组和K+N组的静息张力变化与C组相比差异有显著性意义(p<0.05)，N组在nicorandil处理时静息张力无变化。
表1 静息张力变化比较
, 百拇医药
组别
样本含量
静息张力升高(g)
K
9
4.922±1.16**
K+N
9
3.134±1.003
注： K组与K+N组相比静息张力升高有显著性差别 **P<0.01
U46619引起的预收缩强度, K 组 与N组相比差异具 有极显著性意义(p<0.01);K组与K+N组相比及C组与N组相比差异具有极显著性意义(p<0.01)。
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表2 U46619预收缩强度变化
组别
样本含量(n)
收缩强度(g)
C组
9
3.53±1.15
K组
9
4.68±1.06
N组
9
, http://www.100md.com 2.08±0.54
K+N组
9
2.83±0.80
U46619预收缩达到平台期的时间，K组与C组、K组与N组、 K+N组与C组相比差异具有极显著意义(p<0.01)。
表3 U46619预收缩达平台时间
组别
样本含量
(n)
U46619预收缩达平台时间 (min)
C组
, 百拇医药
9
19.31±0.81
K组
9
7.95±1.70
N组
9
21.28±3.20
K+N组
9
9.47±1.85
A23187引起的内皮源性超极化因子(EDHF)介导的舒张，K组与N组、K组与C组相比差异具有极显著意义(p<0.01);C组与K+N组、N组与K+N组相比差异有显著性意义(p<0.05)。
, 百拇医药
表4 A23187(10-6M)引起的内皮依赖性舒张百分比
组别
样本含量
(n)
收张的百分比
(%)
C组
9
65.45±19.04
K组
9
29.80±13.85
, http://www.100md.com
N组
9
66.85±13.45
K+N组
9
45.29±17.60
讨 论 高钾停搏液对冠状动脉舒缩功能的影响 高钾停搏液是目前临床上常用的心脏停搏液，广泛应用于心脏外科手术。但是，高钾作用于心肌细胞，引起心肌细胞去极化，导致贮存的能量耗竭和钙离子超载，导致心肌细胞的损伤[10]3。同时，高钾作用于血管内皮细胞，引起内皮细胞水肿，使内皮细胞功能紊乱，从而影响了内皮细胞对平滑肌细胞舒缩功能的调节；另一方面，高钾减弱了EDHF的作用，增加了血管平滑肌细胞的张力。
, 百拇医药
研究表明，内皮细胞对平滑肌细胞的调节途径如下：内皮细胞内钙离子水平升高，激活内皮细胞释放三种主要的内皮源性舒张因子(EDRFS)，即前列环素(PGI2)、内皮源性一氧化氮(EDNO)和内皮源性超极化因子(EDHF)[4]。这些EDRFS通过三种不同的机制降低平滑肌细胞内的钙离子浓度，最终使平滑肌细胞舒张。
2 超极化停搏液对心肌细胞和冠状动脉血管的影响
心肌细胞处于超极化状态时，细胞膜通道激活较少，代谢降低；防止细胞水肿[2]。同时，它有助于防止内皮细胞水肿，维护内皮细胞对平滑肌细胞舒缩功能的调节；减少平滑肌细胞膜离子通道的开放，减少平滑肌细胞内钙离子的浓度，有利于平滑肌细胞的舒张。应用超级化心脏停搏液代替去极化停搏液是近来的心脏保护设想。它为临床研究高钾停搏液后冠状动脉舒缩功能失调及应用超极化停搏液提供了理论依据。
心肌细胞在超极化状态下停跳，使心脏处于自然休息状态，心肌电机械活动停止，心肌细胞及冠脉舒张。因此，钾通道开放剂能降低整体和局部血管阻力，减少心肌细胞缺血。主要机制是开放钾通道使细胞膜超极化。
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高钾对冠状动脉循环的影响有重要临床意义。如果冠状动脉张力由于高钾改变，冠状动脉阻力必定改变，尤其再灌注期间。心肌再灌注与其血管收缩非常关键。血管张力由于内皮依赖性舒张及平滑肌收缩之间的平衡所得[5]。如果EDHF在调节张力方面起重要作用，如以前假设[6,7]，EDHF介导的舒张，有利于血管收缩。本研究显示，浸浴高钾液(20mmol/L)1小时，减少EDHF介导的舒张从68.93%至27.91%(P<0.05)。
参考文献：
1. He G-W, Yang C-Q. Depolarizing cardic arrest and EDHF-mediated hyperpolarization and relaxation in coronary art-eries: The effect and mechanism. J Thorac Cardiovasc Surg 1997;113:932-41.
, 百拇医药
2. Saitoh K, Suzuki H. Nicorardil Successfully Abolished Int-raoperatrive Torsade Pointes. Anesthesiology 1998; Journal ; 88(6):1669-71
3. Taylor SG, Southerton JS, Weston AH, Baker JRJ. Endothelium-dependent effects of acetylcholine in rat aorta;a comparison with sodium nitroprusside and cromakalim.Br J Pharmacol 1988;94;853-63.
4. Guo-Wei He, MD, PhD, and Cheng-Qin Yang, MD. Use of Verapamil and Nitroglycerin Solution in Preparation of Ra-dial Artery for Coronary Grafting.Ann Thorac Surg 1996;61:610-4
, http://www.100md.com
5. CHEN, G & SUZUKI, H.(1989). Some electrical properties of the endothelium-dependent hyperpolarization recorded from rat arterial smooth muscle cells. Journal of Physiology 410,91-106.
6. FELETOU, M. & . (1988). Endothelium-dependent hyper-polarization of canine coronary smooth muscle. British Journal of Pharmacology 93,515-524.
Eizawa H, Yui Y, Inoue R, Kosuga K, Hattori R, Aoyama T, Sasayama S. Lysophosphatidylcholine inhibits endothelium-dependent hyperpolarization and N-omega-nitroarginine/ indomethacin-resistant endothelium-dependent relaxation in the porcine coronary artery. Circulation 1995;92;3520-6., 百拇医药
关键词：猪冠状动脉；张力；高钾；Nicorandil
摘要：
目的 研究高钾停搏液与钾离子通道开放剂目的 研究高钾停搏液与钾离子通道开放剂(Nicorandil)停搏液对猪冠状动脉张力的影响并初步探讨其作用机制。材料与方法 选用当地肉联厂新鲜猪心，取心外膜下冠状动脉前降支下三分之一，切成3-5mm长的血管环。器官槽内测定猪冠状动脉环张力的变化。测定基础张力(resting tone)以及在一氧化氮合酶阻断剂L-NNA(300μmol/L)和环氧合成酶阻断剂indomethacin(7μmol/L)存在时，前列腺素F2a(U46619 ) 引起的预收缩强度及收缩达到平台的时间和钙离子携带剂(A23187 )引起的内皮源性舒张的百分比。实验过程中，温度维持37℃,均持续低流量充95% O2/5% CO2的混合气体。结果 高钾灌注时基础张力与nicorandil组有显著增高(p<0.05)；U46619引起的预收缩强度, 高钾组与nicorandil及对照组相比差异具 有极显著性意义(p<0.01);U46619预收缩达到平台期的时间，高钾组显著快于nicorandil组及高钾+ nicorandil组(p<0.05)；高钾组明显减弱A23187引起的内皮源性超极化因子(EDHF)介导的舒张(65.45±19.04至29.80±13.85)(p<0.05)，而含有nicorandil的停搏液冠状动脉EDHF介导的舒张无明显变化。结论 高钾可增加猪冠状动脉的收缩，减弱内皮源性EDHF的作用，使血管张力增高；钾通道开放剂nicorandil有保护血管内皮源性EDHF，降低冠脉张力的功能。
, 百拇医药
目前，高钾心脏停搏液在心脏手术中广泛应用。有资料显示，高钾减弱内皮源性超极化因子(EDHF)介导的舒张[1]。钾通道开放剂Nicorandil有舒张冠状动脉，保护血管内皮细胞的作用[2]。本文对两种停搏液进行了对比研究，以观察钾离子通道开放剂(Nicorandil)与高钾停搏液对猪冠状动脉张力的影响。现报告如下：
材料与方法
1、实验取材：标本选用当地肉联厂新鲜猪心,一小时内送入实验室。均选用心外膜下冠状动脉前降支下三分之一，切成3-5mm长的血管环。用器官槽法[3]测定猪冠状动脉环张力的变化。
2、实验分组：血管环随机分成4组：1组为对照组(C组，n=9，Krebs液浸浴处理1h)；2组为高钾组(K组，n=9，20 mmol/L钾离子浸浴处理1h)；3组为nicorandil组(N组，n=9，100μmol/L浸浴处理1h)；4组为高钾+nicorandil (K+N组，n=9，浓度同2、3组共同浸浴处理1h)。
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3、观察指标：(1)、静息张力(resting tone)变化：平衡后不同处理因素引起的张力改变；(2)、预收缩高度：在一氧化氮合酶阻断剂L-NNA(300μmol/L)和环氧合成酶阻断剂indomethacin(7μmol/L)存在时，前列腺素F2a(U46619 ) 引起的冠状动脉收缩高度；(3)、收缩达到平台的时间(4)、舒张：钙离子携带剂(A23187)引起的内皮源性舒张(占预收缩高度的百分比)。在张力测定过程中，均持续低流量充95% O2/5% CO2的混合气体，温度维持37℃。
结 果
K组和K+N组的静息张力变化与C组相比差异有显著性意义(p<0.05)，N组在nicorandil处理时静息张力无变化。
表1 静息张力变化比较
, 百拇医药
组别
样本含量
静息张力升高(g)
K
9
4.922±1.16**
K+N
9
3.134±1.003
注： K组与K+N组相比静息张力升高有显著性差别 **P<0.01
U46619引起的预收缩强度, K 组 与N组相比差异具 有极显著性意义(p<0.01);K组与K+N组相比及C组与N组相比差异具有极显著性意义(p<0.01)。
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表2 U46619预收缩强度变化
组别
样本含量(n)
收缩强度(g)
C组
9
3.53±1.15
K组
9
4.68±1.06
N组
9
, http://www.100md.com 2.08±0.54
K+N组
9
2.83±0.80
U46619预收缩达到平台期的时间，K组与C组、K组与N组、 K+N组与C组相比差异具有极显著意义(p<0.01)。
表3 U46619预收缩达平台时间
组别
样本含量
(n)
U46619预收缩达平台时间 (min)
C组
, 百拇医药
9
19.31±0.81
K组
9
7.95±1.70
N组
9
21.28±3.20
K+N组
9
9.47±1.85
A23187引起的内皮源性超极化因子(EDHF)介导的舒张，K组与N组、K组与C组相比差异具有极显著意义(p<0.01);C组与K+N组、N组与K+N组相比差异有显著性意义(p<0.05)。
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表4 A23187(10-6M)引起的内皮依赖性舒张百分比
组别
样本含量
(n)
收张的百分比
(%)
C组
9
65.45±19.04
K组
9
29.80±13.85
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N组
9
66.85±13.45
K+N组
9
45.29±17.60
讨 论 高钾停搏液对冠状动脉舒缩功能的影响 高钾停搏液是目前临床上常用的心脏停搏液，广泛应用于心脏外科手术。但是，高钾作用于心肌细胞，引起心肌细胞去极化，导致贮存的能量耗竭和钙离子超载，导致心肌细胞的损伤[10]3。同时，高钾作用于血管内皮细胞，引起内皮细胞水肿，使内皮细胞功能紊乱，从而影响了内皮细胞对平滑肌细胞舒缩功能的调节；另一方面，高钾减弱了EDHF的作用，增加了血管平滑肌细胞的张力。
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研究表明，内皮细胞对平滑肌细胞的调节途径如下：内皮细胞内钙离子水平升高，激活内皮细胞释放三种主要的内皮源性舒张因子(EDRFS)，即前列环素(PGI2)、内皮源性一氧化氮(EDNO)和内皮源性超极化因子(EDHF)[4]。这些EDRFS通过三种不同的机制降低平滑肌细胞内的钙离子浓度，最终使平滑肌细胞舒张。
2 超极化停搏液对心肌细胞和冠状动脉血管的影响
心肌细胞处于超极化状态时，细胞膜通道激活较少，代谢降低；防止细胞水肿[2]。同时，它有助于防止内皮细胞水肿，维护内皮细胞对平滑肌细胞舒缩功能的调节；减少平滑肌细胞膜离子通道的开放，减少平滑肌细胞内钙离子的浓度，有利于平滑肌细胞的舒张。应用超级化心脏停搏液代替去极化停搏液是近来的心脏保护设想。它为临床研究高钾停搏液后冠状动脉舒缩功能失调及应用超极化停搏液提供了理论依据。
心肌细胞在超极化状态下停跳，使心脏处于自然休息状态，心肌电机械活动停止，心肌细胞及冠脉舒张。因此，钾通道开放剂能降低整体和局部血管阻力，减少心肌细胞缺血。主要机制是开放钾通道使细胞膜超极化。
, http://www.100md.com
高钾对冠状动脉循环的影响有重要临床意义。如果冠状动脉张力由于高钾改变，冠状动脉阻力必定改变，尤其再灌注期间。心肌再灌注与其血管收缩非常关键。血管张力由于内皮依赖性舒张及平滑肌收缩之间的平衡所得[5]。如果EDHF在调节张力方面起重要作用，如以前假设[6,7]，EDHF介导的舒张，有利于血管收缩。本研究显示，浸浴高钾液(20mmol/L)1小时，减少EDHF介导的舒张从68.93%至27.91%(P<0.05)。
参考文献：
1. He G-W, Yang C-Q. Depolarizing cardic arrest and EDHF-mediated hyperpolarization and relaxation in coronary art-eries: The effect and mechanism. J Thorac Cardiovasc Surg 1997;113:932-41.
, 百拇医药
2. Saitoh K, Suzuki H. Nicorardil Successfully Abolished Int-raoperatrive Torsade Pointes. Anesthesiology 1998; Journal ; 88(6):1669-71
3. Taylor SG, Southerton JS, Weston AH, Baker JRJ. Endothelium-dependent effects of acetylcholine in rat aorta;a comparison with sodium nitroprusside and cromakalim.Br J Pharmacol 1988;94;853-63.
4. Guo-Wei He, MD, PhD, and Cheng-Qin Yang, MD. Use of Verapamil and Nitroglycerin Solution in Preparation of Ra-dial Artery for Coronary Grafting.Ann Thorac Surg 1996;61:610-4
, http://www.100md.com
5. CHEN, G & SUZUKI, H.(1989). Some electrical properties of the endothelium-dependent hyperpolarization recorded from rat arterial smooth muscle cells. Journal of Physiology 410,91-106.
6. FELETOU, M. & . (1988). Endothelium-dependent hyper-polarization of canine coronary smooth muscle. British Journal of Pharmacology 93,515-524.
Eizawa H, Yui Y, Inoue R, Kosuga K, Hattori R, Aoyama T, Sasayama S. Lysophosphatidylcholine inhibits endothelium-dependent hyperpolarization and N-omega-nitroarginine/ indomethacin-resistant endothelium-dependent relaxation in the porcine coronary artery. Circulation 1995;92;3520-6., 百拇医药