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目的: 观察缺血、乳化异氟醚和吡那地尔后处理对缺血再灌注大鼠离体心脏功能、线粒体结构及呼吸功能的影响,并探讨Nrf2-ARE通路在缺血、乳化异氟醚和吡那地尔后处理产生心肌保护作用的激活机制。 方法: 1.研究Nrf2-ARE通路在缺血、乳化异氟醚后处理心肌保护作用中的激活机制。 1.1分组 雄性SD大鼠96只,随机分为8组,每组12只,分别为:正常组(N组)、缺血再灌注组(Con组)、缺血后处理组(IPO组)、N-(2-巯基丙酰)-甘氨酸(MPG,2 mmol/L)+缺血后处理组(M+IPO组)、毛地黄酮(50μmol/L,L)+缺血后处理组(L+IPO组)、乳化异氟醚(1.68 mmol/L)后处理组(EI组)、MPG(2 mmol/L)+乳化异氟醚(1.68 mmol/L)后处理组(M+EI组)、L(50μmol/L)+乳化异氟醚(1.68 mmol/L)后处理组(L+EI组)。 1.2各组灌注方案: (1)N组:K-H液灌注平衡20min,持续灌注100min。 (2)Con组:K-H液灌注平衡20min,ST.Thomas停跳液(4℃)停跳后缺血40min(32℃),再灌注60min。 (3)IPO组:再灌注开始即刻分别予10s的再灌注、10s缺血,6个循环后再灌注58min。 (4)EI组:再灌注开始即刻予EI处理2min,再灌注58min。后处理药物均用K-H液稀释。 (5)M+IPO组和M+EI组,分别于再灌注即刻给予含MPG的K-H液灌注3 min,再IPO或EI处理2min,再灌注55min。 (6)L+IPO组和L+EI组,分别于再灌注即刻给予含L的K-H液灌注3 min,再IPO或EI处理2min,再灌注55min。 1.3观察指标 (1)记录各组平衡末及再灌末的心率(HR)、左室发展压(LVDP)、+dp/dtmax、以及左室舒张末压(LVEDP)等心功能各指标的变化。 (2)取心室肌组织进行线粒体提取,用氧电极分析各组线粒体的呼吸功能变化。 (3)电镜下观察心肌组织超微结构的变化及线粒体Flameng评分情况。 2.研究Nrf2-ARE通路在缺血、吡那地尔后处理心肌保护作用中的激活机制。 2.1分组 SD雄性大鼠96只,随机分为8组,每组12只,分别为:正常组(N组)、缺血再灌注组(Con组)、缺血后处理组(IPO组)、吡那地尔(50μmol/L)后处理组(P组)、MPG(2 mmol/L)+缺血后处理组(M+IPO组)、MPG(2 mmol/L)+吡那地尔(50μmol/L)后处理组(M+P组)、L(50μmol/L)+缺血后处理组(L+IPO组)、L(50μmol/L)+吡那地尔(50μmol/L)后处理组(M+P组)。 2.2各组灌注方案: (1)正常组(N组):K-H液灌注平衡20min后续灌100min。 (2)缺血再灌注组(Con组):K-H液灌注平衡20min,4℃ ST.Thomas停跳液停跳后并32℃缺血40min,再灌注60min。 (3)缺血后处理组(IPO组):于再灌注开始即刻进行10s的再灌注和10s的缺血,共6个循环后再灌注58min。 (4)吡那地尔后处理组(P组):于再灌注开始即刻给予P处理2min,再灌58min。后处理药物均用K-H液稀释。 (5)M+IPO组和M+吡那地尔(P组)后处理组,分别于再灌注即刻予含MPG的K-H液灌注3 min,再IPO或吡那地尔处理2min,再灌55min。 (6)L+IPO组和L+吡那地尔(P组)后处理组,分别于再灌注即刻予含 L的K-H液灌注3 min,再IPO或吡那地尔处理2min,再灌55min。 2.3观察指标 (1)记录各组平衡末及再灌末的左室发展压(LVDP)、心率(HR)、左室舒张末压(LVEDP)、以及+dp/dtmax等心功能各指标的变化。 (2)取心室肌组织,提取线粒体,氧电极分析各组线粒体呼吸功能。 (3)电镜下观察心肌组织超微结构变化、线粒体Flameng评分情况。 结果: 1.缺血、乳化异氟醚后处理组检测结果 1.1心脏整体功能:平衡末各组心功能指标均无明显差异。再灌注末 HR和+dp/dtmax及LVDP:与N组比较,其余各组均下降(P<0.05);与Con组比较,IPO组、EI组均显著升高(P<0.05);与IPO组比较,M+IPO、L+IPO组较之明显下降(P<0.05),而EI组无明显差异;和EI组比较,M+EI、L+EI组明显下降(P<0.05)。再灌注末LVEDP:与N组比较,其余各组均升高(P<0.05),Con组升高明显(P<0.05);与Con组比较,各组均降低,其中IPO组、EI组降低较为显著(P<0.05);与IPO组比较,EI组变化不大,M+IPO、L+IPO组显著升高(P<0.05);与EI组比较,M+EI、L+EI组明显升高(P<0.05)。 1.2线粒体呼吸功能:再灌注末3态呼吸和呼吸控制率:与N组比较,其余各组均下降(P<0.05);与Con组比较,IPO组、EI组均显著升高(P<0.05);与IPO组比较,M+IPO、L+IPO组较之明显下降(P<0.05),而EI组无明显差异;和EI组比较,M+EI、L+EI组明显下降(P<0.05)。 1.3电镜下观察心肌组织超微结构变化和线粒体Flameng评分。 1.3.1心肌组织超微结构:N组结构形态基本正常;Con组结构损伤最严重;IPO组、EI组优于Con组,M+IPO、L+IPO组较IPO组损伤严重,M+EI、L+EI组较EI组损伤严重。 1.3.2线粒体Flameng评分:与N组比较,其余各组分数均显著升高(P<0.05),IPO组、EI组评分明显低于Con组和对应应用MPG及L组(P<0.05),IPO组、EI组评分无明显差异。 2.缺血、吡那地尔后处理组检测结果 2.1.心脏整体功能:平衡末各组心功能指标均无明显差异。再灌注末 HR和+dp/dtmax及LVDP:与N组比较,其余各组均下降(P<0.05);与Con组比较,IPO组和P组均显著升高(P<0.05);与IPO组比较,M+IPO、L+IPO组较之明显下降(P<0.05),而P组无明显差异;与P组比较,M+P、L+P组显著降低(P<0.05)。再灌注末LVEDP:与N组比较,其余各组均升高(P<0.05),其中Con组升高明显;与Con组比较,各组均降低,其中IPO组、P组降低较为显著(P<0.05);与IPO组比较,P组变化不大,M+IPO、L+IPO组显著升高(P<0.05);与P组比较,M+P、L+P组显著升高(P<0.05)。 2.2线粒体呼吸功能:再灌注末3态呼吸和呼吸控制率:与N组比较,其余各组均下降(P<0.05);与Con组比较,IPO组、P组均显著升高(P<0.05);与IPO组比较,M+IPO、L+IPO组较之明显下降(P<0.05),而P组无明显差异;和P组比较,M+P、L+P组明显下降(P<0.05)。 2.3电镜下观察心肌组织超微结构变化和线粒体Flameng评分。 2.3.1心肌组织超微结构:N组结构形态基本正常;Con组结构损伤最严重;IPO组、P组优于Con组,M+IPO、L+IPO组较IPO组损伤严重,M+P、L+P组较P组损伤严重。 2.3.2线粒体Flameng评分:与N组比较,其余各组分数均显著升高(P<0.05),IPO组、P组评分明显低于Con组和对应应用MPG及L组(P<0.05),IPO组、P组评分无明显差异。 结论: 1.乳化异氟醚、吡那地尔后处理和缺血后处理可保护线粒体形态、结构完整性及线粒体呼吸功能,改善缺血再灌注心肌的能量供给,改善心肌的结构和功能,发挥抗心肌缺血再灌注损伤的作用; 2.适量ROS激活Nrf2-ARE通路,可能是乳化异氟醚、吡那地尔后处理和缺血后处理心肌保护作用的机制之一。