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第一部分风湿性心脏病心房颤动患者的心房结构变化目的:观察风湿性心房颤动患者的左心房结构的变化,研究心房结构重构在心房颤动(房颤)的发生和维持中的作用。方法:选择需要行外科换瓣手术的风湿性心脏病(风心病)患者共43例,其中窦性心律15例,阵发性房颤8例,慢性房颤20例;选择10例因患先天性心脏病行外科手术的患者为对照组。应用超声心动图测量入选患者的左右心房内径、左心室舒张末内径和射血分数。在外科手术中取左心房组织,经过HE染色和行透射电镜检查来观察和比较各组左心房组织结构和超微结构的变化。结果:(1)慢性房颤组的左心房内径(Lad)为61.1±10.1mm,右心房内径(Rad)为48.3±15.4mm;阵发性房颤组的Lad为55.0±7.8mm,Rad为41.6±6.3mm;均较窦性心律组的(Lad:45.4±6.3mm,Rad:35.9±4.6mm)和对照组(Lad:38.2±5.8mm,Rad:36.7±5.2mm)的左右心房内径均明显扩大(P均﹤0.005)。(2)在慢性房颤组中,左心房内径和房颤持续时间呈明显正相关(r=0.611 P=0.004);(3)HE染色后在高倍光镜下见慢性房颤组的心肌细胞排列紊乱,肌纤维排列松懈、连续性差。(4)在电镜下见慢性房颤组的心肌纤维排列紊乱,肌小节长短不一,结构模糊;线粒体肿胀,大小不一,呈丛状聚集,润盘扭曲,肌浆网肿胀、破裂。结论:风心病心房颤动患者的左心房组织在大体结构和组织细胞水平以及超微结构上发生了明显的病理变化,促进了房颤的发生和持续存在。第二部分caspase-3和Bcl-2在风湿性心房颤动心房组织中的表达和意义目的:检测在风心病患者左心房中caspase-3和Bcl-2的蛋白含量变化;探讨两种蛋白之间的关系及其相互作用在心房结构重构中的作用。方法:选择需要行外科换瓣手术的风心病患者共43例,其中窦性心律组(RSR)15例,阵发性房颤(PAF)组8例,慢性房颤组(CAF)20例。在外科手术中取左心房组织,应用免疫印迹法测定各组病人的caspase-3和bcl-2的蛋白含量;应用TUNEL法检测各组病人心房肌细胞凋亡,计算其凋亡指数(AI)。分析两种蛋白含量的相互关系以及其与AI的关系。结果:(1)与RSR组的比较,CAF组的caspase-3的蛋白含量增加到394%±99.4%(P<0.001);Bcl-2的蛋白含量则降低到32.8%±15.9%(P<0.001),而PAF组的两蛋白含量则无明显变化。(2) CAF组的AI为24.6%±9.1%,与PAF组(9.39%±3.3%)及SNR组(6.07%±2.4%)的比较,明显升高(P<0.01)。(3)在CAF组中,caspase-3的蛋白含量及AI分别与左心房内径呈明显正相关(r=0.591,P =0.006;r=0.384,P =0.04);且与房颤持续时间也呈明显正相关(r=0.703,P=0.001;r=0.624,P=0.003);Bcl-2的蛋白含量却与左心房内径和房颤持续时间分别呈明显的负相关(r=-0.515,P =0.02;r=-0.592,P=0.006);(4) caspase-3的蛋白含量和AI之间呈明显正相关(r=0.794,P <0.001);而BCL-2的蛋白含量与AI明显地负相关(r=-0.734,P <0.001)。caspase-3的蛋白含量与BCL-2的蛋白含量呈明显负相关(r=-0.848,P <0.001)。结论:慢性房颤时左心房心肌细胞凋亡明显增加,caspase-3和Bcl-2蛋白含量出现变化,它们之间存在相互作用,促进细胞凋亡,这导致左心房结构和功能出现不可逆改变,促使房颤发生和持续存在,可能是房颤发病的重要机制之一。第三部分Calpain-I在风湿性心脏病心房颤动的心房结构和功能改变中的作用目的:检测Calpain-I在风心病房颤患者左心房中的表达;研究它和caspase-3、calpastatin和细胞凋亡之间的相互关系;探讨它们在房颤发病机制中的作用。方法:选择接受外科换瓣手术的风湿性心脏病患者共43例,其中RSR组15例,PAF组8例,CAF组20例。在外科手术中取左心房组织,应用免疫印迹方法测定Calpain-I、肌钙蛋白I(cTnI)、caspase-3、calpastatin的蛋白含量。用逆转录-聚合酶链反应法测定Calpain-I在mRNA水平上的表达;用TUNEL法检测细胞凋亡的发生率,计算其凋亡指数(AI)。分析比较他们之间的关系。结果:(1)与RSR组的比较,CAF组calpain-I蛋白含量增加到344%±101.9%(P<0.001);cTnI的蛋白含量则降低到45.0%±13.4%(P<0.001);在上面研究中检测到caspase-3的含量增加到394%±99.4%(P<0.001);calpastatin的含量则降低到27%±12.8%(P<0.001),而PAF组的各蛋白含量则无明显变化。(2)在CAF组中,Calpain-I的mRNA表达为2.49±0.86,比PAF组的(1.23±0.31)和RSR组(0.89±0.23)的明显增加(P<0.001)。(3)在CAF组中,Calpain-I的蛋白含量和mRNA表达量分别与左心房内径、房颤持续时间均呈明显正相关(r=0.557,P=0.011;r=0.78,P <0.001);(r=-0.434,P =0.04;r=-0.696,P<0.001)。Calpastatin的蛋白含量却与左心房内径和房颤持续时间呈明显的负相关(r=-0.58,P =0.007;r=-0.663,P=0.001)。(4)Calpain-I的蛋白含量与cTnI的蛋白含量呈明显负相关(r=-0.898, P<0.001)。(5)Calpain-I、caspase-3、calpastatin和AI之间的相互关系:在CAF组中,左心房的Calapin-I蛋白含量分别与caspase-3的蛋白含量、AI之间呈明显正相关(r=0.93,P <0.001; r=0.887,P <0.001);而calpastatin的蛋白含量分别与calpain-I、caspase-3的蛋白含量呈明显的负相关(r=-0.87,P <0.001;r=-0.92,P <0.001)。结论:慢性房颤时左心房组织中calpain-I的表达增加,心肌细胞凋亡增加,calpain-I、caspase-3、calpastatin之间关系密切、相互影响,可能形成一个体系,使心房结构和功能改变,促进房颤发生和持续存在,可能是房颤发生和持续的重要原因之一。第四部分基质金属蛋白酶-1,-9和金属蛋白酶组织抑制因子-1对心房结构重构的作用目的:检测基质金属蛋白酶(MMP)-1,-9和金属蛋白酶组织抑制因子(TIMP)-1在风心病房颤患者左心房中的表达,探讨它们在心房结构重构中的作用。方法:选择接受外科换瓣手术的风湿性心脏病患者共43例,其中RSR组15例,PAF组8例,CAF组20例。在外科手术中取左心房组织,分别应用免疫印迹方法和逆转录-聚合酶链反应法分别测定MMP-1,-9和TIMP-1的蛋白含量和mRNA表达量。结果:1.MMP-1,MMP-9和TIMP-1的蛋白水平表达:(1)与RSR组的比较,CAF组的MMP-9蛋白含量增加到183%±629%(P<0.001);TIMP-1的蛋白含量则降低到68%±28%(P<0.001)。而PAF组的两蛋白含量则无明显差异。而MMP-1在各组的蛋白含量没有明显差异。(2)在CAF组中,MMP-9的蛋白含量与左心房内径、房颤持续时间呈明显正相关(r=0.512, P<0.05;r=0.927, P<0.001);TIMP-1与左心房内径、房颤持续时间呈明显负相关(r=-0.695, P<0.01;r=-0.672, P<0.01);MMP-9与TIMP-1的蛋白含量呈明显负相关(r=-0.811, P<0.001)。2.MMP-1,MMP-9和TIMP-1的mRNA水平的表达:(1)与RSR组比较,CAF组的MMP-9 mRNA水平明显增加(P<0.001);TIMP-1 mRNA水平表达则明显下降(P<0.001)。而PAF组的两种蛋白的mRNA水平表达则无明显差异。而MMP-1在各组的mRNA水平表达量没有明显差异。(2)在CAF组中,MMP-9的mRNA水平表达量与左心房内径、房颤持续时间呈明显正相关(r=0.50, P<0.001;r=0.95, P<0.001);TIMP-1与左心房内径、房颤持续时间呈明显负相关(r=-0.401, P<0.05;r=-0.695, P<0.01);MMP-9与TIMP-1的蛋白含量成明显负相关(r=-0.655, P<0.01)结论:慢性房颤时左心房组织中MMP-9的基因表达增强和TIMP-1的基因表达减弱;MMP-9/TIMP-1的平衡失调促进心房结构和功能的改变,参与房颤的发生和持续存在。