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背景:糖尿病的发病率逐年上升,已成为心血管疾病的主要危险因素之一,有研究表明糖尿病患者对心肌细胞缺血再灌注损伤具有更高的敏感性,比非糖尿病病人更容易导致严重而致命的心肌梗塞和心脏功能衰竭。α-亚麻酸(ALA)是人体必需的一种不饱和脂肪酸,血浆中富含α-亚麻酸的人群可以对心血管疾病有明显的保护作用,流行病学资料也显示ALA可以有效降低AMI后心脏骤停的风险。然而,ALA对于急性心肌缺血再灌注损伤的作用及其机制,尤其是在糖尿病患者心肌再灌注损伤中的作用仍不清楚。因此,进一步深入研究ALA对糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤的作用和机制具有较大的理论和实用价值。目的:研究明确:1、ALA是否在糖尿病大鼠I/R心肌损伤中有保护作用。2、ALA是否通过抗炎、抗氧化应激反应发挥对糖尿病大鼠I/R心肌损伤的作用。3、PI3K/Akt信号转导通路是否在ALA的作用中扮演重要的角色。方法:1、依据文献方法采用高脂饲料联合小剂量单次腹腔注射STZ复制具有部分胰岛素抵抗的糖尿病大鼠(HFD-STZ)模型,模型构建成功后将对照组大鼠与HFD-STZ大鼠随机分为正常饮食组与ALA饮食干预组(o.g., 500μg/kg per day)喂养。2、喂养四周后,以左侧胸骨旁小切口开胸选择性结扎左冠状动脉前降支法建立大鼠心肌缺血/再灌注模型。缺血30 min,再灌注4小时及6小时。术中通过多道生理记录仪全程记录大鼠心率、血压、左室收缩压、左室舒张末压等血流动力学指标。3、缺血再灌注4小时后使用分光光度仪检测血清乳酸脱氢酶(LDH)和肌酸激酶(CK)活性。随后取左室缺血区心肌组织,采用DAPI细胞核染色和末端脱氧核苷基转移酶介导的dUTP原位末端标记法(TUNEL)测定心肌细胞凋亡指数(AI)以及Caspase-3凋亡蛋白酶活性。在再灌注6h结束后,采用埃文思蓝-TTC双染色法测定心肌梗死范围。4、通过测定心肌磷酸肌醇3激酶(PI3K)的表达和Akt的磷酸化程度初步探讨ALA对缺血再灌注损伤的保护机制。5,在原实验基础上,增加PI3K阻滞剂渥曼青霉素(wortmannin)大鼠组,再次依上述实验步骤构建动物模型,分组后分别测定心肌凋亡指数以及测定缺血再灌注后大鼠心肌组织及血浆中TNF-α, IL-6,和IL-10炎性因子水平和MDA、SOD等氧化应激水平。探讨ALA的摄入对糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用与PI3K/Akt通路的关系。结果:1、与对照组比较,糖尿病大鼠组在缺血再灌注损伤后有更为严重的心脏功能下降和心肌损伤(P < 0.05),尽管ALA喂养组没有明显改变对照组大鼠整体的心脏功能(P>0.05)。但它在缺血再灌注过程中明显提高了糖尿病大鼠组左心室收缩和舒张的瞬时压(P < 0.05)。提示ALA能改善心肌缺血再灌注损伤后的心脏即时收缩舒张功能。2、糖尿病大鼠组的心梗面积、心肌乳酸脱氢酶及肌酸激酶、心肌细胞凋亡指数及凋亡蛋白酶Caspase-3活性均较正常对照组大鼠明显增加。而ALA大鼠组的INF,CK、LDH活性,凋亡指数(AI)、Caspase-3酶活性、心肌梗死范围(IS)均较糖尿病对照组明显降低(P < 0.05)。提示糖尿病大鼠对缺血再灌注损伤更敏感,而ALA对糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤可以起到保护作用。3、ALA喂养组的PI3K表达较糖尿病大鼠明显增加,同样的ALA组大鼠心肌组织磷酸化程度也较糖尿病大鼠组明显上升(P < 0.05)。提示ALA的心肌保护作用可能与PI3K/Akt通路有关。4、糖尿病大鼠组在缺血再灌注损伤后表现出更严重的局部及全身炎性反应(P < 0.05)。而ALA组大鼠明显降低了糖尿病大鼠组的肿瘤坏死因子(TNF-α)和白细胞介素-6(IL - 6),并增加了白细胞介素-10(IL– 10)的浓度(P < 0.05),但此作用在PI3K阻滞剂渥曼青霉素(wortmannin)组明显减弱(P < 0.05)。提示PI3K阻滞剂可以减弱ALA的心肌保护作用。5、ALA喂养组大鼠明显降低了心肌细胞缺血再灌注损伤后的氧化应激反应,减少了糖尿病大鼠组过氧化物,MDA,gp91phox水平(P < 0.05),同时增强了心肌超氧化物歧化酶(SOD)活性(P < 0.05)。而在增加了PI3K阻滞剂渥曼青霉素后作用明显减弱(P < 0.05)。提示PI3K/Akt通路在ALA的心肌保护中发挥了重要作用。结论1、糖尿病大鼠对心肌急性缺血再灌注损伤的敏感性增高,加重缺血再灌注的损伤,心脏功能损伤远较非糖尿病大鼠更为严重。而ALA的摄入可以提高糖尿病大鼠急性心肌缺血再灌注损伤后心脏收缩期和舒张期的功能,从而能够保护糖尿病大鼠急性心肌缺血再灌注损伤的心脏功能。2、正常ALA喂养的大鼠虽然梗死面积较对照组无明显变化,但它确明显减少了糖尿病大鼠组的心梗面积,明显减轻了糖尿病大鼠心肌缺血再灌注的损伤。3、ALA的摄入对糖尿病大鼠急性心肌缺血再灌注损伤产生局部及全身抗炎作用,并降低了心肌缺血再灌注损伤的氧化应激反应,提高了糖尿病大鼠急性心肌缺血再灌注损伤中抗氧化应激反应的能力。4、PI3K的过度表达在糖尿病大鼠蛋白激酶激活中起着关键作用,而ALA的心肌保护作用可以被PI3K的阻滞剂明显减弱。因此PI3K/Akt信号通路在ALA的心肌保护作用中发挥了重要作用。