高氧液对家兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用及与ICAM-1的关系

　　作者：王德明，刘艳阳，桂靖，常业恬，刘梅梅 作者单位：1.南华大学附属第二医院 麻醉科，湖南 衡阳 421001;2.中南大学湘雅第二医院 麻醉科，湖南 长沙 410011

　　【摘要】 目的 ：研究高氧液对家兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用与细胞间黏附分子(ICAM-1)的关系。方法：56只家兔随机分为3组：假手术对照组(P组)、缺血再灌注损伤组(IR组)、高氧液灌注组(HBO组)。分别取缺血危险区心肌，免疫组化法检测ICAM?的表达;检测匀浆中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量;计算心肌梗死面积。结果：HBO组、IR组SOD活性均较P组降低(均P <0.05);MDA含量则较P组增加(均P <0.05)。HBO组心肌梗死面积较IR组明显减小(P <0.05)。ICAM-1的表达，IR组比HBO、P组都明显增高(均P <0.05)。结论 ：高氧液处理可下调心肌缺血再灌注损伤时ICAM-1的表达，使SOD活性升高，从而降低心肌梗死面积。

　　【关键词】 高氧液;心肌梗死面积;超氧化物歧化物;丙二醛;细胞间黏附分子

　　Effects of hyperbaric oxygen on the protective function after myocardial ischemia and reperfusion injury and its relationship with ICAM-1 WANG De-ming*，LIU Yan-yang，GUI-jing， CHANG Ye-tian， LIU Mei-mei. * Department of Anesthesiology，the Second Affiliated Hospital of Nanhua University，Hengyang，421001

　　Abstract: Objective: To study the effects of hyperbaric oxygen and its relationship with ICAM-1 on myocardial ischemia and reperfusion injury of rabbits. Method: Fifty-six family rabbits were allocated to control group， IR group and HBO randomly. Animals experienced LDA occlusion for 60 minutes ischemia and following reperfusion for 120 minutes. Animals in group HBO received hyperbaric oxygen infusion before ischemia and during reperfusion. The myocardial ischemia were taken from all the rabbits separately， ICAM-1 were detected with immunohistochemtry， the activity of superoxide dismutase (SOD) and the content of malondialdehyde (MDA)in homogenate were detected， the infarct size was caculated as well. Results: The activity of SOD was lower in group IR and and group HBO than that in control (P <0.05)， while the quantity of MDA is higher (P <0.05). Myocardial infarction area was smaller in group HBO than that in group IR (P <0.05). The expression of ICAM-1 was significantly up-regulated in group IR. Conclusion:Hyperbaric oxygen treatment down-regulates the expression of ICAM-1 and increases the activity of SOD， thereby reducing the infarction area in myocardial ischemia and reperfusion injury of rabbits.

　　Key words: hyperbaric oxygen;infarct size;superoxide dismutase (SOD);malondialdyde(MDA); ICAM-1

　　本研究采用兔心肌缺血再灌注模型，观察高氧液对心肌缺血再灌注损伤的保护作用与ICAM-1的关系，探讨适合临床应用的心肌保护措施。

　　1 材料和方法

　　1.1 材料 实验动物家兔由中南大学实验动物部提供。GY?高氧医用液体治疗仪(西安高氧设备有限公司)。MDA、SOD检测试剂盒(南京建成生物有限公司)，ICAM?检测试剂盒(武汉博士德生物制剂公司)，伊凡氏蓝、氯化三苯四唑(TTC)(美国Sigma公司)。

　　1.2 实验方法 56只健康家兔，雌雄不拘，麻醉后经颈部正中气管切开插管，连接呼吸机行机械通气，监测动物心电图。经左侧3-4肋间开胸后暴露心脏，5-0无损伤缝线两次绕过冠状动脉左前分支近端心肌深面，两端套以胶管，拉紧胶管阻断相应冠状动脉，见心电图ST段上抬，心肌变青紫;放松套管见心肌恢复成阻断前颜色，ST段回到原来水平表明心肌再灌注。

　　1.3 实验分组 完成上述操作后稳定30 min，将实验动物随机分为假手术组(P组)、缺血再灌注组(IR组)、高氧液处理组(HBO)组。P组完成前面的操作，不进行缺血及再灌注，HBO组在缺血前及再灌注期间以20 mL·kg-1·h-1速度输注高氧液(乳酸林格氏液，氧分压600～750 mmHg，O3含量10～20 mg·L-1)，其他组以20 ml·kg-1·h-1速度输注生理盐水;除P组外，其他两组经60 min缺血和120 min的再灌注，整个实验过程中，维持相同液体输注速度。

　　1.4 观测指标 在再灌注0 min、60 min、120 min，分别取IR组、HBO组家兔各8只阻断冠状动脉前降支，经主动脉根部注入4%伊凡氏蓝染色，保留缺血危险区心肌组织。取小块缺血区心肌以多聚甲醛固定24 h，石蜡包埋切片。将缺血区心肌切成2 mm薄片，浸泡在1% TTC缓冲液中，37 ℃水浴中孵化10 min。见梗死的心肌组织呈苍白色，非梗死的心肌组织着色呈砖红色。按Ismaeil等[1]的方法测量并计算出缺血心肌重(g)、梗死心肌重(g)及心肌梗死面积(%)。

　　1.5 SOD、MDA测定 取各组动物缺血危险区新鲜心肌组织于0 ℃下匀浆，分别取0.1 mL匀浆液，于液氮中保存，待所有动物实验结束后，按照试剂盒提供的操作说明一次性完成检测。

　　1.6 ICAM-1表达检测 常规切片，按照免疫组化方法进行常规处理，在Olympus-BX 51显微镜下观测结果。选择不同的视野照相，传至与之相连的电脑，进行图像分析，采用累计灰度值法计算各标本切片的阳性表达率。

　　1.7 统计学处理方法 采用方差分析。

　　2 结果

　　2.1 心肌梗死面积占缺血面积的百分比 与IR组(45.5±4.3)%相比，HBO组(25.2±4.2)%显著降低(P<0.05)。

　　2.2 SOD活性、MDA的变化 两处理组动物心肌组织SOD活性均较P组低(均P<0.05)，而HBO组比IR组活性显著高(P<0.05);心肌组织MDA含量均较P组增加(均P<0.05)，HBO组较IR组含量低(P<0.05)，见表1。

　　2.3 ICAM-1表达 各组动物危险区的心肌细胞ICAM-1都有一定的阳性表达，两处理组动物心肌在再灌注60 min时ICAM-1的表达开始升高，以IR组动物心肌细胞ICAM-1的表达升高最明显，与HBO组同时点比较差异有显著性(P<0.05)，见图1、图2。

　　3 讨 论

　　ICAM-1是一类由细胞产生，存在于细胞表面，介导细胞与细胞或细胞与基质间相互接触和结合的分子，其调控内皮细胞和中性粒细胞的牢固结合，介导血管内皮细胞的损伤、以及炎症瀑布反应，在心肌缺血再灌注损伤中发挥着重要作用[2-3]。心肌细胞在受到刺激后，ICAM-1的表达会增强[4-5]。本实验显示，心肌在缺血再灌注60 min时ICAM-1的表达明显升高，在再灌注120 min时升高更明显，说明ICAM-1的表达是在心肌缺血再灌注后才被明显激活启动，且随再灌注的时间延长而升高，这与国外的研究结果[7]是相一致的。同时，经高氧液处理的动物，其心肌组织的ICAM-1的表达明显要低于IR组，说明HBO能够明显下调ICAM-1的表达。这与Sharama[8]和国内学者[9]的研究结论是一致的。

　　自由基介导的脂质过氧化反应是心肌缺血再灌注损伤的重要环节。本实验显示缺血再灌注后心肌SOD活性降低越显著，MDA含量增加越显著，则危险区心肌梗死面积越大;而高氧液处理组SOD活性显著高于MDA明显低于缺血再灌注组，提示高氧液可保护抗氧化酶活力，抑制脂质过氧化，起到心肌保护作用，从而减少危险区心肌梗死面积。高氧液以常用医用输注液体为基液，氧分压可达600～750 mmHg，臭氧O3含量10～20 mg·L-1。其心肌保护机制可能如下：氧弥散半径与高压氧仓下的弥散半径相近，是正常动脉血氧弥散半径的2倍，能使低氧和低氧组织细胞的低氧状态迅速得到改善;高氧液含有一定量的活性氧O3，抑制中性粒细胞和血小板的聚集，增加冠脉侧支及微血管血流量，改善缺血区心肌微循环[10-11]。

　　【参考文献】

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