缺血后处理对家兔缺血-再灌注心功能和MDA、SOD的影响

　　作者：彭艳玲 刘兴德 孙传聪 作者单位：贵阳医学院附院 心内科， 贵州 贵阳 550004

　　【摘要】 目的： 研究缺血后处理对家兔心肌缺血-再灌注心功能、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)的影响。方法： 24只新西兰大白兔随机分为3组，假手术组(A组)、缺血-再灌注组(B组)、缺血后处理组(C组);记录家兔心肌缺血前、缺血30 min，再灌注180 min时心脏血流动力学指标，检测家兔血清MDA、SOD的变化。结果： (1)与B组比较，C组再灌注180 min左室收缩压、左室内压最大收缩和舒张变化速率均显著升高(P<0.05)，左室舒张末压显著下降(P<0.05);(2)与A组比较，B组血清中MDA含量显著增高(P<0.01)，而SOD活性显著降低(P<0.01);与B组比较，C组血清中MDA含量显著降低(P<0.01)，而SOD活性显著增高(P<0.05)。结论： 缺血后处理能改善家兔缺血-再灌注心功能，其机制可能与减少自由基损伤和抗氧化作用有关。

　　【关键词】 缺血后处理 心脏 心肌再灌注损伤 心室功能 左 丙二醛 超氧化物歧化酶 兔

　　冠心病急性心肌梗死患者早期实施溶栓或经皮冠脉介入治疗等血运重建措施是减少梗死面积、保护心功能的有效策略。然而，心肌缺血后血运重建可诱发缺血-再灌注损伤，如何减少缺血-再灌注损伤，一直是医学界研究的热点之一。Murry1986年首次提出缺血预处理的概念，即冠状动脉反复短暂缺血可以使心肌在后续更长时间的缺血中得到保护。但在临床工作中，患者往往在出现严重缺血、心肌梗死后就诊，使缺血预处理方法的应用受限，而随之的经皮冠脉再灌注治疗往往导致患者发生恶性心律失常，心肌钝抑会进一步恶化心功能。因此在积极治疗缺血事件的同时，寻找一种心肌缺血事件发生后心肌功能的保护方法，具有十分重要的实用价值。本研究旨在探讨在体情况下，在再灌注之前进行反复短暂心肌再灌注-缺血后处理(ischemic postconditioning, IPTC)，观察对家兔心功能和氧自由基的影响，为寻找心肌缺血事件发生后的心功能保护方法提供基础资料。

　　1 材料和方法

　　1.1 材料及仪器

　　BL-420E生物机能实验系统(成都泰盟科技有限公司生产)，DH-150型小动物呼吸机( 浙江大学医学仪器厂生产)，722光栅分光光度计(上海第三分析仪器厂生产)，电热恒温水浴箱(上海医用恒温设备厂生产);丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒(南京建成生物工程研究所提供)。

　　1.2 动物及分组

　　健康新西兰白兔24只，雌雄不拘(由贵阳医学院实验动物中心提供 )。体重2. 0～2.5 kg, 随机分为3组，每组8只。假手术组(A组)：开胸后在冠状动脉左前降支(LAD)穿线做套环，但不收紧结扎线;心肌缺血-再灌注组(B组)：结扎LAD 30 min，再灌注180 min;缺血后处理组(C组)：结扎LAD 30 min，然后灌注30 s，停灌30 s，重复3次，继而再灌注直至180 min。

　　1.3 建立缺血-再灌注模型

　　兔耳缘静脉注射3%戊巴比妥钠(30 mg/kg)麻醉，四肢仰卧固定于实验台。气管插管，连接小型动物呼吸机(呼吸频率：40次/min，潮气量：30 ml)，手术分离右颈总动脉，结扎远端，由近端将自制导管插入左心室，并经压力感受器与多项导联生理记录仪连接，记录心电图等指标。沿胸骨左缘剪断第3肋骨，暴露心脏，剪开心包。用丝线(5-0)于LAD主干根部下2 mm处穿出，待动物稳定15 min后收紧活结造成LAD闭塞(结扎成功标准：结扎线远端心肌颜色发绀，心电图表现R 波高耸或ST段抬高);松开结扎线以恢复冠脉血量，缺血部位心肌颜色恢复，抬高的ST 段下降50%以上为再灌注成功。

　　1.4 血流动力学监测

　　分别于结扎前、结扎30 min、再灌注180 min时，记录心电图、左室收缩压(LVSP) 、左心室舒张末压(LVEDP)、左室内压最大收缩和舒张变化速率(±dp/dtmax)。

　　1.5 生化指标检测

　　再灌注180 min末，动物心脏取血3 ml，以3 500 r/min离心15 min，分离血清，-20 ℃保存待测。严格按试剂盒说明书，用硫代巴比妥酸法测定MDA含量，用黄嘌呤氧化酶法测SOD活性。

　　1.6 统计学分析

　　所有实验数据均用(x±s)表示,采用SPSS 14.0统计学软件进行统计处理，多组间比较用方差分析，P<0.05为差异有显著性，P<0.01为差异有极显著性。

　　2 结果

　　2.1 心率、LVSP、LVEDP和±dp/dtmax

　　各组家兔心肌缺血前心率(HR)、LVSP、LVEDP和±dp/dtmax相应指标比较无显著性差异;缺血30 min时，与A组相应指标比较，B组和C组的LVSP和±dp/dtmax均显著降低(P<0.05)，而LVEDP显著增高(P<0.05)，但B组和C组的LVSP、LVEDP和±dp/dtmax比较无显著性差异;再灌注180 min时，与B组相应指标比较，C组的LVSP、±dp/dtmax均显著升高(P<0.05)，而LVEDP显著降低(P<0.05) 。见表1、2。

　　2.2 血清MDA含量和SOD活性

　　与A组比较，B组血清中MDA含量显著升高，同时SOD活性显著降低，差异有极显著性( P<0.01);与B组比较，C组血清中MDA含量显著降低，差异有极显著性(P<0.01)，而SOD活性显著增高，差异有显著性(P<0.05)，见表3。表1 各组家兔心率、LVSP比较(注：(1)与同组缺血前比较， P<0.05;(2)与B组比较，P<0.05。表2 各组家兔LVEDP、±dp/dtmax比较 注：(1)与同组缺血前比较，P<0.05;(2)与B组比较，P<0.05。表3 各组家兔血清MDA、SOD水平注：(1)与A组比较，P<0.01;与B组比较：(2)P<0.05，(3)P<0.01。

　　3 讨论

　　随着心脏外科手术和介入治疗的增加，人们越来越重视心肌缺血-再灌注损伤的病理生理过程。由于冠心病患者已经发生心肌缺血，缺血预处理的应用受到一定的限制，积极寻找减轻已缺血心肌再灌注损伤的方法无疑具有重要的临床应用前景。高峰等(1998)对已缺氧的大鼠心肌细胞复氧前多次复氧停氧处理，发现可明显提高细胞存活率，从而提出了缺氧后处理概念。其后，Zhao等[1]首先提出缺血后处理概念，即在缺血心肌再灌注前，给予短暂的缺血-再灌注操作能显著减少再灌注所致的心肌梗死面积、减轻心肌的再灌注损伤。之后，Yang和Tsang等[1～6]通过动物实验及离体实验采用类似的干预方法达到减轻心肌再灌注损伤的作用。

　　血流动力学指标在一定程度上反映了左心功能。本研究通过结扎兔左前降支，建立兔缺血-再灌注模型。结果显示，与单纯缺血-再灌注相比，缺血后处理能显著增加缺血30min后、再灌注180 min时家兔心肌的LVSP和±dp/dtmax，同时显著降低LVEDP，表明缺血后处理能改善缺血-再灌注家兔的心功能，与Darling等[7]研究结果相似，提示冠心病急性心肌梗死患者在急诊开通闭塞的冠状动脉前运用缺血后处理技术可改善患者的心脏功能。

　　缺血后处理改善缺血-再灌注心脏功能的具体机制尚不清楚，可能与缺血后处理减少粒细胞的聚集，增加内皮依赖的血管舒张因子，从而减少血管内皮和组织的损伤[1]，或促进心肌细胞膜PKCα[8]有关。心肌缺血时机体通过酶系统与非酶系统产生氧自由基，使氧自由基的生成增加。氧自由基对心肌的损伤主要表现为脂质过氧化作用，即氧自由基与心肌细胞膜上的多不饱和脂肪酸结合，引起脂质过氧化作用，形成脂质过氧化物(lipid peroxide，LPO)，引起细胞结构和功能的一系列改变，最终导致心肌细胞的损伤。体内最重要的LPO代谢产物是MDA，测定MDA能较好地反映组织脂质过氧化程度,间接反映细胞损伤程度。氧自由基清除酶如超氧化物歧化酶(SOD)的活性降低时，氧自由基堆积，氧自由基可转变为活性更强的羟自由基，使膜脂质过氧化，引起细胞膜的结构和功能损害。SOD是体内清除自由基的一种特异酶，其活性变化可反映体内抗氧化功能情况。本研究显示，与单纯缺血-再灌注组比较，缺血后处理组家兔血清MDA含量显著降低，SOD活性显著升高，提示后处理可能通过降低MDA含量、增强SOD活性，减轻心肌细胞损伤，进而改善再灌注家兔的心脏功能，但具体机制仍需进一步研究。

　　【参考文献】

　　[1]Zhao ZQ , Corvera J S , Halkos ME , et al . Inhitition of myocardial injury by ischemec postconditioning during reperfusion :comparision with sichemic preconditioning[J] . A m J Physiol,2003(2):H579-H588.

　　[2]Andrew Tsang, Derek J Hauseloy.Yellon Postconditioning:A Form of "Modified Reperfusion" Protects the Myocardium by Activating the Phosphatidylinositol 3KinaseAkt Pathway. Circ Res, 2004(3):230-232.

　　[3]Yang XM, Downcy JM, Cohen MV. Postconditioning protection is not dependent on circulation blood factors or cells but requires P13kinase and guanylyl cyclase activation.Basic Res Cardio,2005(1):57-63.

　　[4]Philipp S, Downcy JM, Cohcn MV. Postconditioning must be initiated in less than 1minute following reperfusion and is dependent on adenosine receptors and P13kinase. Circulation,2004(suppl Ⅲ):168-174.

　　[5]Shliakhto EV,Galagudza MM, Syrenskii AV,et al.Ischemic postconditioning of the myocardium:a new method of heart protection against reperfusion damage.Ter Arkh.2005(5):77-80.

　　[6]Petrishchev NN,Vlasov TD,Galagudza MM,et al. Myocardial ischemic postconditioning:a brief ischemia causes conversion of resistant reperfusioninduced ventricular fibrillation into the normal rhythm.Ross Fizol Zh Im IM Sechenova,2004(9):1138-1344.

　　[7]Darling CE,Jiang R,Maynard M,et al.Postconditioning via stuttering reperfusion limits myocardial infarct size in rabbit hearts:role of ERK 1/2.[J] Am J Physiol Heart Circ Physiol,2005(4):1618-1626

　　[8]刘兴德，袁志柳，陈保林，等.心肌缺血后处理对大鼠I/R心肌梗死范围及蛋白激酶Cα的影响[J]中国病理生理杂志，2005(4)：700-702.