急性心肌冬眠时心脏去甲肾上腺素的释放

作者：傅作林，高 航，王玲玲，刘树琴，闫焕英    作者单位：聊城市人民医院心内科，山东 聊城 252000     【摘要】  目的：探讨急性心肌冬眠时心脏去甲肾上腺素的释放情况。方法：健康雄性SD大鼠36只，被随机分成对照组、冬眠组、冬眠－酪胺组、复灌组、复灌+酪胺组和复灌+去甲丙咪嗪+酪胺组，每组6只，建立离体鼠心脏急性冬眠模型。用高效液相色谱法测定急性心肌冬眠时心脏去甲肾上腺素的自发性和电场刺激引起的释放，并评价去甲丙咪嗪和酪胺对去甲肾上腺素释放的影响及酪胺对心率的影响。结果：在冬眠组，缺血1 min、120 min和加入去甲丙咪嗪后冠脉流出液中去甲肾上腺素的含量分别为（1.9±0.5），（2.0±0.4）和（1.9±0.4）pmol/g·min，三者之间差异没有显著性（P>0.05）；电场刺激引起的心脏去甲肾上腺素的溢出在冬眠组为（3.2±1.3）pmol/g·min，对照组为（76.9±27.7） pmol/g·min，复灌组为（80.3±23.9）pmol/g·min，经方差分析，对照组和复灌组之间差异没有显著性（P>0.05），冬眠组较对照组以及复灌组显著减少（P<0.01）；在冬眠－酪胺组和复灌+酪胺组，酪胺均可引起心率和去甲肾上腺素溢出的明显增加（P<0.05）,而在去甲丙咪嗪存在的情况下，这种增加变得不明显（P>0.05）。结论：离体鼠心脏急性冬眠时，不伴有心脏去甲肾上腺素自发性释放的明显增加，而酪胺可引起心率和去甲肾上腺素释放的明显增加，提示心脏交感神经末梢的能量并没有被耗竭；电场刺激引起的心脏去甲肾上腺素释放明显减少，复灌后这种释放恢复至对照组水平，提示在急性心肌冬眠过程中，心脏的交感神经功能可能也经历了一个类似冬眠即神经冬眠的过程。

    【关键词】  去甲肾上腺素；心肌缺血；心肌再灌注；大鼠

    Release of myocardial noradrenalin during acute hibernation/FU Zuo|lin，GAO hang，WANG Ling|ling，LIU Shu|qin，YAN Huan|ying//Chinese Journal of Cardiovascular Rehabilitation Medicine,2009，18（2）:135

    Abstract：Objective:To investigate the release of myocardial noradrenalin during acute myocardial hibernation.Methods:A total  of 36 male Sprague Dawley rats were randomly divided into 6 groups (n=6rats/group)：(1)control group，(2)hibernation group，(3)hibernation tyramine group，(4)reperfusion group，(5)reperfusion+tyramine group，(6)reperfusin+desipramine+tyramine group.The hearts were extracted from rats and set up as acute hibernation models.The spontaneous and stimulationevoked releases of myocardial noradrenalin during acute hibernation were determined by using a highperformance liquid chromatography (HPLC) method，the effect of desipramine and tyramine on release of myocardial noradrenalin was also evaluated.Results:The content of noradrenalin in coronary effluent at 1-min low-flow，120-min low-flow and after addition of desipramine was respectively (1.9±0.5)，(2.0±0.4) and (1.9±0.4) pmol/g·min in hibernation group，there was no significant difference among them(P>0.05)；The stimulationevoked myocardial noradrenalin release was respectively (76.9±27.7)，(3.3±1.3) and (80.3±23.9)pmol/g·min in control group，hibernation group and reperfusion group，compared to  control group or  reperfusion group，the release of nordrenalin was significant decreased(P<0.05) in hibernation group, noradrenalin content and heart rate  significant increased in hibernation+tyramine group and reperfusin+tyramine group，but the increased was no significant in the presence of desipramine(reperfusin+desipramine+tyramine group).Conclusion:These studies indicated that there is no significant increase in noradrenalin overflow and tyramine increase noradrenalin content  during acute myocardial hibernation in isolated rat hearts，suggesting that the energy of myocardial sympathetic nerve terminal may not be depleted；The stimulationevoked noradrenalin release significantly decreased during acute hibernation and restored to the level of control group after reperfusion，suggesting that the function of myocardial sympathetic nerve may also have a hibernation as myocardium does during acute myocardial hibernation.

    Author′s　address：Department of Cardiovascular，Liaocheng People′s Hospital，Liaocheng，Shandong,252000，China

    Key words：Norepinephrine；Myocardial ischemia；Myocardial reperfusion；Rats

    心脏去甲肾上腺素的释放在调节心肌缺血的过程中起了重要的作用。心肌冬眠是指在静息时由于冠脉血流减少所致的持续心肌功能低下，改善心肌供血后心功能部分或完全恢复的一种状态［1～3］。目前认为，心肌冬眠是以心脏对心肌的缺血适应为特征的一种内源性保护机制，然而触发和维持心肌冬眠的机制仍不清楚［4～6］。心肌冬眠时，当心肌的氧供受限时机械功能迅速降低，这在很大程度上保存了必要的能量储备，以阻止不可逆的心肌细胞的损伤［7］。这种情况是否也发生于心脏的交感神经，影响心脏交感神经末梢的去甲肾上腺素的释放，使心脏的交感神经也经历了一个像冬眠心肌一样的冬眠过程，从而影响或参与心肌冬眠的形成。为验证这种设想，作者进行了离体鼠心脏急性冬眠时心脏去甲肾上腺素释放的研究。为了确定急性冬眠心肌复灌后交感神经末梢的功能是否像严重的缺血那样受到损害［8］，我们也观察了急性冬眠心肌复灌后酪胺对心脏去甲肾上腺素释放的影响。

    1  资料与方法

    1.1  主要材料与试剂

    健康雄性SD大鼠36只，体重250～300 g，由华中科技大学同济医学院实验动物学部提供[实验动物许可证号：SCXK（鄂）2004-0007]。盐酸去甲丙咪嗪和盐酸酪胺均为Sigma公司产品。

    1.2  实验模型和分组

    采用离体鼠心急性冬眠模型[9]。实验动物随机分成6组，每组6只。 （1）对照组：平衡灌注20 min后，在灌流液中加入盐酸去甲丙咪嗪(100nmol/L)，10 min后给予电场刺激［10，11］ 1 min，于电场刺激时留取冠脉流出液1 min于预冷的Eppendorf管中，加入预冷的乙二胺四乙酸（EDTA，10mmol/L)，混匀后保存于-70℃冰箱，用高效液相色谱法（HPLC）法测定去甲肾上腺素的含量；（2）冬眠组：平衡灌注20 min后，将灌注压改为15 cmH2O低灌120 min，然后在灌流液中加入盐酸去甲丙咪嗪(100nmol/L)，10 min后给予电场刺激1 min，分别于低灌1 min、120 min、电场刺激前1 min和电场刺激时留取冠脉流出液1 min用于测定去甲肾上腺素的含量；（3）冬眠＋酪胺组：平衡灌注20 min后，将灌注压改为15cmH2O低灌120 min，停止起搏，待心率稳定后，在灌流液中加入盐酸酪胺(25μg/ml)，分别于加入酪胺前后连续留取5min冠脉流出液测去甲肾上腺素的含量；（4）复灌组：平衡灌注20 min后，将灌注压改为15cmH2O低灌120 min，然后灌注压改为90cmH2O复灌30 min，然后在灌流液中加入盐酸去甲丙咪嗪(100nmol/L)，10 min后给予电场刺激1 min，于电场刺激时留取冠脉流出液1 min用于测定去甲肾上腺素的含量；（5）复灌+酪胺组：平衡灌注20 min后，将灌注压改为15cmH2O低灌120 min，然后灌注压改为90cmH2O复灌30 min，停止起搏，待心率稳定后，在灌流液中加入盐酸酪胺(25μg/ml)，分别于加入酪胺前后连续留取5min冠脉流出液测去甲肾上腺素的含量；（6）复灌+去甲丙咪嗪＋酪胺组：平衡灌注20 min后，将灌注压改为15cmH2O低灌120 min，然后灌注压改为90cmH2O复灌30 min，停止起搏，待心率稳定后，在灌流液中加入盐酸去甲丙咪嗪后再加入盐酸酪胺，分别于加入酪胺前后连续留取5min冠脉流出液测去甲肾上腺素的含量。

    1.3  统计分析

    用压力心率乘积(PRP)即心室率与左室发展压的乘积评价左室的机械功能。去甲肾上腺素的溢出用每分钟每克心脏湿重表示。结果以均数±标准差(±s)表示，用SPSS 12.0软件分别对各组数据进行统计学分析，多组均数间比较采用方差分析，进行方差齐性检验后，均数间两两比较采用Fisher 最小显著差值（LSD）法，两样本均数比较采用t检验。P<0.05为差异有显著性。

    2  结  果

    2.1  心肌冬眠时心脏去甲肾上腺素的自发性释放

    在心肌冬眠组，低灌1 min，120 min和加入去甲丙咪嗪后心脏去甲肾上腺素的溢出分别为（1.9±0.5），（2.0±0.4），（1.9±0.4） pmol/g·min (n=6)，经方差分析，三者之间差异无显著性(P>0.05)。

    2.2  电场刺激引起的心脏去甲肾上腺素释放

    电场刺激引起的心脏去甲肾上腺素的溢出在冬眠组为（3.2±1.3）pmol/g·min，对照组为（76.9±27.7）pmol/g·min，复灌组为（80.3±23.9）pmol/g·min，经方差分析，对照组和复灌组之间差异没有显著性（P>0.05），冬眠组较对照组及复灌组去甲肾上腺素溢出显著减少（P<0.01）。

    2.3  酪胺对心率和心脏去甲肾上腺素溢出的影响

    见表1。在冬眠+酪胺组、复灌+酪胺组加入酪胺后的5 min内，心率明显增加（P<0.05），心脏去甲肾上腺素的溢出亦明显增加（P<0.05）。在复灌+去甲丙咪嗪＋酪胺组，即在去甲丙咪嗪存在的情况下，加入酪胺后的5min内，心率增加不明显（P均>0.05)。表1  加入酪胺5 min内各组心率和去甲肾上腺素溢出的变化注：与加入酪胺前比较*P<0.05。

    3  讨  论

    在本试验离体鼠心脏急性冬眠模型中，与缺血开始时相比，心肌缺血120 min时冠脉流出液中去甲肾上腺素的含量并没有明显的变化，通过重摄取阻滞剂去甲丙咪嗪阻止神经元对去甲肾上腺素的再摄取后，冠脉流出液中去甲肾上腺素的含量仍没有明显的增加或减少，说明此时神经元摄取没有被明显的激活，在120 min的低灌时没有发生去甲肾上腺素的大量释放，提示心脏去甲肾上腺素的释放可能并没有参与急性心肌冬眠的形成。这与Schulz的研究相一致，该研究表明，在被麻醉的猪90 min的局部短期冬眠心肌中没有β受体密度和亲和力的改变[12]。而此时酪胺可以引起心率和去甲肾上腺素释放的明显增加，说明此时神经元摄取功能被激活而具有再摄取去甲肾上腺素的能力，提示心脏交感神经末梢的能量没有被耗竭。

    既往的研究［12］表明，电场刺激心脏用于研究心肌缺血时心脏交感神经兴奋，去甲肾上腺素释放的规律，具有类似于通过电场刺激左颈胸交感神经节引起去甲肾上腺素释放的作用。本实验中，在神经元重摄取阻滞剂去甲丙咪嗪存在的情况下，心肌冬眠时电场刺激引起的心脏去甲肾上腺素的释放明显减少，说明心肌冬眠时交感神经的功能明显降低，这可能与心肌冬眠时神经末梢的能量减少[13]、代谢产物的堆积[11]、神经传递的受损[13]等有关。

    在复灌后30min时电场刺激引起的去甲肾上腺素的释放恢复至对照组水平，提示交感神经的功能恢复至对照组水平；而此时酪胺引起去甲肾上腺素的明显释放和心率的明显增加，说明此时心脏交感神经末梢的去甲肾上腺素未被耗竭和神经元的重摄取功能仍然存在。在重摄取阻滞剂去甲丙咪嗪存在的情况下，酪胺引起的去甲肾上腺素释放和心率增加幅度明显减少，进一步说明急性心肌冬眠复灌后30min，交感神经末梢的神经元再摄取功能仍然存在。这些发现证明离体鼠心急性冬眠复灌后30min交感神经末梢的功能仍然完整[14]，提示在急性心肌冬眠过程中，心脏的交感神经功能可能也经历了一个类似冬眠即“神经冬眠”的过程，再灌注后交感神经的功能可部分或全部恢复，说明了复灌对于处于冬眠状态下的心肌交感神经功能恢复的重要性。“神经冬眠”这一现象的存在，进一步说明心肌冬眠是心肌对缺血的适应性反应，因为交感神经兴奋时去甲肾上腺素分泌的减少避免了大量去甲肾上腺素对心肌的损害，从而有利于心肌冬眠的形成和维持。

    【参考文献】［1］Heusch G，Schulz R，Rahimtoola SH.Myocardial hibernation:a delicate balance［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2005,288:H984-999.

［2］Kloner RA，Bolli R，Marban E，et al.Medical and cellular implications of stunning，hibernation，and preconditioning:an NHLBI workshop［J］.Circulation，1998,97:1848-1867.

［3］Heusch G，Schulz R.Myocardial hibernation［J］.Ital Heart J，2002,3:282-284.

［4］Heusch G，Ferrari R，Hearse DJ，et al.‘Myocardial hibernation’—questions and controversies［J］.Cardiovasc Res，1997,36:301-309.

［5］Hearse DJ.Myocardial hibernation.A form of endogenous protection?［J］.Eur Heart J，1997,18（Suppl A）:A2-7.

［6］Camici PG，Wijns W，Borgers M，et al.Pathophysiological mechanisms of chronic reversible left ventricular dysfunction due to coronary artery disease (hibernating myocardium)［J］.Circulation，1997,96:3205-3214.

［7］Downing SE，Chen V.Myocardial hibernation in the ischemic neonatal heart［J］.Circ Res，1990,66:763-772.

［8］Schomig A，Dart AM，Dietz R，et al.Release of endogenous catecholamines in the ischemic myocardium of the rat.Part A:Locally mediated release［J］.Circ Res，1984,55:689-701.

［9］Fu ZL，Feng YB，Xu HX，et al.Role of norepinephrine in development of short|term myocardial hibernation［J］.Acta pharmacologica sinica,2006,27:158-164.

［10］冯义柏，Seyfarth M，Richardt G，等.缺血与再灌注时电场刺激引起大鼠心去甲肾上腺素释放的变化［J］.中华医学杂志，1993,73:622-624.

［11］Seyfarth M，Feng Y，Hagl S，et al.Effect of myocardial ischemia on stimulation|evoked noradrenaline release.Modulated neurotransmission in rat，guinea pig，and human cardiac tissue［J］.Circ Res，1993,73:496-502.

［12］Lavollita JA，Malm BJ，Canty JM.Hibernating myocardium retains metabolic and contractile reserve despite regional reductions in flow，function，and oxygen consumption at rest［J］.Circ Res，2003,92:48-55.

［13］Rt AM，Schomig A，Dietz R，et al.Release of endogenous catecholamines in the ischemic myocardium of the rat.Part B:Effect of sympathetic nerve stimulation［J］.Circ Res，1984,55:702-706.

［14］Lameris TW，de Zeeuw S，Alberts G，et al.Time course and mechanism of myocardial catecholamine release during transient ischemia in vivo［J］.Circulation，2000,101:2645-2650.