复旦学报(医学版)2008年7月,35(4) min before exposure to isoflurane;ISO+PTN group:PTN administered IP 1 5 min after exposure tO isoflurane.Hemodynamic changes were monitered during the experiment.Myocardial infarct size was determined using triphenyltetrazollum chloride staining. Results There was no statistically significant difference in HR,MAP and RPP among all groups during the baseline(P>0.05).During 30 minutes of isoflurane administer ̄ition,there was statistically significant difference in HR。MAP and RPP among ISO group,PTN+ISO group and ISO+PTN group(P<0.05).1 h and 2 h after reperfusion,there was a significant difference in MAP and RPP among all groups(P<().05).Infarct size in ISO group was significantly(P<0.05)reduced(36.82±4.99) compared with control group (52.48±6.04) (P<0.05).Compared with ISO group(36.82±4.99) ,the PTN+ISO group (51.56±3.15) and ISO+PTN group(51.06±1.05) had significant larger infarct size(P< 0.05). Conclusions Preconditioning with isoflurane reduces myocardial infarct size in rats to some extent and protects the heart against ischemia-reperfusion injury.The protective effect,which is inhibited by NF KB inhibitor PTN, may be partly mediated via NF—KB pathway in isoflurane preconditioning. [Key words] reperfusion injury; myocardial ischemia; isoflurane; infarct size; NF—KB 冠心病是当前心血管疾病死亡的主要原因,体 海),异氟烷挥发罐(Dr/iger Vapor2000,美国), 外循环、大血管手术及失血性休克等均可引起心脏 ULT—I麻醉气体监测仪(Datex—ohmeda公司,芬 缺血再灌注损伤。近年来,关于吸人麻醉药预处理 兰),V24E多通道生理记录仪(Philips公司,德国), (anesthetic preconditioning,APC)对心肌缺血再灌 ABI 77血气分析仪(Radiometer,美国),ALC-V9 注损伤作用的研究受到关注 ]。本实验组在前期的 型动物呼吸机(奥尔科特生物科技有限公司,上海), 实验中也证实ERK通路、ENOS、P53,Bcl一2等参与 JR一1智能恒温控制仪(泰盟科技有限公司,成都)。 了吸人麻醉药预处理的作用过程[2—53,但其具体机 动物选择和分组健康清洁级SD雄性大鼠48 理尚在深入探讨中。进一步了解吸人麻醉药预处理 只(苏州大学实验动物中心提供)体重270~350 g, 的作用机制对有心肌梗死危险的心脏或非心脏手术 随机分为6组,每组8只,分别为:CoN组、DMSo 病人围术期麻醉用药处理有指导意义。 组、PTN组、ISO组、PTN+ISO组和ISO+PTN 核因子一 (NF—KB)是调控多种细胞基因表达 组。所有大鼠都平衡30 min、给予异氟烷30 min 的重要转录因子,研究表明NF— B激活与心肌缺血 (用于对照的CON组、DMSO组、PTN组除外)、异 再灌注损伤、心肌缺血预处理的作用密切相关l6 ]。 氟烷排除15 min、心肌缺血30 min和再灌注2 h。 Morgan等[8]研究发现,NF- ̄B在心肌缺血预处理 CON组无任何预处理,单纯心肌缺血再灌注; 时少量激活,当使用NF— B抑制剂抑制预处理期间 DMSO组于平衡15 min腹腔注射PTN的溶剂二 NF_ B的激活可使心肌细胞保护作用明显减弱,表 甲亚砜(DMSO,2.5 mL/kg);PTN组于平衡15 明NF— B的适量激活在缺血预处理对心肌的保护 min腹腔注射NF—KB特异性抑制剂0.02 PTN 作用中起着重要作用。本实验观察异氟烷预处理对 500 g/kg;ISO组吸人1.0 MAC异氟烷30 min,15 大鼠在体心脏缺血再灌注损伤心肌梗死面积的影 min药物排出;PTN+ISO组和ISO+PTN组分别 响,并通过异氟烷预处理前、后不同时间点给予NF— 于异氟烷预处理开始前或后15 min腹腔注射 KB特异性抑制剂小白菊内脂(parthenolide,PTN), 0.02 PTN 500 ug/kg。 探讨异氟烷预处理对在体大鼠心肌缺血再灌注损伤 动物模型制备 建立大鼠心肌缺血再灌注损伤 的保护作用及NF_ B在异氟烷预处理保护机制中 模型 ]。腹腔注射戊巴比妥钠50 mg/kg麻醉后, 的作用。 采用智能恒温控制仪将大鼠体温维持在36℃~ 37℃。分别行右侧颈静脉和颈动脉置管及气管切 材料和方法 开,动脉接换能器持续监测血压,并采集动脉血。气 管切开插管接动物呼吸机行机械通气,吸人氧浓度 主要试剂和仪器 NF- ̄B特异性抑制剂小白 30 ,潮气量1()~15 mL/kg,根据血气分析调节呼 菊内J] ̄(PTN)(批号No.o66kl385,Sigma公司,德 吸频率,维持PaCO1 25~40 mmHg(1 mmHg: 国),异氟烷(批号No.B506,雅培制药有限公司,上 0.133 kPa)。于第五肋间行左胸切开术,打开心包, 维普资讯 http://www.cqvip.com 姜琳,等.异氟烷预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用 541 6-0无损伤缝合线在左心耳下缘缝扎左冠状动脉前 降支(LAD),缝线末端穿人自制橡皮圈套管。 操作完成后平稳30 rain,各预处理组分别开始 常区域蓝染,并迅速取出心脏,分离出LV,并横断 分割成5~6块约2 mm厚的组织。将I V中蓝染 的正常组织与AAR分离,并分别放人0.5 氯化三 苯四唑TPT溶液中,37℃水浴1 5 rain,10 甲醛过 夜以固定组织,在解剖显微镜下将LV分成正常、缺 吸人异氟烷,通过气体监测仪调节呼气末异氟烷浓 度为1.0 MAC(1.38 )。维持该浓度30 rain,停吸 麻醉药,排出15 rain后,进行心脏缺血再灌注实验; 血未梗死区和IF三部分,并分别称重,计算AAR/ LV、IF/AAR及IF/LV的百分比。 其余各组按规定时段给药。对照组无任何预处理, 以氧气机械通气相应时间。用止血钳夹紧套管以阻 断I AD血供,心电图示ST段弓背向上抬高、心外 膜发绀呈灰白色表示缺血成功,维持30 rain。松开 统计学处理 采用SAS 8.2统计软件进行统 计处理。计量资料以均数±标准差( ±S)表示,组 内比较采用重复测量数据的方差分析,组间比较采 用单因素方差分析,P<().()5为差异有统计学意义。 套管使心肌再灌注,维持12()rain,取心肌标本测定 心肌梗死面积。 血液动力学指标 多通道生理记录仪连续监测 心率(HR)、平均动脉压(MAP),计算心率一收缩压 乘积(RPP)。并记录平衡期、预处理期、心肌缺血 前、心肌缺血期、再灌注1 h及2 h的HR和MAP (取各期时间中点的实际值)。 心肌梗死面积的测定 应用TPT染色法 ]。 记录心肌左心室重量(LV)、缺血区重量(AAR)、梗 结 血液动力学指标果 在基础状态(baseline)下,各 实验组间HR、MAP和RPP比较差异均无统计学 意义(P>0.05)。吸人异氟烷可致HR,MAP和 RPP明显下降(P<0.()5)。PTN和DMS0对血液 动力学的影响无显著性意义(P>0.()5)。再灌注 死区重量(IF)。缺血再灌注结束后,再次阻断 I AD,从颈静脉注射5 伊文思蓝使左心室(I V)正 1 h和2 h引起各组MAP和RPP明显降低(P< ().05)(见表1)。 表1 6组大鼠实验期间的血液动力学指标变化的比较 Tab 1 Changes of hemodynamics of rats in 6 groups ( ±s,n 8) …Signilicantly(P<() O5)di“erent from baseline 心肌梗死面积 心肌梗死面积以IF/AAR的 百分比来表达。所有实验大鼠的AAR(0.188 6± 0.()24 6~【).271 4±0.()59 7)以及AAR/I V的百分 4.99) (P<().()5)。吸入异氟烷前后给予PTN明 显阻止了异氟烷的保护作用,其梗死面积与C0N 组比较无显著意义(51.56±3.1 5) ;(51.06± 比(33.80±2.1 7) ~(42.81±7.28) ,各组间比 较差异无统计学意义。与C()N组(52.48± 6.04) 比较.ISo组梗死面积明显减少(36.82± 1.05) (P>0.()5)。此外,单独给予PTN或 DMS0,对梗死面积没有明显影响(50.17± 5.71) ;(56.67±4.33)%(P>().()5)(表2)。 维普资讯 http://www.cqvip.com
542 ‘”P<0.05 w control group 讨 论 心肌缺血及再灌注损伤是麻醉与手术中常见的 问题,研究防治心肌缺血再灌注损伤的药物和方法 一直是国内外学者关注的热点Et a)]。现已证明,吸入 麻醉药可在多种实验动物模型中产生药物性预处理 作用,可减少心肌梗死范围、减轻心功能紊乱。吸入 麻醉药所产生的保护作用与经典的缺血预处理相 似,预处理机制涉及多种物质及信号通路,目前的研 究主要集中在“触发一中介一效应”3个环节 。 本实验研究选用在体心肌缺血再灌注损伤模 型,采用CON组、DMSO组及PTN组作为对照排 除干扰因素,并以心肌梗死面积为观测指标。心肌 梗死之后可发生以左室扩大,收缩机能障碍,心肌细 胞肥大,基质蛋白形成增加等为特征的进行性心肌 重塑。本实验结果异氟烷预处理明显减少了心肌梗 死面积,反映其在大鼠活体内可产生对心肌缺血再 灌注损伤的保护作用。但分别于开始吸入异氟烷前 后给予NF—xB特异性抑制剂PTN则不能减少梗死 面积,说明阻断预处理中NF—xB的适当激活可消除 异氟烷减少梗死面积的作用,且吸入异氟烷前后阻 断NF-xB均能发挥作用。 NF-xB是一种调控多种基因转录的关键因子, 被认为是氧化应激的传感器、细胞生存和死亡的主 要调节器,在许多疾病的发生发展中起重要作用。 体外实验证实[6],降低NF—xB激活、下调NF—xB依 赖的炎症因子TNF—a、ICAM一1、iNOS、IL-1口表达 在吸入麻醉药预处理抗心肌缺血再灌注损伤的保护 机制中起重要作用。Basilia等 报道,在再灌注前 10 min给予NF—xB抑制剂PTN,其心肌梗死面积 显著减少,这与抑制再灌注期NF—xB大量激活有 关。本实验是在吸入异氟烷前后分别给予PTN,抑 制了异氟烷预处理期间NF- ̄cB的活性,从而可导致 再灌注期NF—KB的活性大量增加,心肌梗死面积显 著增加。NF_.cB的活性在不同时间点进行抑制对 心肌缺血再灌注损伤有不同意义。但是无论是预处 复旦学报(医学版)2008年7月,35(4) 理早期NF—xB的适当激活所产生的后期抑制效应, 还是再灌注期应用NF—xB抑制剂,只要使再灌注期 NF—xB受到抑制,都将达到保护心肌的目的。 。本研究结果表明,心肌缺血前吸入异氟烷可以 有效地减少心肌梗死面积。与ISO组相比,吸入异 氟烷前给予PTN,其梗死面积显著增加,这可能是 由于抑制了异氟烷预处理期间NF-xB的活性,从而 使心肌再灌注期NF— B的负反馈系统丧失_1 ,导 致大量的NF—xB激活,心肌损伤增加。吸入异氟烷 后给予PTN,其梗死面积也显著增加,这可能是由 于异氟烷预处理中所致的NF-xB激活,在预处理后 的一段时间里也一直处于调节NF—xB负反馈系统 的状态,一旦调节系统受损,NF—xB的负反馈系统 也大量丧失,导致再灌注期NF—xB活性大量增加。 由此可推测,NF—xB信号转导通路参与了异氟烷预 处理的心肌缺血再灌注损伤保护机制,且起着触发 和调节的双重作用。 综上所述,异氟烷预处理可有效地减少心肌梗 死面积,对心肌缺血再灌注损伤有保护作用。此保 护效应可能是由体内NF—xB信号转导通路部分介 导的,吸入异氟烷前后分别给予NF—xB特异性抑制 剂PTN,可消除异氟烷减少心肌梗死面积的作用, NF—xB在异氟烷预处理的心肌缺血再灌注模型中 可能起着触发和调节双重作用,对于其具体机制有 待进一步深入研究和探讨。 参考文 献 [1]Pratt PF Jr,Wang C,Weihrauch D,et a1.cardioprotection by volatile anesthetics:new applications for old drugs?[J]. Curr Opin Anaesthesiol,2006,1 9:397—403. [2]王琛,谢红,覃琴,等.异氟烷预处理对心肌缺血再灌注大鼠 心肌ERK1/ERK2、HIF一1a和VEGF水平的影响EJ3.中华麻 醉学杂志,2007,27(10):886—889. [3] Wang C,Chiari PC,Weihrauch D,et a1.Gender-spec city of delayed preconditioning by isoflurane in rabbits:potential role of endothelial nitric oxide synthase[J].Anesth Analg,2006, 103(2):274—280. (下转第547页) 维普资讯 http://www.cqvip.com
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