再灌注期间应用外源性硫化氢对离体大鼠心肌缺血再灌注损伤的作用及机制研究

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mulang608
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目的:硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)作为继一氧化氮(nitric oxide,NO)和一氧化碳(carbon monoxide,CO)之后重要的内源性气体信号分子。各项在体和离体研究发现,不论是外源性给予还是内源性产生的H2S,都在缺血再灌注过程中对缺血再灌注心脏以及心肌细胞、代谢抑制心肌细胞提供重要的保护作用,该作用机制可能涉及心肌细胞上的ATP敏感性钾离子通道(KATP通道),通过增加心肌细胞KATP通道的开放频率,从而对缺血再灌注心脏起到减少心肌梗死面积,改善泵功能[2,6,7]。   同时越来越多的研究发现腺苷(Adenosine,Ado)是心肌缺血再灌注损伤中一个很重要的介质,Ado可以缩小梗死心肌面积,减少无复流面积,减少急性心肌梗死再灌注治疗后的死亡和充血性心力衰竭的发生。Ado的生理效应大多是由分布在细胞膜上的腺苷受体介导的。腺苷受体是一种与G蛋白耦连的糖蛋白,目前发现有4种类型:A1、A2a、A2b和A3。研究发现Ado可通过兴奋A1受体激活KATP通道,使Ca2+内流降低,延缓和减轻了缺血期间心肌细胞的钙离子超载,减轻了心肌缺血性挛缩,从而起到腺苷的心肌保护作用。   H2S作为心血管系统的重要气体信号分子,Ado作为一种内源性保护物质,两者在心肌组织中都能够内源性生成,都具有减轻缺血再灌注损伤的作用。比较两者心肌保护作用,H2S是通过激发KATP通道而发挥效应,Ado则通过兴奋A1受体,进一步激活KATP通道发挥效应。由此设想H2S是否通过作用于Ado的A1受体发挥其对心肌缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)损伤的作用。   本实验建立大鼠的心肌缺血再灌注(I/R)模型,观察再灌注期间给予H2S及腺苷受体A1拮抗剂8-环戊-1,3-二丙基黄嘌呤(DPCPX)对缺血再灌注心脏的影响,来探讨再灌注期间应用外源性H2S对缺血再灌注损伤的影响,以及H2S是否通过腺苷受体A1发挥对大鼠心肌缺血再灌注损伤的作用。   方法:雄性Wistar大鼠,随机分为4组,每组6只,分别为①缺血再灌注(I/R)组、②硫氢化钠(NaHS)组、③腺苷受体A1拮抗剂(DPCPX)组、④腺苷受体A1拮抗剂加硫氢化钠(DPCPX+NariS)组。大鼠麻醉固定,迅速开胸,取出心脏,应用Langendorff离体心脏灌流技术制备心肌缺血再灌注损伤模型,即灌流稳定20 min后,缺血30 min,再灌注60 min。再灌注开始至灌流20 min之间,用微量注射泵经侧管分别给予含有H2S及腺苷受体A1拮抗剂DPCPX的灌流液,建立不同药物干预组。各组处理方案如下:   ①组(I/P组):用K-H液再灌注,持续灌流60 min或120 min。   ②组(NaHS组):再灌注开始的同时经侧管给予NaHS,直到再灌注20 min停止给药,保证灌流液中NaHS的终浓度为50μmol/L,共干预20min,持续灌流60 min或120 min。   ③组(DPCPx组):再灌注开始的同时经侧管给予DPCPX,直到再灌注20 min,同时保证灌流液中DPCPX的终浓度为200 nmol/L,持续灌流60 min。   ④组(DPCPX+NaHS组):再灌注开始的同时经侧管给予DPCPX和NaHS,保证灌流液中DPCPX和NaHS终浓度分别为200 nmol/L、50μmol/L,直到再灌注20 min,持续灌流60 min。   观察离体大鼠心脏基础状态和缺血再灌注状态下心脏功能指标的变化和冠脉流量。心功能参数包括心率(heart rate,HR)、左心室收缩压(leftventricular systolic pressure,LVSP)、左室舒张末期压(left ventricular enddiastolic pressure,LVEDP)、左心室发展压(left ventricular develop pressure,LVDP)和左室内压最大变化速率(maximal positive and negative velocity ofleft ventrichlar pressure,±LVdp/dtmax)、冠脉灌流量(coronary perfusionflow,CF)。此外,留取各监测时间点心脏灌流漏出液,测定其中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性,留取左心室心肌组织检测其中超氧化物岐化酶(superoxide dismudase,SOD)活力和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,留取大鼠心脏进行心脏组织染色及缺血梗死面积测定。   结果:   1 H2S对缺血再灌注心脏梗死面积的影响:NaHS组动物的心脏梗死范围(25.07%±2.11%)相比I/R组(49.47%±4.76%)明显减少(P<0.05)。   2 H2S对缺血再灌注心脏灌流液LDH活性的影响:NaHS组动物的心脏灌流液LDH活性明显低于I/R组(P<0.05)。   3 H2S对缺血再灌注心脏功能的影响   3.1 LVDP:复灌60 min末,NaHS组动物心脏的LVDP恢复率(22.77%±5.2%)相比I/R组(9.35%±3.72%)明显升高(P<0.05);DPCPX+NaHS组动物心脏的I/R恢复率(16.02%±2.32%)相比I/R组(9.35%±3.72%)明显升高(P<0.05);NaHS组动物心脏LVDP的恢复率相比DPCPX+NaHS组无显著性差异(P>0.05)。   3.2+LVdp/dtmax:复灌60 min末,NaHS组动物心脏的+LVdp/dtmax恢复率(26.46%±3.04%)相比I/R组(19.17%±0.41%)明显升高(P<0.05);DPCPX+NaHS组动物心脏的+LVdp/dtmax恢复率(23.76%±2.91%)相比I/R组(19.17%±0.41%)明显升高(P<0.05);NaHS组大鼠心脏+LVdp/dtmax的恢复率相比DPCPX+NaHS组无显著性差异(P>0.05)。   3.3-LVdp/dtmax:复灌60 min末,NaHS组动物心脏的-LVdp/dtmax恢复率(36.46%±3.41%)相比I/R组(29.31%±1.66%)明显升高(P<0.05);DPCPX+NaHS组动物心脏的-LVdp/dtmax恢复率(30.56%±2.09%)相比I/R组(29.31%±1.66%)无显著性差异(P>0.05);NaHS组大鼠心脏-LVdp/dtmax的恢复率相比DPCPX+NaHS组表现出明显的升高(P<0.05)。   3.4 HR:复灌60 min末,各组之间心率的恢复率无显著性差异(P>0.05)。   4 H2S对缺血再灌注心脏功能CF的影响:复灌60 min末,各组之间冠脉流量的恢复率无显著性差异(P>0.05)。   5 H2S对缺血再灌注心脏的心肌组织SOD活力和MDA含量的影响:NaHS组与I/R组相比,SOD活性明显升高(P<0.05),MDA含量明显减少(P<0.05);DPCPX+NaHS组和I/R组相比,SOD活性明显升高,MDA含量明显减少(P<0.05);NaHS组与DPCPX+NaHS组相比,SOD活性和MDA含量无显著性差异(P>0.05)。   结论:   1再灌注期间给予适量H2S能够显著降低缺血再灌注引起的心肌损伤,改善心功能,而对心率和冠脉流量无明显影响。   2 H2S对心肌缺血再灌注损伤的保护作用未被腺苷受体A1拮抗剂DPCPX完全阻断,由此推断,H2S的心肌保护作用可能是部分通过作用腺苷A1受体实现。
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