缺血再灌注损伤的防治一直是心血管领域研究的重点。在保护心肌缺血再灌注损伤的各种措施中缺血预处理尤为引人注目。1986年，Murry等发现，一次或多次短暂的冠状动脉缺血可以使心肌在随后长时间缺血中得到保护，从而提出了缺血预处理(ischemicpreconditioning，IPC)的概念。 然而，在临床上IPC作为一种防治缺血再灌注损伤的措施其应用受到一定限制，因为缺血的开始往往难以预测，但再灌注的开始往往在医生的控制之下，是可以预测的，所以在再灌注的开始实施某种心肌保护措施是可行的。最近，有学者提出了缺血后处理概念，即心肌经过一段较长时间的缺血，在再灌注开始前经过连续几次短暂的缺血再灌注，可以对随后再灌注的心肌产生保护作用，这种现象称之为缺血后处理。缺血心肌及时的再灌注是必要的，但有证据表明缺血的心肌突然恢复血流会引起心肌较缺血期更严重的损害。 在心脏外科手术期间，长时间的阻断冠脉血流导致不可逆的心肌细胞损害和缺血再灌注损伤。传统的心肌保护措施如低温、冷心脏麻痹液等心肌保护方法其效果均不够满意。寻找与传统的心肌保护方案效果相当或更好的内源性心肌保护措施，在心脏外科手术中更加重要。缺血后处理作为一个内源性心肌保护措施对局部缺血再灌注损伤的保护作用已有报道，但对于体外循环(cardiopulmonarybypass，CPB)手术全心缺血的保护作用未见报道，我们选择猪这种心脏与人类最接近的动物，建立CPB缺血再灌注模型，探讨缺血预处理和缺血后处理对CPB手术的心肌保护效应及其作用机制，为防治缺血再灌注损伤提供依据和理论基础。采用原位化学法(TUNEL)、流式细胞法检测细胞凋亡率；透射电镜(TEM)观察心肌超微结构的变化；流式细胞法检测凋亡相关基因蛋白的表达(Bcl-2，Bax，fas，caspase-3)；以心肌酶(CKMB，LDH)释放、肌钙蛋白(troponin)释放反映心肌损伤后其坏死程度；通过血超氧化物岐化酶(SOD)活性及丙二醛(MAD)含量测定反映氧化水平；采用Swan-Ganz导管及热稀释原理测定心排血量来监测血流动力学变化。采用RM-6280多道生理仪记录左心室收缩功能指标。本实验共包括四部分。 1.缺血后处理对猪心肌ATP酶活性和血流动力学的影响在心脏外科手术中心肌保护技术虽然有了明显提高，但术后心功能障碍仍有很高的发生率和死亡率。对于那些合并其他危险因素的年老、体弱、心功能下降而需进行心脏手术的病人，进一步改善心肌保护技术是必要的。 目的：观察缺血后处理对猪心肌ATP酶活性和血流动力学的影响，进一步了解缺血后处理的心肌保护作用。 方法：30只小型约克猪(体重35-40kg)被随机分为5组。组1：(CPB组，n=6)：单纯CPB，不阻断升主动脉；组2(ACC组，n=6)：于CPB开始后并行循环45min，阻断主动脉90min，开放主动脉后心脏再灌注120min；组3(pre-con组，n=6)：升主动脉阻断前进行心脏缺血预处理(阻断升主动脉5min、开放10min，重复3次)，余处理与组2相同；细4(post-con组，n=6)：并行循环45min，阻断主动脉90min，开放主动脉后心脏再灌注120min；再灌注开始进行缺血后处理(阻断升主动脉30s后开放30s，重复3次，共3min)；组5(pre-con+post-con组，n=6)：升主动脉阻断前进行心脏缺血预处理(阻断升主动脉5min、开放10min，重复3次)，阻断主动脉90min，开放主动脉心脏再灌注120min，再灌注开始进行心肌缺血后处理(阻断升主动脉30s、开放30s，重复3次共3min)。动物采取气管插管全身麻醉，辅助呼吸。胸部正中切口，肝素化(3mg/kg)。 结论：在再灌注开始的短暂缺血再灌注产生的缺血后处理，可以保护心肌收缩功能、改善缺血后心功能的恢复。缺血后处理能抑制心肌组织ATP酶活性的下降，可以通过减轻缺血再灌注期间的Ca2+超载发挥心肌保护作用。 2.缺血后处理对猪心肌超微结构和肌钙蛋白的影响目的：缺血再灌注损伤不但会导致心功能下降、能量代谢的改变，还会造成心肌结构的损伤和心肌酶谱的改变。 方法：使用上述CPB缺血再灌注模型，在再灌注结束后取左心室全层心肌适量固定，用透射电镜观察各组心肌细胞的超微结构改变。在CPB前、缺血90min、再灌注30、60、90、120min采静脉血检测血LDH、CKMB和TropninⅠ水平。 结果：缺血再灌注组心肌细胞超微结构损伤较重，心肌细胞水肿、线粒体损伤明显，而缺血预处理组、缺血后处理组及预处理+后处理组的细胞及线粒体损伤较轻。 结论：在再灌注开始前反复短暂的缺血再灌注产生的缺血后适应，可以减轻心肌超微结构的损伤、抑制心肌酶漏出和肌钙蛋白的释放，减轻心肌缺血再灌注损伤而发挥心肌保护作用。 3.缺血后处理对猪心肌细胞凋亡及Bcl-2、Bax基因蛋白表达的影响细胞凋亡是一种特殊的死亡形式，它不同于细胞坏死，是由特殊基因调控的细胞主动性“自杀”过程。 目的：探讨细胞凋亡在心肌缺血再灌注损伤中的作用以及缺血后处理能否抑制心肌细胞凋亡，进而为防治心肌缺血再灌注损伤，恢复心肌细胞功能提供理论依据。 方法：动物模型及分组同前，在再灌注结束后取左心室心肌适量并用75％酒精固定。流式细胞法观察各组心肌细胞凋亡以及相应调控基因蛋白Bcl-2、Bax的表达。 结果：缺血再灌注组细胞凋亡率为23.42±2.27％，缺血预处理组为10.7±1.14％，缺血后处理组为11.20±1.67％，预处理+后处理组为12.30±0.57％。缺血再灌注组细胞凋亡率明显高于后三组(p＜0.01)。 结论：心肌缺血再灌注损伤可诱发心肌细胞凋亡，缺血后处理能明显减少缺血再灌注所诱导的心肌细胞凋亡的发生率，减轻缺血再灌注损伤。缺血后处理减轻缺血再灌注损伤的机理可能与其能明显减少心肌细胞凋亡有关。缺血后处理可上调Bcl-2基因蛋白的表达，下调Bax基因蛋白的的表达，抑制心肌细胞凋亡，减轻缺血再灌注损伤。缺血后处理与缺血预处理对心肌细胞凋亡及Bcl-2、Bax基因蛋白表达的影响作用相近。 4.缺血后处理对猪心肌细胞fas基因蛋白表达及caspase-3活性的影响缺血再灌注损伤可以激活Fas/Fas配体/caspase死亡信号通路，介导心肌细胞凋亡。Fas是一种属于肿瘤坏死因子家族的跨膜蛋白，Fas与其配体FasL结合可以激活诱导细胞凋亡的的信号，引起细胞凋亡。 目的：探讨缺血后处理对猪心肌细胞fas基因蛋白表达及caspase-3活性的影响 结果：原位化学法测得心肌细胞凋亡率缺血预处理组(10.46±0.91％)、缺血后处理组(9.68±0.59％)和预处理+后处理组(11.35±1.37％)显著低于缺血再灌注组(19.75±1.81％)；流式细胞法测得Fas，caspase-3荧光表达指数(Fluorescenceindex，FI)，缺血预处理组(1.24±0.13和1.32±0.13)、缺血后处理组(1.27±0.07和1.33±0.08)和预处理+后处理组(1.27±0.14和1.31±0.12)显著低于缺血再灌注组(1.74±0.11和1.99±0.12)； 结论：Fas，caspase-3表达改变参与了心肌细胞凋亡及缺血再灌注损伤过程；缺血后处理可以明显减少心肌细胞凋亡，抑制缺血再灌注损伤。心肌细胞凋亡的减少与Fas基因蛋白的下调、抑制caspase-3活性及氧化应激有关；缺血后处理与缺血预处理相比可以同等程度的减少心肌细胞凋亡。 结论：1.缺血再灌注可以明显抑制心肌收缩功能。在再灌注开始的短暂缺血再灌注产生的缺血后处理，与预处理对心脏具有相似的保护作用，可以保护心肌收缩功能、改善缺血后心功能的恢复。缺血再灌注可使心肌组织ATP酶活性的下降，缺血后处理能抑制心肌组织ATP酶活性的下降，可以通过减轻缺血再灌注期间的Ca2+超载发挥心肌保护作用。本实验未观察到缺血预处理和缺血后处理的叠加作用。 2.缺血再灌注损伤可以导致心肌超微结构的损伤、心肌酶漏出和肌钙蛋白的释放的增加。在再灌注开始前反复短暂的缺血再灌注产生的缺血后适应，可以减轻心肌超微结构的损伤、抑制心肌酶漏出和肌钙蛋白的释放，减轻心肌缺血再灌注损伤发挥心肌保护效应。 3.心肌缺血再灌注损伤可使Bcl-2基因蛋白的表达下调、Bax基因蛋白的的表达上调，从而导致心肌细胞凋亡。缺血后处理可上调Bcl-2基因蛋白的表达，下调Bax基因蛋白的的表达，抑制心肌细胞凋亡，减轻缺血再灌注损伤。缺血后处理减轻缺血再灌注损伤的机理可能与其能明显减少心肌细胞凋亡有关。缺血后处理与缺血预处理对心肌细胞凋亡及相关基因蛋白表达的影响的作用相近。 4.Fas,caspase-3表达改变参与了心肌细胞凋亡及缺血再灌注损伤过程；缺血后处理抑制心肌细胞凋亡与Fas基因蛋白的下调、抑制caspase-3活性及氧化应激有关；缺血后处理可以明显减少心肌细胞凋亡，抑制缺血再灌注损伤。缺血后处理与缺血预处理相比可以同等程度的减少心肌细胞凋亡。 5.心肌缺血再灌注损伤在出现心肌细胞凋亡的同时，伴有显著的MDA含量的升高，提示氧自由基可能是缺血再灌注心肌细胞凋亡的始动和关键介质。