胰岛素对大鼠心肌梗死后心室重塑和功能的影响及机制

被引量 : 4次 | 上传用户:fleur0512
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
研究背景心肌梗死(Myocardial infarction, MI)导致心肌长期缺血后,心室可发生重塑,包括梗死区心肌坏死为瘢痕组织替代、非梗死区心肌细胞肥大、心肌间质纤维化、整个心室进行性的扩张和变形。心室重塑最终可导致心脏收缩功能降低,引起心力衰竭。目前认为心梗后导致心力衰竭的主要病理生理机制之一是心室重塑,防治心梗后的心室重塑已成为心力衰竭治疗方案中的一个重要环节。临床试验发现强化胰岛素治疗能有效降低心梗病人死亡率。我们前期研究发现胰岛素可直接激活“生存信号”磷脂酰肌醇三羟基激酶-蛋白激酶B-内皮型一氧化氮合酶(PI3Kinase-Akt-eNOS)信号途径,抑制缺血心肌细胞的凋亡,促进急性缺血心肌功能的恢复。然而,胰岛素对心肌梗死导致心肌长期缺血后心室重塑和心脏功能的影响目前尚不清楚。因此,本实验旨在观察胰岛素对大鼠心肌梗死后心室重塑和心脏功能的影响,并进一步探讨其作用机制是否与胰岛素激活“生存信号”抑制心肌细胞凋亡有关。研究目的1.观察胰岛素对大鼠心肌梗死后心室重塑和心脏功能的影响。2.探讨其作用机制是否与胰岛素激活“生存信号”抑制心肌细胞凋亡有关。实验方法永久结扎冠脉左前降支造大鼠心肌梗死模型。将大鼠随机分为以下4组:(1)假手术组(Sham);(2)对照组(Saline);缺血20分钟后通过尾静脉以4 ml/kg/h的速率输入生理盐水(0.9%NaCl)2小时,并在缺血后一周内每日皮下注射生理盐水1 ml/kg体重。(3)早期胰岛素治疗组(Early insulin treatment):缺血20分钟后通过尾静脉以4 ml/kg/h的速率输入50 U/L胰岛素2小时,并在缺血后一周内每日皮下注射0.5 U/ml胰岛素1 ml/kg体重;(4)晚期胰岛素治疗组(Late insulin treatment):缺血一周以后开始给予胰岛素治疗,剂量和方式与早期胰岛素治疗组相同。术后1周、4周和8周用超声测定左室收缩末期/舒张末期内径(LVESD/LVEDD),左室射血分数(EF)和左室缩短分数(FS)。术后4周测定左室发展压(LVDP)、左室最大收缩、舒张末压微分(±dP/dtmax)。HE染色测定心肌细胞横截面积(Cross-sectional area of cardiomyocytes),Masson染色检测心肌胶原容积分数(Collagen volume fraction)和心肌梗死面积(Infarct size,IS)。采用氯胺T法检测心肌组织羟脯氨酸(Hydroxyproline, Hyp)含量。应用TUNEL法检测非梗死区心肌细胞的凋亡,同时检测非梗死区心肌组织的caspase-3酶活性。为研究胰岛素心脏保护作用的机制,另取大鼠造心肌梗死模型,随机分为3组(1)正常对照组(Normal):未经任何处理的正常大鼠;(2)心梗1天组(MI 1 d):心梗模型建立并饲养1天后的大鼠;(3)心梗1周组(MI 1 wk):心梗模型建立并饲养1周后的大鼠。检测空腹血糖(FPG, Fasting plasma glucose)和血清胰岛素水平(FIN, Fasting plasma insulin),以及胰岛素刺激的非梗死区心肌组织氟脱氧葡萄糖(FDG)摄取。Western blotting测定胰岛素刺激的p-Akt、Akt及p-p38 MAPK、p38 MAPK水平。实验结果1.早期而非晚期的胰岛素治疗减轻心梗后的心脏损伤,改善心脏功能:与对照组(Saline)相比,早期胰岛素治疗组术后1周、4周和8周LVEF(60.3±3.4% vs. 47.9±2.3%, n=8-11, P<0.05; 65.4±3.1% vs. 48.1±2.1%, n=8-11, P<0.01; 63.1±4.2% vs. 44.2±4.3%, n=8-11, P<0.01)和LVFS(33.07±4.0% vs. 20.9±2.2%, n=8-11, P<0.05; 31.4±3.2% vs. 20.1±2.1%, n=8-11, P<0.05; 30.1±2.9% vs. 19.1±2.1%, n=8-11, P<0.05)明显升高,术后4周LVDP(135±5 vs. 114±4 mmHg, n=6, P<0.05)和±LV dP/dtmax(2837±149 vs. 2234±146 mmHg·s-1, n=6, P<0.05; 2782±152 vs. 2134±162 mmHg·s-1, n=6, P<0.05)显著升高,心肌梗死面积明显减小(30.2±2.5% vs. 45.2±2.6%, n=6, p<0.05)。上述结果晚期胰岛素治疗组与对照组相比无明显差异。提示,早期胰岛素治疗可减轻心梗后的心脏损伤,改善心脏功能,而晚期胰岛素治疗的保护效果明显减弱。2.早期而非晚期的胰岛素治疗改善心梗后的心室重塑:与对照组(Saline)相比,早期胰岛素治疗组术后1周、4周和8周LVESD明显增大(0.43±0.02 vs. 0.55±0.03 cm, n=8-11, P<0.05; 0.40±0.02 vs. 0.54±0.03 cm, n=8-11, P<0.05; 0.42±0.02 vs. 0.60±0.04 cm, n=8-11, P<0.05),术后4周心肌胶原含量(20.3±1.7 vs. 27.7±1.7 mg/g myocardium, n=6, P<0.05)和胶原容积分数(6.38±0.63% vs. 9.18±0.61%, n=6, P<0.05)均明显降低。上述结果晚期胰岛素治疗组与对照组相比无明显差异。可见,早期胰岛素治疗可改善心梗后的心室重塑,而晚期胰岛素治疗延缓心梗后的心室重塑的效果明显降低。3.早期而非晚期的胰岛素治疗减少长期缺血后心肌细胞的凋亡:与对照组(Saline)相比,早期胰岛素治疗组术后4周非梗死区心肌细胞凋亡指数(8.24±1.29% vs. 15.32±1.36%, n=3, P<0.05)和caspase-3活性(1.60±0.22 vs. 2.70±0.21, n=3, P<0.05)明显降低,而晚期胰岛素治疗组细胞凋亡指数和caspase-3活性无显著性改变。结果提示,早期胰岛素治疗可减少长期缺血后心肌细胞的凋亡,而晚期胰岛素治疗则无明显抗凋亡效应。4.心肌梗死1周后全身胰岛素敏感性正常,心肌出现胰岛素抵抗:与正常对照组相比,心梗1天和1周后FPG、FIN和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)均无明显变化(n=6, P>0.1)。心梗1周组胰岛素刺激下的标准摄取值(SUV)较正常对照组和心梗1天组均明显降低(3.48±0.79 vs. 18.80±1.06 vs. 13.11±2.68, n=6, P<0.01)。结果提示,心梗1周后全身胰岛素敏感性变化不显著,而出现明显的心肌胰岛素抵抗。5.心梗早期胰岛素刺激可增加Akt磷酸化,抑制p38 MAPK磷酸化,而心梗晚期的胰岛素刺激则增加p38 MAPK磷酸化,激活Akt磷酸化的效果明显降低:正常对照组和心梗1天组胰岛素刺激下心肌p-Akt的表达较无胰岛素刺激时明显增加(n=3, P<0.01),而心梗1周组胰岛素刺激下心肌p-Akt的表达与无胰岛素刺激时比较无明显差异(n=3, P>0.1)。心梗1天后的胰岛素刺激与无胰岛素刺激时比较明显降低心肌p-p38 MAPK的表达(n=3, P<0.01),而心梗1周后的胰岛素刺激下心肌p-p38 MAPK的表达与无胰岛素刺激时比较明显增加(n=3, P<0.01)。结果提示,心梗早期胰岛素刺激可增加Akt磷酸化,抑制p38 MAPK磷酸化,而心梗晚期的胰岛素增加Akt磷酸化的效果明显降低,却可显著增加p38 MAPK磷酸化。结论1.早期胰岛素治疗治疗可抑制大鼠心梗后心肌细胞的凋亡,从而抑制心梗后的心室重塑、改善心梗后的心脏功能,而晚期的胰岛素治疗则无明显的心脏保护效果。2.早晚期胰岛素疗效差异的机制与心梗1周后出现心肌胰岛素抵抗有关,即早晚期胰岛素激活的信号通路发生转换:早期胰岛素治疗可激活PI3K-Akt“生存信号”,晚期胰岛素治疗则激活Akt明显减少,而显著激活p38 MAPK信号通路。
其他文献
高血压作为脑卒中的独立危险因素已经被公认,长期、合理、有效的降血压治疗可明显减少首次脑卒中发病率.但是,对脑卒中急性期血压增高的治疗问题一直存在争论.20世纪70年代以
在我国社会主义市场经济的快速发展之下,商标已经成为消费者和社会公众区分商品的必备要素,消费者通过对商标的认知区分商品或服务的出处,甚至商品质量。我国商标相关法律制度也在逐渐完善,但是市场上由两个或者两个以上自然人、法人或者其他组织共有商标的情况逐渐增多,《中华人民共和国商标法》(以下简称《商标法》)将这种情况纳入调整范围后,我国商标共有制度成立。但是《商标法》只规定了商标共有注册取得的情形,《中华
随着市场经济深入的发展和公共财政体制的改革,我国的事业单位迎来了事业单位体制改革,事业单位体制改革要求建立“政事分开、产权明晰、责任明确、多元约束、科学管理”的现
三轴转台是应用在半实物仿真系统中,模拟被测物体姿态变化的装置。本文中,我们研究的主要内容为三轴转台。本文以实际工程项目为背景,主要研究三轴转台的控制系统设计。随着
我国公共体育场馆在建成后由于受举国体制的影响,未能与市场相结合,加之经营思路陈旧、管理体制弊端、地理位置偏远、建筑设计不合理等因素,导致场馆利用率不足,处于长期的闲
随着我国国民经济的快速发展,化学品的使用量也大幅度增加,相应的事故发生率也不断上升,现已成为当今世界普遍关注的环境和安全问题。针对这些问题,解决的最佳途径就是将宁波
近年来,高校不断扩招,在高等教育逐渐实现大众化的同时,大学生群体所面临的心理问题也越来越显著。但调查研究显示,该群体寻求专业心理求助率并不高。在以往各研究者对求助因
随着科学技术的发展,人们对网络结构的认识越来越深入,近年来,复杂网络被越来越多来自物理、生物、数学、计算机、经济等不同学科领域的研究者所关注,成为现代研究的一个热点
本研究立足天津港绿化建设现状与生态港口建设的长远发展,为筛选适宜港区生态绿化应用的绿化植物,通过查阅资料、现场调查、小区试验、实验分析和工程应用等多种方式,历时两
本文基于周作人的文学史理念和文学史写作实践,通过梳理周作人的文学观和文学史观,分析周作人的文学史写作实践,彰显周作人文学史写作的意义和价值。“人的文学”是周作人核