第一部分：体内实验肥胖大鼠心肌结构和功能的改变及缺血/再灌注易损性研究目的：作为冠心病的重要危险因素，肥胖是目前全世界面临的公共卫生难题。然而，传统的观察研究却发现那些已经罹患冠心病的肥胖患者生存率更高，这就是所谓的“肥胖悖论”。肥胖真的对冠心病的预后有保护作用吗？本研究拟验证肥胖大鼠是否对急性心肌缺血/再灌注损伤更为易感，并探讨其可能的分子机制。方法：64只4～6周龄的雄性wistar大鼠适应性喂养一周以后随机分为两组，其中对照组（n=32）给予正常饲料喂养、肥胖组（n=32）给予高脂饲料喂养，高脂饲料中含有1%的胆固醇和15%的猪油，24周后肥胖动物模型建成。其中，第12周末对照组剔除肥胖易感大鼠(6只)，肥胖组剔除肥胖抵抗大鼠（7只）。24周内，密切随访大鼠的体重和身长。分别在12周末和24周末检查大鼠的血糖、血脂并用心超评价心脏结构和功能。然后通过阻断冠状动脉前降支的方法建立急性心肌缺血/再灌注损伤模型（对照组n=12只建模成功8只,肥胖组n=15只建模成功12只），其中缺血时间30分钟、再灌注时间120分钟。实验过程中监测大鼠的血流动力学参数以及心律失常的发生率，实验结束后以伊文氏蓝和TTC分别染色，计算缺血面积和梗死面积。未行缺血/再灌注损伤的大鼠予以处死，留取标本进行HE染色观察心肌结构、TUNEL染色观察细胞凋亡，透射电镜下观察细胞超微结构的改变以及提取总RNA用以逆转录并以实时荧光定量PCR对caveolin-3和KATP各亚单位的mRNA水平进行定量，提取蛋白质并以western-blot检测caveolin-3和KATP各亚单位在细胞膜和胞浆表达量。对照研究两组大鼠的差异性。结果：肥胖大鼠的体重、身长、体质指数均较对照组明显升高，12周末其生化指标空腹血糖、低密度脂蛋白及总胆固醇就开始出现显著差异。尽管心超检查提示肥胖大鼠的左房内径和左室后壁厚度较对照组增加，二者有统计学差异（24周p<0.01），但是肥胖大鼠的射血分数和左室短轴缩短率较对照组相比无明显改变。它们的每搏输出量和每分钟输出量的差别经过体重校正以后也没有差异。但是心肌结构检查发现心肌的脂质沉积以及心肌细胞的凋亡率在肥胖大鼠心肌开始增加，透射电镜检查甚至发现部分小窝结构破坏。心肌缺血/再灌注过程中，肥胖大鼠的耐受性明显降低，表现为比对照组更高的死亡率、严重的血流动力学障碍、室性心律失常增加。尽管实时荧光定量PCR发现肥胖大鼠的caveolin-3和KATP各亚单位的mRNA水平较对照组明显增加，但是western-blot和免疫组化技术发现caveolin-3在细胞膜上的定位明显减少，western-blot发现kir6.2在细胞膜上的表达也在减少。结论：通过高饱和脂肪酸饮食喂养wistar大鼠可以建立肥胖动物模型。经过24周的喂养，尽管肥胖大鼠的心功能仍然处于代偿状态，但是心肌重构明显，经过缺血/再灌注损伤以后，血流动力学参数明显下降同时伴有恶性心律失常和心梗面积增加，提示肥胖可能导致机体内源性防御机制受损，心肌缺血/再灌注耐受性下降、易感性增加。caveolin-3和Kir6.2在细胞膜上的定位减少可能是高脂饮食诱导肥胖大鼠心肌重构并对缺血/再灌注损伤易感性增加的原因。第二部分：离体实验棕榈酸对H9C2心肌细胞缺氧/复氧耐受性的影响及机制探讨目的：在体实验证实，肥胖导致的心肌重构削弱了心肌对缺血/再灌注损伤的内源性保护作用。但是肥胖导致心肌重构的机制非常复杂，也很难阐明是哪一种机制对缺血/再灌注损伤（MIRI）起作用。我们假定是肥胖个体的心肌能量代谢障碍对MIRI起主要作用。以此建立体外模型观察研究。方法：已有研究证实棕榈酸可以通过刺激细胞产生活性氧簇（ROS）诱导心肌细胞凋亡，所以本研究给以较低剂量的棕榈酸（0.25mmol/L）干预H9C2心肌细胞，然后给予物理性的缺氧/复氧损伤过程（2小时/24小时）处理，使用CCK-8试剂盒观察细胞增殖个数，JC-1线粒体膜电位检测试剂盒观察细胞的线粒体膜电位耗散情况，并以Annexin V/PI染色流式细胞学技术分析细胞的凋亡程度。同样使用qPCR技术对照研究棕榈酸-氢氧化钾组和氢氧化钾组H9C2心肌细胞caveolin-3和KATP各亚单位的mRNA水平；western-blot验证caveolin-3和Kir6.2在细胞膜上的定位情况有无差异，增加测定两组心肌细胞线粒体蛋白中凋亡家族基因bax/bcl-2的蛋白质表达水平。为验证是否存在KATP的功能障碍，予以加用KATP开放剂二氮嗪预处理后进一步观察对H9C2心肌细胞增殖和凋亡的影响。结果：棕榈酸抑制了H9C2心肌细胞缺氧/复氧过程中的增殖水平，同时通过降低线粒体膜电位水平诱导细胞凋亡率比氢氧化钾组增加。离体实验中棕榈酸干预过的H9C2心肌细胞caveolin-3和KATP各亚单位mRNA水平均较对照组明显增加，这与在体实验的结果基本一致。但是western-blot只发现棕榈酸干预后caveolin-3的膜定位减少。同时，棕榈酸干预后线粒体凋亡基因蛋白质Bax/bcl-2的比值明显较氢氧化钾组上调，提示细胞凋亡通过线粒体凋亡通路。二氮嗪预处理可以在一定程度上改善棕榈酸预处理组H9C2心肌细胞的增殖水平、维持线粒体膜电位、减少细胞凋亡，但是对caveolin-3的定位没有影响，对氢氧化钾组细胞增殖和线粒体膜电位也无影响。同时棕榈酸组与氢氧化钾组平行对照研究发现即使加入二氮嗪预处理，二者之间仍然存在显著差异。结论：离体实验基本复制了在体实验中肥胖对心肌缺血/再灌注损伤的结果，心肌饱和脂肪酸代谢所致的线粒体膜电位下降与caveolin-3定位异常有关，同时经过线粒体凋亡通路诱导心肌细胞走向凋亡。这可能是肥胖大鼠对心肌缺血/再灌注损伤防御功能下降的原因。同时，由于caveolin-3的细胞膜上定位并没有因为使用KATP（包括线粒体KATP和细胞膜KATP）开放剂而得到改善，因此，经过KATP开放途径的保护机制对于肥胖患者急性心肌缺血/再灌注损伤来说可能疗效有限。