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急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)后常伴心肌组织坏死和炎性细胞浸润,外周血白细胞发生不同程度改变,存在多种炎性因子的释放。AMI作为一种炎症损伤被广泛认同,炎症反应在AMI的发生发展中贯穿始终,炎症细胞因子以炎细胞为介质,在动态中不断调整对AMI发展转归起作用,它们在AMI的早期免疫炎症反应和后期心室重构中发挥着重要作用。
缺血预处理(ischemic preconditioning,IPC)是指预先反复短暂的缺血/再灌注,诱导机体产生内源性保护机制,减轻脏器损伤。目前多数研究表明,心肌经过缺血预处理后,炎症介质IL-6、IL-8等会大量产生,但IL-10也随之升高从而抑制促炎因子的活性,减少中性粒细胞渗出和氧自由基释放进而保护心肌。1996年,Gho等发现小肠或肾脏短暂缺血,对随后长时间的心肌缺血也有保护作用,进而提出远距缺血预处理概念。经肾缺血预处理后早期全身炎症反应变化及其在心肌保护中的意义尚需进一步研究。
目的:观察肾缺血预处理后急性心肌梗死大鼠心肌梗死面积和早期炎症反应变化,探究其在心肌保护中的作用机制。
方法:
1分组:将72只健康雄性成年Spraque-dawley(SD)大鼠随机分为三大组,①对照组(NC,n=8);②急性心肌梗死组(AMI,n=32),结扎大鼠左冠状动脉前降支制做AMI模型;③肾缺血预处理组(RIP,n=32),夹闭单侧肾动脉5 min灌注5min,3个循环后复制AMI模型。各组大鼠分别在急性心肌梗死后2h、4h、6h、12h四个时间点处死取材。 2观测指标:①术中以MS-4000生物信号采集处理系统监测并记录大鼠Ⅱ导联心电图,确定心肌梗死模型成功;②心肌梗死面积测定:经主动脉逆灌1%Evens蓝,经冷冻、切片后用2%TTC法染色,于手术显微镜下仔细分离梗死部位(IS)和缺血危险区(AAR),并计算IS与AAR重量比值(IS/AAR),推测心肌梗死面积;③HE染色观察心肌病理变化,油镜下计数浸润白细胞数目;④用血细胞分析仪计数外周血白细胞数目;⑤双抗体夹心(ELISA)法测定血清白细胞介素8(IL-8)和白细胞介素10(IL-10)的含量;⑥采用逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR)测定缺血区心肌组织IL-10mRNA和IL-8 mRNA表达情况。
结果:
1心梗模型制作成功:术后结扎线以下心肌颜色变暗,心电图显示术后20分钟内S-T段T波进行性抬高。
2.Evens蓝TTC染色结果:RIP组12h IS/AAR(46.18±6.15%)较AMI组(66.44±19.24%)明显减小(P<0.05)。
3心肌组织病理形态学及白细胞浸润结果:NC组心肌细胞结构正常,细胞界限清晰,无或仅有少量中性粒细胞渗出;AMI组心肌水肿严重,细胞界限不清,心肌细胞出现颗粒变性、空泡变性,胞浆疏松透明,白细胞和红细胞浸润,2h、4h、6h和12h AMI组浸润白细胞数目(LEU/HP)分别为:26.33±11.86、38.85±9.75、47.5±11.41和51.84±6.12,其中4h、6h和12h较NC组(8.21±6.18)明显增加(P<0.05); RIP组心肌中度水肿,细胞界限基本清晰,炎性细胞散在浸润,RIP组2h、4h、6h、12h浸润白细胞数目分别为:28.2±16.08、45.0±16.76、48.31±6.12和40.1±5.38,4h、6h、12h较NC组增加明显(P<0.05);RIP组与AMI组比较2h、4h、6h浸润白细胞数目无明显差异(P>0.05),仅在12h时减少(P<0.05)。
4外周血白细胞计数结果:AMI组外周血白细胞计数2h、4h、6h和12h分别为4.6±1.44、6.58±1.57、7.2±2.41、12.86±3.91呈上升趋势,其中4h、6h和12h较NC组(3.00±0.40)显著增加(P<0.01);RIP组2h、4h、6h和12h分别为6.84±2.04、7.92±2.59、8.22±3.9、和8.24±3.56,较NC组增加明显(P<0.01):RIP组与AMI组仅在12h有明显差异(P<0.05)。
5血清白介素水平:AMI组2h、4 h、6h和12h血清IL-8分别为9.09±3.39,10.4±3.47、11.5±3.19、和11.64±2.49,其中4 h、6h和12h较NC组(6.01±1.53)有明显差异(P<0.05);RIP组2h、4 h、6h和12h 血清IL-8分别为9.85±3.92、13.25±1.66、12.37±4.06、12.95±2.73,其中4 h、6h和12h较NC组有明显差异(P<0.05),RIP组较AMI组血清IL-8浓度各时间点无明显差异(P>0.05)。
AMI组2h、4h、6h、12h血清IL-10含量分别为68.70±11.07、78.78±8.06、80.59±12.62和79.19±11.28较NC组(63.67±17.39)增加无明显差异(P>0.05);RIP组2h、4h、6h、12h血清IL-10含量分别为121.68±33.91、183±16.29、85.54±20.03、79.21±19.35,其中4 h较NC组增加明显(P<0.05);RIP组较AMI组仅见4 h升高差异明显(P<0.05)。
6心肌组织白细胞介素基因表达:心肌IL-8 mRNA2h、4h、6h和12h相对表达量,AMI组分别为0.69±0.45、0.76±0.25、0.81±0.54和1.22±0.44,RIP组分别为0.52±0.09、0.56±0.17、0.37±0.21和0.45±0.29,其中4h、6h和12hAMI组较NC组(0.25±0.71)有明显差异(P<0.05),RIP组较NC组无明显差异(P>0.05),RIP组较AMI缺血心肌IL-8 mRNA表达普遍降低,其中在6h和12h IL-8 mRNA明显降低(P<0.05)。
心肌IL-10 mRNA2h、4h、6h和12h相对表达量,AMI组分别为0.95±0.21、1.09±0.20和1.13±0.51、1.49±0.28,RIP组分别为0.81±0.36、0.89±0.33、1.08±0.19和1.14±0.32,其中4 h、6h和12h AMI组较NC组(0.71±0.19)明显增高(P<0.05),RIP组较NC组6h、12h增高明显(P<0.05),RIP组较AMI缺血心肌IL-10 mRNA表达普遍降低,但同时间点间无明显差异(P>0.05)。
结论:
1急性心肌缺血的心肌损伤早期伴白细胞浸润增加,12h引起外周血中白细胞数量上升,全身炎症反应增加。
2肾缺血预处理可减少12h急性缺血心肌中的白细胞浸润,缩小急性心肌梗死面积,并减轻全身炎症反应,提示肾缺血预处理对急性心肌缺血有保护作用。
3肾脏缺血预处理后血清IL-10释放增加,促炎因子IL-8的表达受抑,白细胞在心肌中浸润减少,提示增高的IL-10可能以某种机制参与了肾脏缺血预处理对急性心肌梗死的保护作用。