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选择性钠/氢离子交换抑制剂预处理对未成熟心肌的保护作用

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选择性钠/氢离子交换抑制剂预处理对未成熟心肌的保护作用选择性钠/氢离子交换抑制剂预处理对未成熟心肌的保护作用 论文范文 题目:选择性钠/氢离子交换抑制剂预处理对 未成熟心肌的保护作用 编辑:司马小 作者:周荣华 ~刘斌~刘进~关彬~张艳婉~史世勇~温福兴~龙村 【关键词】 缺血再灌注损伤 摘要:目的 研究选择性Na+/H+ 交换抑制剂HOE642,Cariporide,预处理对未成熟心肌缺血/再灌注损伤的保护作用及机制。方法 20只健康新西兰幼兔,3~4周龄,~利用Langendorff左室做功模型灌注其离体心脏,建立全心缺血/再灌注模型。KH液自主动脉逆行...

选择性钠/氢离子交换抑制剂预处理对未成熟心肌的保护作用
选择性钠/氢离子交换抑制剂预处理对未成熟心肌的保护作用 论文范文 题目:选择性钠/氢离子交换抑制剂预处理对 未成熟心肌的保护作用 编辑:司马小 作者:周荣华 ~刘斌~刘进~关彬~张艳婉~史世勇~温福兴~龙村 【关键词】 缺血再灌注损伤 摘要:目的 研究选择性Na+/H+ 交换抑制剂HOE642,Cariporide,预处理对未成熟心肌缺血/再灌注损伤的保护作用及机制。 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 20只健康新西兰幼兔,3~4周龄,~利用Langendorff左室做功模型灌注其离体心脏,建立全心缺血/再灌注模型。KH液自主动脉逆行灌注心脏~向球囊缓慢注入生理盐水~调整至左室舒张末压,LVEDP,为10mmHg, 做功20 min~随机分为两组~组?: 对照组~继续灌注15min,组?:HOE642预处理组~用加入HOE642的KH液,浓度为5μmol/L,继续灌注15min。然后两组心脏均以St.Thomas停搏液诱导停跳~常温,37?,缺血45min,保湿保温,~再灌注60 min。记录冠脉流量,CAF,~多导生理记录仪记录左心功能指标~ 原子吸收分光光度计 测定心肌细胞内钙,Ca,含量,自动生化分析仪测量冠脉流出液中磷酸 肌酸激酶,CK,、磷酸肌酸激酶同工酶,CK-MB,、乳酸脱氢酶 ,LDH,漏出量含量~计算心肌含水量~透射电镜观察心肌超微结构改 变。结果 CAF、左室发展压,LVDP,、左室压力微分,〒dp/dtmax, 恢复率~心肌组织内Ca 及心肌含水量~心肌超微结构变化~HOE642 预处理组明显优于对照组,P<0.05,。结论 HOE642预处理通过减少细 胞内钙超载~模拟缺血预处理的心肌保护效果~对未成熟心肌缺血/再 灌注损伤有明显的保护作用。 关键词:Na+/H+ 交换;预处理;未成熟心肌;缺血再灌注损伤;钙超 载 Selective Na+/H+ Exchanger Inhibitor HOE642 Preconditioning Exihibits Markedly Protective Effect on Immature Rabbit Hearts Abstract: OBJECTIVE To investigate the protective effect of HOE642 Preconditioning against ischemia-reperfusion injury on immature myocardium and its mechanisms.METHODS The Langendorff perfused isolated working immature rabbit heart model was established. After perfused by Krebs-Henseleit buffer solusion bubbled with 95%O2~5%CO2 gas mixture at 70cmH2O for 20min, 20 isolated hearts of New Zealand healthy white immature rabbits (3~4 weeks old ,weighing 300g~350g) were randomly divided into 2 groups:the group?:the control group(n=10),group?:HOE642 preconditioning group(n=10). In group ?,the hearts were perfused for 15min by Krebs- Henseleit buffer;In group ?, HOE642(5μmol/L)was added to Krebs-Henseleit buffer and the hearts were perfused for 15min .Then St.Thomas solution was used ,and all hearts were subjected to 45min global ischemia and 60min reperfusion. Perfusate temperature and ischemic heart temperature were both maintained at 37?. Myocardial calcium content was examined . Hemodynamics variables(LVDP, 〒dp/dt),myocardial water content(WC), coronory artery flow (CAF),leakage of myocardial enzyme(CK,CK-MB,LDH)were also calculated. Myocardial and endothelial structures were observed under election microscope.RESULTS (1)Myocardial function: LVDP, 〒dp/dt, CAF recovery was markedly higher in group ? than that in group ?(P<0.01 or P<0.05). (2) Myocardial calcium content was markedly lower in group ?(P<0.01).(3) Myocardial enzyme is significantly lower in group ? than group ?(P<0.05).(4)Myocardial water content(WC) was markedly lower in group?(P<0.01) .(5) Myocardial structure: group ? was optimal with better protective effect on myocardial structure and endothelium of coronary artery.CONCLUSION HOE642 Preconditioning provide a significantly protection against ischemia-reperfusion injury on immature myocardium, mostly through reducing myocardial calcium overload. Key words:Na+/H+ exchanger; Preconditioning; immature myocardium ;Ischemia-reperfusion injury; Calcium overload 随着心血管外科、体外循环及围术期处理水平的提高~越来越多 的先心病患儿在婴幼儿期、新生儿期进行早期手术治疗。术中良好的 心肌保护是术后存活的关键~与未成熟心肌生理功能相适应的、有别 于成熟心肌保护措施的寻求是小儿心脏外科关注的焦点,1,。这也为 将来胎儿体外循环的心肌保护提供依据。 防治心肌缺血/再灌注损伤是心肌保护的关键~药物预处理是防治 心肌缺血/再灌注损伤的有效措施。近年,心肌细胞钠氢通道,Na+/H+ exchanger,NHE1, 介导缺血/再灌注损伤的机制逐渐受到重视~有研 究报道Na+/H+ 交换抑制剂对成熟心肌有保护作用,2, 。HOE642 ,cariporide,是第一个进入临床研究的NHE1拮抗剂~本实验探讨了 HOE642预处理防治未成熟心肌缺血/再灌注损伤的作用及机制。 1 材料与方法 1.1 实验药品及仪器 HOE642,Cariporide,(德国Aventis Pham公司惠赠), Langendorff灌流装臵,Powerlab多导生理记录仪,Bridge AD Instrument PTY Ltd, Australia ,Chart v5.0,~P-300生理压力传 感器,北京金三江传感技术有限公司,~滚压泵,Stockert,德国,,混合气,O2:CO2=95%,北京普莱克斯公司,~超纯水,SZ-93自动双重纯净水蒸馏器~上海亚容生化仪器厂,~Krebs-Henseleit重碳酸盐缓冲液,KH液,,mmol/L,:NaCl 118.5、NaHCO3 25.0 、KH2PO4 1.2 、KCL 4.8 、 MgSO4?7H2O 1.2、 CaCl2?2H2O 1.8 、葡萄糖11.0 ~pH (7.4〒0.5)。 1.2 建立实验模型 健康纯种新西兰大耳白兔~3~4周龄~雌雄不限~体重300~350g,阜外心血管病医院实验动物中心提供,。以戊巴比妥钠,30mg/kg,腹腔麻醉~经耳缘静脉肝素化,150IU/kg,,由剑突剪开胸腔~迅速剪开壁层心包~快速摘取心脏并浸入4?KH液中~主动脉修剪及轻挤心脏排尽心腔余血后立即将心脏悬挂于Langendorff灌流装臵上~用恒温循环器预先恒温到37?、95%O2+5%CO2混合气平衡20min的KH液~自主动脉根部逆行灌注心脏~冠脉流出液不参与循环~主动脉灌注压,CPP,为70 cmH2O~剪开肺动脉根部以利冠脉回流通畅。剪开左心耳,将与多道生理记录仪相连的小乳胶囊经左心耳放于左室~通过Powerlab压力换能器的换能作用~多道生理记录仪能记录心脏左室功能 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 :左室发展压,LVDP,、左室压力微分,〒dp/dtmax,。向球囊缓慢注入生理盐水~调整至左室舒张末压,LVEDP,为10mmHg~建立左室做功模型。 1.3 实验分组 37?KH液平衡灌注心脏~做功20 min~将20枚幼兔心脏随机分为两组~组?:对照组, 继续灌注15min, 组?:HOE642预处理组~用加入HOE642的KH液,浓度为5μmol/L,继续灌注15min。两组心脏均以常温St.Thomas停搏液20ml诱导停跳,灌注压为80 cmH2O,~常温,37?,缺血45min,保湿保温,~再灌注60 min~建立全心缺血/再灌注模型。 1.4 监测指标 心脏做功20 min时~记录冠脉,CAF,、 LVDP、〒dp/dtmax作为基础值~再分别记录其再灌注10min、30min、60min测定值~计算其对基础值的恢复率。取再灌注5 min的冠脉流出液~以自动生化分析 仪测定磷酸肌酸激酶,CK,漏出量、磷酸肌酸激酶同工酶,CK-MB,、乳酸脱氢酶,LDH,漏出量。再灌注毕~快速取下心脏~滤纸吸尽心脏表面水分~取心尖部心肌臵于戊二醛固定做透射电镜观察心肌超微结构。切取左室心肌~电子天平,精度1〓10-5,称量心肌湿重~臵于60烘箱烘烤24h后称量其干重~心肌含水量为,1-干重/湿重,〓100%~以百分比表示。留取干标本~用原子吸收分光光度计测定心肌细胞内钙含量,Ca,。 1.5 数据表达和统计分析 数据均以〒s表示~采用SPSS 11.0统计分析软件~组间比较采用t检验, P<0.05为组间差异有显著性意义~P<0.01为差异有非常显著性意义。 2 结果 2.1 基础值及恢复率 心脏做功20 min时~两组心功能的基础值和冠脉流量测定结果比较无统计学差异。再灌注后10 min、30min 、60min~组?的LVDP、 〒dp/dtmax的恢复率较组?显著性增高,P<0.05 或P<0.01,。见表1。表1 两组心功能缺血前基础值及再灌注10min、30min、60min恢复率,略,注:与同时点?组比较 * P<0.05~* *P<0.01 2.2 心肌酶 再灌注5min后冠脉流出液中心肌酶值于组?较组?明显降低,P<0.05 或P<0.01,~见图1。 2.3 心肌细胞钙含量 见图1。组?细胞内含钙量(9.9〒3.4μmol/g.dry wt)明显低于组 ?,16.4〒4.8μmol/g.dry wt,,P<0.01,。 2.4 心肌细胞内含水量 组?、组?心肌细胞内含水量分别为85.,41〒6.1,%、,82.3〒7.5,%~组?明显低于组?,P<0.01,。 2.5 心肌组织透射电镜 观察结果见图2,3。组?,图2,:肌节长短不一~肌原纤维排列紊乱~收缩不规则,心肌细胞灶性肌浆凝集、灶性肌丝溶解坏死~有大泡形成,多数线粒体肿胀、空泡化~线粒体嵴断裂~嵴减少,肌浆网扩张、空泡化,细胞核染色质凝集,糖原颗粒明显减少,内皮细胞肿胀明显。组?,图3,:肌细胞结构正常~肌节清晰~I带、A带、M线、Z线清晰~少数肌丝灶性溶解,线粒体无肿胀~嵴清晰,少数肌浆网扩张,糖原颗粒较组?明显多。 3 讨论 预处理是防治缺血/再灌注损伤的重要措施~可分为缺血预处理,ischemic preconditioning ,IPC,和药物预处理。IPC往往具有一定的致损性~临床应用是通过对IPC保护机制的理解~利用能激动IPC信号传导某一阶段的药物来模拟其作用。IPC对心肌保护机制可归纳为内源性保护物质的释放和离子及离子通道的变化~其中缺血/再灌注期间有害Ca2+内流的减少是一重要途径,3,。 Ca2+是调节心肌细胞收缩和舒张所必须的因素。心肌细胞浆内Ca2+浓度主要由肌浆网、线粒体、质膜上钙泵的调节来维持其动态平衡。在成熟心肌~胞浆中Ca2+浓度主要靠肌浆网的释放与隔离作用来调节。未成熟心肌细胞钙调节系统尚未成熟~肌浆网稀疏~钙泵活性低~但其质膜面积和细胞容积之比值较大~钙通道数量及敏感性较成熟心肌高~与成熟心肌相比~未成熟心肌细胞内Ca2+浓度的维持和调节更依赖于质膜上钙通道数量及敏感性,1,。传统的钙通道阻断剂通过阻断质膜上慢钙通道使细胞外钙的内流减少~减轻细胞内钙超载~对成熟心肌有明显的保护作用~然而对未成熟心肌则会因为减少质膜上钙通道数量及降低其活性而引起心肌细胞内Ca2+降低~导致心肌收缩功能下降。固此~针对未成熟心肌缺血再灌注时钙超载~有必要寻找传统钙通道阻断剂以外的能减轻钙超载药物。 哺乳动物钠氢通道,4,,Na+/H+ exchanger,NHE,有7种亚型~分别称之为NHE1~7~而存在心肌细胞主要是NHE1~NHE1每排出一个 H+就有一个Na+进入细胞。在正常情况下~心肌细胞NHE1 对调节心肌细胞内pH和细胞内Na+浓度具有十分重要的作用。当心肌细胞缺血时~糖酵解增加~产生大量H+~细胞内酸度提高~NHE1被激活,再灌注时~细胞外液H+浓度迅速下降~造成细胞内外H+浓度梯度增大~这会再度激活NHE1。NHE1激活后~大量Na+流入细胞内~,pH,i 迅速恢复,与之伴随的是细胞内Na+浓度升高及细胞肿胀~Na+跨质膜梯度降低和,pH,i 的升高又迅速 使Na+/K+-ATP酶和Na+-Ca2+通道激活~以便更好地清出细胞内过高的Na+,4,5,,由于心肌缺血时ATP合成减少~Na+/K+-ATP酶活性降低~无法通过正常的Na+/K+交换将过多的Na+排出细胞外~Na+-Ca2+交换便活跃起来,5,。Na+-Ca2+通道以3个Na+交换1个Ca2+的方式进行~ 引起Ca2+内流增加~最终造成心肌细胞内钙超负荷 。 正常心肌细胞的钙稳态主要依靠质膜钙转移系统、内质网 /肌浆网钙转移系统、线粒体钙转移系统,5,。质膜上有两个钙通道:高亲和力低容量的Ca2+泵,Ca2+-Mg2+ATP酶,和低亲和力高容量的Na+-Ca2+通道~前者需要分解1分子ATP。未成熟心肌肌浆网稀疏~肌浆网钙摄取与释放功能在缺血再灌注损伤钙超载机制中不起主要作用,1,,而缺血再灌注期~ATP合成减少~Ca2+-Mg2+ ATP酶 活性受到抑制~故NHE1激活这一始动环节是激活Na+-Ca2+通道从而导致未成熟心肌细胞内钙超载的重要途径。鉴于未成熟心肌细胞糖原颗粒含量丰富和钙稳态调节的特点,1,~特异性NHE1抑制剂抑制NHE1的激活~间接地抑制质膜上Na+/Ca2+交换~既能防治钙超载~又不影响质膜上未成熟心肌钙泵数量和活性~理论上是未成熟心肌保护的理想的药物~但尚无研究深入证实这一点。 本实验研究结果表明~NHE1拮抗剂HOE642预处理能模拟IPC的心肌保护作用~抗缺血/再灌注损伤的作用明显。其主要机制是,1,降低缺血/再灌注后Ca2+内流~进而防止细胞内Ca2+过度增加引起细胞挛缩、坏死、心律失常~本实验HOE642预处理组细胞内钙含量明显低于对照组,,2,维持细胞内Na+平衡~减轻微血管内皮细胞肿胀和组织水肿,6,~本实验HOE642预处理组细胞内含水量明显低于对照组,,3,调节细胞内pH~调节心肌能量代谢~利于细胞内糖原储备~HOE642预处理组透射电镜显示~HOE642预处理组糖原颗粒含量明显较对照组多。 NHE1拮抗剂HOE642预处理是否可以激发未成熟心肌其它内源性保 护物质如G蛋白、蛋白激酶C、KTAP离子通道、热休克蛋白等有待更 进一步研究探讨。 参考文献: ,1,蓝斌~ 张希~ 李木泉. 未成熟心肌保护的研究进展,J,. 实用医学杂志2001,17(3):1213-1215. ,2,Masereel B, Pochet L, Laeckmann D. An overview of inhibitors of Na(+)/H(+) exchanger,J,. Eur J Med Chem. 2003 Jun;38(6):547-554. ,3,龙村. 体外循环研究与实践,M,. 北京:北京医科大学出 版社~2000,191-198缺血预处理应用的研究进展. ,4,Baetz D, Bernard M, Pinet C. Different pathways for sodium entry in cardiac cells during ischemia and early reperfusion,J,. Mol Cell Biochem. 2003 Jan;242(1-2):115-120. ,5,Schafer C,Ladilov Y,Inserte J.et al.Role of reverse mode of the Na+/Ca2+ exchanger in reoxygenation-induced cardiomyocyte injury,J,. Cardiovas Res 2001,51:241-250. ,6,Castella M, Buckberg GD, Tan Z. Blood cardioplegic protection in profoundly damaged hearts: role of Na+-H+ exchange inhibition during pretreatment or during controlled reperfusion supplementation,J,. Ann Thorac Surg. 2003,75(4):1238-1245.
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