免疫反应介导了脑创伤后的心脏功能不全

摘要

背景及目的： 心血管疾病是脑创伤（traumatic brain injury，TBI）后常见的并发症之一，并且增加了TBI后的病人死亡率和影响病人出院后的生活质量。在这个研究中，我们探索了免疫系统在TBI导致的心脏功能不全中的重要角色。 方法： 进行和未进行脾脏切除术的成年雄性C57BL/6J小鼠是被执行控制脑皮质撞击（Controlled cortical impact，CCI）的TBI模型（n=20/组）；脾脏切除是在执行TBI之前立即进行；心脏功能在TBI之前和之后（术后第3天和30天）用M型超声进行检测；神经功能和认知功能通过双盲的手段在TBI后不同时间点进行评测；流式细胞术在术后第3天进行检测；微观结构利用电镜在术后第30天进行检测；天狼猩红在术后第3天和第30天进行染色；脑损伤体积在术后第30天进行HE染色；细胞凋亡、炎性因子和心脏纤维化等免疫组织化学染色在TBI后第3天和第30天进行检测。 结果： TBI组小鼠和假手术组小鼠相比，在TBI手术后第3天和第30天，表现出明显下降的左心室射血分数（Left ventricular ejection fraction，LVEF）、左心室短轴缩短率(Fractional shortening,FS)、左心室后壁增厚率（Left ventricular Posterior wall thickness percent，LVPWTP）和室间隔增厚率（Interventricular septal thickness percent，IVSTP）。此外，这些小鼠在TBI手术后第3天和第30天都表现出明显增加的心脏细胞凋亡、炎性因子和氧化应激。但是，与TBI后第3天的小鼠心脏损伤相比，在TBI后第30天的小鼠表现出明显的心脏肥大、心肌纤维化及心腔扩大等慢性心脏损害的表现。无论是术后第3天还是术后第30天，和假手术组相比，合并脾脏切除术的TBI的小鼠表现出明显的心脏功能改善，包括升高的左心室射血分数、左心室短轴缩短率、左心室后壁增厚率和室间隔增厚率，及明显减小的心室扩大、改善的心肌肥大，及减少的心肌细胞的凋亡、心脏的纤维化和氧化应急；并且在术后第3天明显减少了免疫细胞对心脏组织的浸润和炎性因子的表达。但是，脾脏切除术不能改善TBI后的认知功能和神经功能愈后。 结论： TBI诱导心脏炎性细胞的浸润及炎性因子的表达，并导致了急性的和慢性的心脏功能损害。脾脏切除术改善了TBI后的心脏的炎性反应,并且改善急性和慢性的心脏功能不全。因此，免疫反应可能介导了TBI引起的心脏功能不全。

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