抑制线粒体渗透性转换孔开放对大鼠缺血心肌的保护作用

摘要

体外循环心脏外科手术,病人需经历缺血再灌注的过程.部分病人虽然心脏病变矫治满意,但术后仍发生低心排综合征,严重者可导致患者死亡.临床观察注意到心脏术后诸多并发症与心肌损害的程度密切相关.手术中如何保护好心肌,以减少缺血缺氧及再灌注所造成的心肌损害是心脏外科面临的一个重要课题.目前临床上使用的各科心肌保护技术绝大多数采用高钾使心脏去极化停搏,如St.Thomas停搏液.虽然高钾停搏液可起到良好的心肌保护作用,但临床和实验均报道这些液体会引起一些不良后果,如心脏收缩功能下降,传导障碍,细胞水肿等.尤其是对一些术前心功能不全、复杂心脏畸形手术时问较长的病人,在术中如何更好地保护心肌,避免术后并发症的发生.因此有必要进一步研究心脏停搏液,使其保护作用更加完美.目前认为抑制线粒体渗透性转换孔 (mitochondrial permeability transitionpore,MPTP)的开放是预防和治疗缺血再灌注损伤较有前途的干预手段之一.MPTP抑制剂环孢素 A(eyclosporin A,CsA)和线粒体ATP敏感钾(mitochondrial ATP-sensitive K<'+>channel,mitoK<,ATP>)通道开放剂二氮嗪(diazoxide)能直接或间接抑制MPTP开放,从而起到心肌保护作用.本研究采用离体心脏灌流、电镜、细胞内钙测定、心肌细胞线粒体膜电位测定、心肌线粒体渗透性转换的检测等方法,在多个层次对成熟大鼠缺血心肌进行观察,探讨心肌缺血再灌注损伤的病理生理及MPTP抑制剂和mitoKATP通道开放剂对成熟大鼠缺血心肌的保护作用和有关机制. 第一部分:线粒体渗透性转换孔抑制剂环孢素A和线粒体ATP敏感钾通道开放剂二氮嗪对成熟大鼠缺血心肌的保护作用研究 目的:本实验旨在观察及了解MPTP抑制剂CsA和 mitoK<,ATP>通道开放剂 diazoxide 强化的St.Thomas 停搏液对缺血心肌的保护作用. 方法:成熟雄性SD大鼠45只,随机分为5组:St.Thomas;30μ mol/L diazoxide+St.Thomas;0.2 μ mol/L CsA+St.Thomas;0.2μmol/L CsA+20 μ mol/L atractyloside+St.Thomas和 30μ mol/Ldiazoxide+100μ mol/L 5-HD+St.Thomas.每组9只,给予含不同成分的停搏液处理.离体心脏悬挂于改良Langendorff灌流装置,K-H液平衡20min后,灌注停搏液,各组均30min重复灌注一次停搏液,每次20ml,共灌注4次.心脏置于4℃环境中,缺血l 20rain,再K-H液灌注60min.检测指标:①左心室功能测定:进行计算机采集和分析,计算左心室发展压、左心室舒张末压、左心室压力最大上升和下降速度的变化;②冠状动脉流量测定;③心肌酶值LDH、CK、AST测定;④心肌超微结构电镜检查,评价心肌保护效果. 结论:MPTP抑制剂CsA和mitoKATP通道开放剂diazoxide可增强St.Thomas停搏液对缺血心肌的保护作用. 第二部分:线粒体渗透性转换孔抑制剂环孢素A和线粒体ATP敏感钾通道开放剂二氮嗪对成熟大鼠缺血心肌保护作用的机制研究 (一)环孢素A和二氮嗪对成熟大鼠心肌细胞内钙和线粒体膜电位的影响研究 目的:本文从心肌细胞水平探讨MPTP抑制剂CsA和mitoK<,ATP>通道开放剂diazoxide对缺血心肌保护作用的机制. 方法:离体成年雄性SD大鼠心脏,用酶解法取得心肌细胞后,随机分为6组:K-H液;St.Thomas;30μ mol/L diazoxide+St.Thomas:0.2μmol/L CsA+St.Thomas;O.21xmol/L CsA+20 μmol/L atractyloside+St.Thomas和30μmol/L diazoxide+100 μ mol/L 5-HD+St.Thomas.各组心肌细胞置于不同的停搏液中,30min更换一次停搏液,4℃下保存2h后进行细胞内游离钙离子浓度、线粒体膜电位(△ψ m)和细胞死亡率测定. 结论:MPTP抑制剂CsA和mitOKATP通道开放剂diazoxide强化的停搏液能抑制MPTP的开放,阻止△ψm去极化,降低心肌细胞的死亡率,增强高钾停搏液的心肌保护作用. (二)环孢素A和二氮嗪对成熟大鼠缺血心肌线粒体渗透性转换的影响研究 目的:本文从心肌线粒体水平探讨MPTP抑制剂CsA和mitlK<,ATP>通道开放剂diazoxide对缺血心肌保护作用的机制. 方法:成熟雄性SD大鼠 18 只,随机分为 6 组:K-H液;St.Thomas;30 μ mol/L diazoxide+St.Thomas;0.2 μ mol/L CsA+St.Thomas;0.2 μ mol/L CsA+20 μ mol/L atractyloside+St.Thomas和30 μ mol/Ldiazoxide+100 μ mol/L 5-HD+St.Thomas.每组3只,给予含不同成分的停搏液处理.离体心脏悬挂于改良 Langendorff 灌流装置,K-H液平衡20min后,灌注停搏液,各组均30min重复灌注一次停搏液,每次20ml,共灌注4次.心脏置于4℃环境中,缺血 120min后,采用差速分级离心法分离线粒体,200μ mol/L的CaCl<,2>作用于线粒体,连续观察520nm处线粒体吸光度(A520)的变化 15min,该变化反映线粒体肿胀程度,提示线粒体渗透性转换孔的开放情况. 结论:MPTP特异性抑制剂CsA和mitOK<,ATP>通道开放剂diazoxide能抑制MPTP开放,阻止线粒体渗透性转换的发生,增强高钾停搏液的心肌保护作用.

目录

摘要

前 言

第一部分线粒体渗透性转换孔抑制剂环孢素A和线粒体ATP敏感钾通道开放剂二氮嗪对成熟大鼠缺血心肌的保护作用

材料和方法

结果

讨论

参考文献

第二部分线粒体渗透性转换孔抑制剂环孢素A和线粒体ATP敏感钾通道开放剂二氮嗪对成熟大鼠缺血心肌保护作用的机制研究

（一）环孢素A和二氮嗪对成熟大鼠心肌细胞内钙和线粒体膜电位的影响

（二）环孢素A和二氮嗪对成熟大鼠缺血心肌线粒体渗透性转换的影响

总结

文献综述线粒体渗透性转换孔——心肌保护的新靶点

附 录在读期间发表论文

致 谢