PI3K/Akt信号通路在富氢水减轻心肺转流致大鼠心肌损伤中的作用

摘要

目的评价磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路在富氢水(HRS)减轻心肺转流(CPB)致大鼠心肌损伤中的作用。方法清洁级成年雄性SD大鼠40只,10~12周龄,体重350~400 g。采用随机数字表法分为四组:假手术组(S组)、CPB组(C组)、HRS处理组(H组)和PI3K抑制剂组(P组),每组10只。S组仅进行血管穿刺置管,置管后通过尾静脉注射生理盐水6 ml/kg,机械通气90 min,其余各组建立无血预充心脏不停跳CPB模型,CPB 60 min。CPB前60 min,P组通过腹腔内注射PI3K抑制剂6 ml/kg(LY294002,5μg/ml)。CPB前30 min,C组通过尾静脉注射生理盐水6 ml/kg,H组和P组通过尾静脉注射HRS 6 ml/kg。四组均于CPB停机2 h后取相应标本进行检测。采用Masson染色法观察心肌组织形态学变化;测定大鼠心肌含水量;采用ELISA法测定血浆心肌损伤标记物[心肌肌钙蛋白I(cTnI)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)]和炎性因子[白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)]以及心肌组织氧化应激指标[丙二醛(MDA)、髓过氧化物酶(MPO)、氧化物歧化酶(SOD)]浓度;采用Western blot法检测心肌组织凋亡相关蛋白[B细胞淋巴瘤-2蛋白(Bcl-2)、Bcl-2相关x蛋白(Bax)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)]及PI3K信号通路相关蛋白[PI3K、Akt、磷酸化Akt(p-Akt)、血红素加氧酶-1(HO-1)]含量。结果S组心肌组织结构基本正常,C组心肌纤维化且明显损伤,H组心肌纤维损伤得到改善。与H组比较较,P组大鼠心肌损伤程度较为严重。与S组比较,C组、H组和P组心肌含水量、血浆cTnI、LDH、CK-MB和IL-1β、IL-6、TNF-α浓度、心肌组织MDA、MPO浓度、Bax、caspase-3蛋白含量明显升高(P<0.05),SOD浓度、Bcl-2和PI3K、p-Akt、HO-1蛋白含量明显降低(P<0.05)。与C组比较,H组心肌含水量、血浆cTnI、LDH、CK-MB和IL-1β、IL-6、TNF-α浓度、心肌组织MDA、MPO浓度、心肌组织Bax、caspase-3蛋白含量明显降低(P<0.05),心肌组织SOD浓度、Bcl-2和PI3K、p-Akt、HO-1蛋白含量明显升高(P<0.05)。与H组比较,P组心肌含水量、血浆cTnI、LDH、CK-MB和IL-1β、IL-6、TNF-α浓度、心肌组织MDA、MPO浓度、心肌组织Bax、caspase-3蛋白含量明显升高(P<0.05),心肌组织SOD浓度、心肌组织Bcl-2和PI3K、p-Akt、HO-1蛋白含量明显降低(P<0.05)。C组和P组上述指标差异无统计学意义。结论HRS减轻CPB致大鼠心肌损伤的机制与激活PI3K/Akt信号通路有关。