冠心病血瘀证形成过程中心肌细胞能量代谢酶作用及其机制研究

摘要

背景 冠心病血瘀证是一个"血瘀证前期"→"亚血瘀证期"→"心血瘀阻证期"流动的过程,心肌细胞能量代谢贯穿始终,而以往对能量代谢的研究局限于病程中的某个阶段,且在缺乏对冠心病血瘀证起始、转归整个过程进行研究时,这种孤立存在、缺乏联系的病理学现象并不能诠释心肌能量代谢的特点.因此,探究冠心病血瘀证形成过程中能量代谢改变尤为重要.目的 分析冠心病血瘀证形成过程中心肌细胞能量代谢酶作用及其机制.方法 本实验时间为2019年10—12月.采用简单随机抽样法将30只健康雄性SD大鼠分为空白对照组6只(A组)和模型大鼠24只.A组给予普通饲料喂养,模型大鼠高脂饲料喂养7 d后进行维生素D3灌胃(30万U/kg),4 d后再予以维生素D3灌胃(20万U/kg),继续高脂饲料喂养21 d后,死亡4只大鼠,从剩余20只大鼠中随机选择6只为血瘀证前期组(B组);剩余14只大鼠继续高脂饲料喂养30 d后死亡2只,从剩余12只大鼠中随机选择6只为亚血瘀证期组(C组);余6只大鼠继续高脂饲料喂养的同时予以皮下多点注射异丙肾上腺素(5 mg/kg),连续注射3 d,1周后记录标准Ⅱ导联心电图,以ST段出现上抬或明显压低(≥0.1 mV)确定成模,为血瘀证期组(D组).观察并记录各组大鼠一般情况、血脂指标〔包括总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平〕、腹主动脉及心肌组织HE染色结果、心电图、线粒体超微结构、心肌组织能量代谢酶〔三磷酸腺苷(ATP)、一磷酸腺苷(AMP)、Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、酯酰辅酶A合成酶(ACS)、肉毒碱脂酰转移酶(CACT)〕水平.结果 B组大鼠体质量减轻,反应渐迟钝,精神倦怠,毛色枯槁无光泽;C组大鼠体质量明显减轻,精神萎靡,蜷缩相拥,活动量少;D组大鼠精神欠佳,易惊,触之狂躁,毛色枯槁无光泽,爪甲紫暗.B组大鼠TC、LDL-C、HDL-C水平高于A组,TG水平低于A组(P<0.05);C组大鼠TC、LDL-C、HDL-C水平高于A、B组,TG水平低于A组(P<0.05);D组大鼠HDL-C水平低于A、B、C组,TC、LDL-C水平低于B、C组,TG水平高于B、C组(P<0.05).大鼠腹主动脉HE染色结果:B组大鼠动脉内膜出现损伤,内皮细胞肿胀,内膜下及中膜出现明显钙化现象,弹性纤维层被破坏;C组大鼠动脉中膜完全钙化,中膜斑块脱落导致典型的空腔结构;D组大鼠动脉内膜结构破坏,内弹性膜崩解断裂,内、中、外膜三层结构不清晰.大鼠心肌组织HE染色结果:B、C、D组心肌纤维萎缩断裂,胞质呈不规则粗颗粒状,心肌间质水肿,胶原纤维增生.B组大鼠心电图示P波规律出现,P-R间期及R-R间期大致相同,QRS波波形规律,无宽大畸形;C组大鼠心电图示窦性心律,P波规律出现,P-R间期及R-R间期大致相同,QRS波波形规律,J点无明显改变;D组大鼠心电图未见明显P波,R-R间期大致相同,ST段明显压低,T波低平(>0.1 mV).B组大鼠线粒体肿胀,部分线粒体嵴结构出现溶解;C组大鼠线粒体嵴结构大部分出现溶解、空泡形成,线粒体出现明显移位、浓缩;D组大鼠线粒体排列紊乱、多数线粒体嵴结构断裂甚至模糊不清.B组大鼠心肌组织AMP、Ca2+-Mg2+-ATP酶、ACS、CACT水平低于A组(P<0.05);C组大鼠心肌组织ATP、AMP、Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶水平低于A组,ATP水平低于B组,ACS水平高于B组(P<0.05);D组大鼠心肌组织ATP、Na+-K+-ATP酶水平低于A、B组,AMP、ACS水平高于B组,ATP水平低于C组,AMP、Ca2+-Mg2+-ATP酶水平高于C组(P<0.05).结论 心肌细胞能量代谢酶参与冠心病血瘀证形成的整个过程.参与代谢相关的酶类中ATP与AMP水平变化最为关键,这将是腺苷活化蛋白激酶(AMPK)通路发挥应激性心肌保护作用的重要信号,同时AMPK通路的激活很可能是触发心肌细胞能量代谢其他酶类变化的上游效应分子.