LPS对心肌细胞骨架蛋白desmin的影响及与心功能改变的关系探讨

发布时间：2017-12-29 02:00

本文关键词：LPS对心肌细胞骨架蛋白desmin的影响及与心功能改变的关系探讨　出处：《第一军医大学》2007年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】： 由革兰氏阴性菌引起的感染性休克时，细菌胞壁成分脂多糖，即LPS被认为是主要的损伤机体的因素。在以前的研究中，人们发现内毒素血症时，大量LPS的释放可以激活体内免疫和炎症反应系统，对机体造成广泛的损害和影响；还可导致心肌收缩力减弱、心率减慢，严重的影响心脏功能。但LPS是否对心肌组织有直接的损害以及这种损害的作用机制如何，目前了解并不十分清楚。对心肌病的研究结果提示心肌细胞骨架蛋白变化对心功能有较大影响，我们推测LPS可能对心肌细胞骨架成分也会产生干扰和损害作用，进而造成对心功能的影响。因此本研究拟使用LPS刺激在体心肌组织和离体心肌细胞，观察心肌组织和细胞骨架蛋白desmin的改变，以研究和探讨LPS作用于心肌后产生的破坏作用及其可能的途径和机制。实验分成两的部分，一是采用LPS刺激在体心肌组织，并使用具有保护心肌功能药物虎杖甙(PD)进行干预，观察在体心肌功能和心肌组织内desmin分布、数量的改变；二是使用LPS刺激离体心肌细胞并以PKC抑制剂calphostinC、PKC激活剂TPA和Rho激酶抑制剂Y27632加以干预，观察离体心肌细胞内中间纤维成分desmin的分布和数量的改变。实验中首先采用精制LPS(沙门氏菌属)注射入Wistar大鼠体内复制内毒素(10mg／kg体重)感染模型，检测大鼠心室内压的改变。结果显示，在注射LPS后6小时LVSP(110.53±10.32)开始下降，但与对照组(128.09±16.83)、LPS+PD组(120.12±18.29)和PD组(118.58±22.11)相比无显著差异；而dp／dt max(3546.36±438.58)与对照组(4043.96±1119.81)相比也无显著差异。而在LPS注射入体内7小时左右，动物心功能开始急剧下降，并陆续死亡，LPS感染大鼠7小时LVSP(48.31±11.03)与正常组(126.81±15.56)、LPS+PD组(107.60±21.83)和PD组(112.67±12.07)相比有显著降低(p=0.022)。而dp／dt max(1089.69±403.81)与对照组(4000.36±1000.54)、LPS+PD组(3817.05±951.83)和PD组(3704.35±234.05)之间也有显著降低(p=0.048)。而LPS处理组的各时间段LVEDP值和-dp／dt max值与对照组、LPS+PD组、PD组则均无显著差异。以上结果提示LPS在体内作用于心脏使心肌收缩功能减弱的程度相对于舒张功能的改变更加明显，而LPS+PD组大鼠在10小时左右也出现心功能急剧下降并死亡，提示PD对LPS损伤心肌有一定的保护作用，但不能完全使心肌免受LPS破坏。 LPS除了影响心脏收缩的机制外，光镜和电镜的形态学检查还发现，LPS处理组相对于正常组和PD组，其心肌组织有大量的断裂溶解，肌纤维间渗血，线粒体和溶酶体大量增生，未被破坏的肌纤维则代偿性的强烈收缩等现象。而PD组的心肌组织也有一定程度的破坏，但程度较LPS组轻。这一结果说明LPS可以破坏心肌组织，造成心肌纤维的结构和功能都遭到破坏。使用免疫组化方法观察在体心肌desmin在LPS感染后的改变时，发现Desmin在组织细胞内的结构分布并无显著变化，而灰度分析显示desmin的量(114.56±9.58)相对于正常组(133.65±4.46)、PD处理组(132.10±3.82)和LPS+PD处理组(120.934±3.95)有明显减弱(P＜0.01)，这提示desmin在受到LPS破坏后可能只有数量上的减少，但未被破坏的desmin仍可均匀分布于心肌细胞，这与细胞实验部分发现的结果吻合，我们认为desmin数量的减少仍有可能会影响心肌细胞的结构从而进一步影响心肌的功能。为了探讨LPS对心肌细胞是否有直接的损害作用，使用LPS对分离培养的单个心肌细胞进行刺激，结果发现LPS处理4小时后，细胞内desmin的分布和数量与对照组、LPS+calphostinC组和LPS+Y27632组无显著区别。而8小时后，LPS组心肌细胞内desmin的荧光强度显著减弱(31.33±2.23)与对照组(45.57±2.96，p=0.01)、LPS+calphostinC组(42.15±2.06，p=0.01)和LPS+Y27632组(42.40±1.57，p=0.01)相比，差别显著。而PKC激活剂TPA则可以在4小时时使心肌细胞内desmin荧光强度显著减弱(33.29±1.15)，与正常组相比有显著差异(p=0.01)。根据以上结果，我们推测LPS对心肌desmin有一定的破坏作用，但需要较长时间。而LPS造成这种破坏与心肌功能减弱的趋势大致是相同的，desmin的破坏受损可能是心肌功能减弱、心肌纤维受损的原因之一。而LPS对desmin的破坏作用可以被PKC的抑制剂和Rho激酶抑制剂加以缓解和保护，而PKC激活剂TPA则可以复制出与LPS一样的破坏作用，依此我们推断LPS对心肌desmin的破坏可能有磷酸化过程的参与，而PKC和Rho激酶途径可能是参与其中的两条途径。根据以上研究我们可以得出以下结论：在整体水平上，LPS可以对动物的心功能造成损害，导致动物心肌收缩功能的下降，而对舒张功能影响相对并不显著。在组织水平上，LPS可以导致心肌组织的明显破坏，肌纤维之间出现溶解断裂，纤维间充血严重，可导致收缩功能的下降。在超微结构水平上，LPS可导致心肌组织有大量的溶解破坏，部分未被破坏的心肌纤维则代偿性的强烈收缩，线粒体和溶酶体大量增生，反映了心肌细胞功能的紊乱。这也部分解释了在LPS感染后较长时间心功能下降幅度较小的原因。在细胞水平上，，在较长时间的刺激后，LPS可以使心肌细胞内desmin的数量减少，可能是通过溶解或是使desmin断裂造成的，而desmin的分布则大体正常。PKC的抑制剂calphostinC和Rho激酶抑制剂Y27632可以减少LPS对desmin的破坏作用。PKC激活剂TPA这可以达到与LPS相同的对desmin效果，且时间更快，提示LPS对desmin破坏可能需经过PKC和Rho激酶途径。
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【学位授予单位】：第一军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：R363

【参考文献】