右美托咪定后处理对心肌缺血再灌注损伤的影响及机制研究

发布时间：2018-04-16 08:33

  本文选题：右美托咪定 + 心肌缺血再灌注损伤　； 参考：《安徽医科大学》2016年博士论文

【摘要】：急性心肌梗死(Acute Myocardial Infarction,AMI)为心肌急性的、持续的缺血缺氧而引发的心肌坏死,其发生率正逐年上升,首选的最有效的治疗措施为恢复梗死区血流灌注,但是随之而来的心肌缺血-再灌注损伤(Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury,MIRI)也成了一个亟待解决的难题。心肌缺血再灌注损伤是重新获得血液供应的心肌组织反而产生更加严重的损伤的现象。现如今认为其产生机制有三个:过量的自由基攻击、钙超载以及活化的中型粒细胞产生的损伤作用。受到再灌注损伤的心肌超微结构不可逆坏死,从而引起代谢和功能的紊乱。右美托咪定(Dexmedetomidine,DEX)是亲脂的,G蛋白偶联的,高选择性,α2-R激动剂,有三种亚型(α2A、α2B、α2C),该药无呼吸抑制,可以镇痛、抗焦虑、抗惊厥、镇静、血流动力学稳定以及减少患者在插管和拔管时应激反应的作用。临床实验表明,在使用右美托咪定时可适当减少其他全身麻醉用药,改善苏醒恢复等作用,是临床应用前景广阔的麻醉辅助药。此外,有学者证实右美托咪定对于人体许多脏器具有一定的保护作用,如脑、肺、心脏、肝脏以及肾脏等。在心血管保护方面,已有研究表明右美托咪定对于离体心脏缺血再灌注损伤具有保护作用,而对于在体心脏的缺血-再灌注损伤的研究鲜有报道。因此本研究选择成年SD(Spragus-Dawley)大鼠,建立心肌缺血-再灌注模型,采用右美托咪定和PI3K/Akt信号通路阻断剂渥蔓青进行干预,通过比较各组大鼠血流动力学变化,各种血浆因子变化,心脏病理学改变以及分子生物学指标变化来观察右美托咪定对大鼠在体急性心肌缺血-再灌注损伤是否具有保护作用,并初步探讨其作用机制。本研究内容分为以下两个部分:1.右美托咪定后处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响我们将48只雄性SD大鼠随机分为8组:假手术组(Sham组)、缺血再灌注组(I/R组)、缺血后处理组(IPO组)、DEX后处理5μg/kg,10μg/kg、20μg/kg(DEX5、DEX10、DEX20)组。通过结扎大鼠冠状动脉左前降支建立急性心肌缺血再灌注模型。监测并记录大鼠在手术实验过程中的血流动力学指标,包括心率(heart rate,HR)、左心室舒张压(left ventricular diastolic pressure,LVDP)、左心室舒张末压(left ventricular end-diastolic pressure,LVEDP)、左心室内压最大上升速率(maximal rate of the increase of left ventricular pressure,+dp/dtmax)和左心室内压最大下降速率(maximal rate of the decrease of left ventricular pressure,-dp/dtmax),并计算心肌做功量(rate pressure product,RPP)。采用紫外分光光度法检测缺血-再灌注2 h后血浆中乳酸脱氢酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌钙蛋白I(CTn I)和丙二醛(MDA)的含量。利用Evan’s blue-TTC双染法测定各组大鼠心脏梗死面积。观察各组心脏组织病理切片HE染色观察心肌组织病理学改变。结果显示与S组相比,I/R组大鼠的HR,LVDP,±dp/dtmax以及RPP均有所下降(P0.05~P0.01),而LVEDP有所增高(P0.05~P0.01);与I/R组相比较,DEX(5,10,20)组的大鼠HR,LVDP,±dp/dtmax以及RPP均有所增加,LVEDP有所降低(P0.05~P0.01)。与S组相比,血浆中LDH活力、CTn I、CK-MB和MDA含量有所增加,同时SOD活性下降(P0.05~P0.01),与I/R组相比较,IPO组、DEX(5,10,20)组血浆LDH活力、CTn I、CK-MB和MDA含量有所下降,同时SOD活性有所增加(P0.05~P0.01),并且DEX的量对于各个血浆因子的含量以及活性有着剂量依赖性的影响。心肌组织病理切片HE染色结果表明I/R组心肌损伤严重,心肌细胞肿胀、排列紊乱,可见炎性渗出,而给与DEX后心肌损伤有所减轻。心肌梗死面积测定结果表明DEX(10,20)可以降低大鼠心肌缺血-再灌注损伤后心肌梗死面积(P0.01)。由此可得出结论,右美托咪定后处理可以使血浆中LDH活力、CTn I、CK-MB和MDA含量下降以及SOD活性增加有关,减轻大鼠心肌缺血-再灌注损伤,灌注末LVDP,±dp/dtmax以及RPP均有所增加,LVEDP有所降低,左心室功能有所改善,这种保护作用呈剂量依赖性。2.PI3K/Akt通路在右美托咪定后处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤影响中的作用以及右美托咪定后处理心肌保护对细胞凋亡的影响我们将32只雄性SD大鼠随机分为4组:缺血再灌注组(I/R组)、DEX 20μg/kg后处理(DEX20)组、DEX 20μg/kg加渥蔓青处理组(DEX20+Wort组)和渥蔓青组(Wort组)。通过结扎大鼠冠状动脉左前降支建立急性心肌缺血再灌注模型。监测并记录大鼠在手术实验过程中的血流动力学指标,包括心率(HR)、左心室舒张压(LVDP)、左心室舒张末压(LVEDP)、左心室内压最大上升/下降速率(±dp/dtmax),并计算心肌做功量(rate pressure product,RPP)。采用紫外分光光度法检测各组大鼠缺血-再灌注2 h后血清中乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及丙二醛(MDA)、肌钙蛋白I(CTn I)的含量。利用Evan’s blue-TTC双染法测定各组大鼠心脏梗死面积。观察各组大鼠心脏切片HE染色观察心肌组织病理学改变。Western blotting法检测P-Akt、cleaved caspase-3以及P-GSK 3β在心肌组织中的表达;RT-PCR检测凋亡相关基因Bax、Bcl-2 m RNA在心肌组织中的表达。结果显示与I/R组相比,DEX20组大鼠的HR,LVDP,±dp/dtmax以及RPP均有所升高(P0.05~P0.01),而LVEDP有所降低(P0.05~P0.01);与DEX20组相比较,DEX20+Wort组以及Wort组大鼠HR,LVDP,±dp/dtmax和RPP均有所降低,LVEDP有所升高(P0.05~P0.01)。与I/R组相比,DEX 20μg/kg后处理组大鼠血清中的LDH活力、CTn I、CK-MB和MDA含量有所下降,同时SOD活性有所增加(P0.05~P0.01),而与DEX20组相比较,DEX20+Wort组以及Wort组大鼠血清中CK-MB和MDA含量,CTn I含量,LDH活力增加,同时SOD活性减低(P0.05~P0.01)。在蛋白水平,与I/R组相比,DEX20组心肌组织中P-Akt和P-GSK 3β的表达增加(P0.05~P0.01),而cleaved caspase-3的表达下降(P0.01),与DEX20组相比,DEX20+Wort组以及Wort组心肌组织中P-Akt和P-GSK 3β的表达降低(P0.05~P0.01),而cleaved caspase-3的表达升高(P0.05)。在m RNA水平,与I/R组比较,DEX20组中Bcl-2的m RNA表达和Bcl-2/Bax的比例明显增加(P0.01),Bax明显降低;而当给予了Wort后,与DEX20组相比,DEX20+Wort组中Bcl-2的m RNA表达和Bcl-2/Bax的比例明显降低(P0.01),Bax明显增加。心肌组织病理切片,HE染色,显示:I/R组的心肌细胞排列紊乱、肿胀断裂,给予DEX干预后可看到心肌损伤情况明显改善,炎性渗出减少。与I/R组相比,DEX20组心肌梗死面积有所减少(P0.01),而加入渥蔓青后DEX的保护作用有所降低,心肌梗死面积增大(P0.05~P0.01)。由此可得出结论,在在体大鼠心肌缺血-再灌注损伤中,右美托咪定后处理通过PI3K/Akt信号通路减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤,而该作用可能通过糖原合酶激酶(GSK-3β)通路介导。同时,给予右美托咪定可以减少细胞凋亡的发生,产生一定的保护作用。心肌缺血再灌注损伤是心脏瓣膜置换手术中常见的并发症,影响心功能恢复,心肌缺血再灌注损伤、体外循环均与炎性反应有密切联系,寻求有效的措施减炎性反应对心肌缺血再灌注损伤有着重要的意义。本研究观察右美托咪定后处理对心脏瓣膜置换术患者心肌缺血再灌注损伤的影响。并探讨其可能机制。我们选择择期行心脏瓣膜置换术患者30例,年龄30~65岁,ASA分级II或III级,心功能分级II或III级。采用随机数字表法,将患者随机分为2组(n=15):对照组(C组)、右美托咪定组(D组)、D组经颈内静脉泵入右美托咪定0.6μg·kg-1,给药时间15min,随后以0.2μg·kg-1·h-1速率输注至术毕。C组输注等容量生理盐水。于麻醉诱导前即刻(T0)、主动脉开放2h(T1)、4h(T2)、8h(T3)、24h(T4)、48h(T5)时抽取桡动脉血样,测定血浆心肌肌钙蛋白I(c Tn I)、丙二醛(MDA)的浓度和磷酸肌酸激酶同工酶(CK-MB)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,测定白介素-6(IL-6)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)血清浓度。记录麻醉诱导前(Ta)、后处理开始前即刻、后处理负荷量注入后即刻和术毕HR、MAP。记录CPB时间、主动脉阻断时间、心脏复跳情况(自动或除颤)、ICU停留时间及心血管不良事件发生情况。结果显示两组患者一般情况、各时点MAP和HR、CPB时间、主动脉阻断时间均无统计学差异(P0.05)。心脏自动复跳率D组高于C组,与T0时比较,T1~T4时两组血清SOD活性均下降,而血清MAP、c Tn I、CK-MB、IL-6、TNF-α浓度升高,差异有统计学意义(P0.05)。两组之间比较,T1~T4时D组患者血清c Tn I、CK-MB、IL-6、TNF-α升高均低于C组(P0.05),SOD活性下均低于C组(P0.05)。与C组相比,D组术后拔出气管导管时间、ICU停留时间明显缩短,(P0.05),术后心血管不良事件发生例数下降;由此可得出结论,CPB下心脏瓣膜置换手术发生了心肌细胞损害,出现了心肌缺血再灌注损伤。右美托咪定后处理可能通过抑制炎性反应,减轻心脏瓣膜置换术患者心肌缺血再灌注损伤。
[Abstract]:Myocardial ischemia - reperfusion injury ( AMI ) is a serious problem in myocardial ischemia - reperfusion injury . We divided 48 male SD rats into 8 groups : sham operation group ( Sham group ) , ischemia / reperfusion group ( I / R group ) , ischemic posttreatment group ( IPO group ) , DEX post - treatment 5 渭g / kg , left ventricular diastolic pressure , LVDP , left ventricular end - diastolic pressure , left ventricular diastolic pressure , left ventricular internal pressure maximum rate of the increase of left ventricular pressure , + dp / dtmax , and left ventricular pressure ( - dp / dtmax ) , and calculated the myocardial work volume ( RPP ) . In comparison with group S , the activity of LDH , LVDP , 卤 dp / dtmax and RPP in rats were decreased ( P0.05 锝，

本文编号：1758139