全肝缺血再灌注后心肌及线粒体损伤的机制及防护

发布时间：2018-01-14 21:28

  本文关键词：全肝缺血再灌注后心肌及线粒体损伤的机制及防护　出处：《中国人民解放军军医进修学院》2009年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】： 背景与目的:肝脏移植术,肝脏大部切除术临床上极为常见,手术技术相当成熟,但术中需要阻断下腔静脉,门静脉及肝动脉的血流,手术过程复杂,造成全肝缺血再灌注损伤,不仅影响肝脏本身功能,对远隔脏器-心脏也会造成损伤。全肝缺血再灌注引起心脏损伤的的病理生理机制,至今尚未完全阐明。 本实验用手术的方法建立大鼠的全肝缺血再灌注模型,动态检测血浆H_2S、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)、醛固酮(aldosterone,ALD)及血清心肌肌酸激酶同功酶(MB isoenzyme ofcreatine kinase,CK-MB)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)的变化,检测心肌CSE活性及ALD、NF-kB含量,并用RT-PCR的方法检测心肌CaNmRNA及ALDH2mRNA的表达,观察心肌组织CaN Aβ基因及ALDH2基因表达的变化,同时光镜下观察心肌的病理损伤,电镜观察心肌线粒体形态和结构的变化。并应用H_2S供体NaHS、CaN抑制剂FK506、醛固酮拮抗剂螺内酯及激素甲基强的松龙(methylprednisolone,MP)进行干预,观察上述指标及线粒体琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase,SDH)活性、Ca~(2+)-ATPase及Na~+/K~+-ATPase的活性变化,进一步研究H_2S、CaN、醛固酮及激素在全肝缺血再灌注心肌损伤中的信号传导机制及各信号通路之间的相互作用,同时研究H_2S、CaN抑制剂FK506、醛固酮受体拮抗剂螺内酯及激素对心血管系统的保护作用。 本研究分为三部分:一、全肝缺血再灌注心肌损伤的机理研究;二、全肝缺血再灌注后心肌损伤的保护及其保护机理研究;三、全肝缺血再灌注后心肌损伤的线粒体机制及其干预研究。 方法:本实验用手术的方法建立大鼠的全肝缺血再灌注模型。第一部分实验分组:雄性Wistar大鼠88只,随机分为11组,每组8只:正常对照组;缺血20min组;缺血40min组;缺血20min再灌注2h组;缺血20min再灌注6h组;缺血20min再灌注12h组;缺血20min再灌注24h组;缺血20min再灌注48h组;缺血20min再灌注72h组;缺血40min再灌注6h组;缺血40min再灌注72h组。第二部分实验分组:雄性Wistar大鼠128只,随机分为16组,每组8只:正常对照组;缺血20min再灌注6h组;缺血40min再灌注6h组;缺血40min再灌注72h组;缺血20minFK506组:再通后立即给予腹腔注射FK506(0.1mg/kg);缺血20min NaHS组:再通后立即给予腹腔注射NaHS(28μmol/kg);缺血20min MP组:再通后立即给予腹腔注射MP(30mg/kg);缺血20min螺内酯组:螺内酯每天灌胃(20mg/kg),6天后手术;FK506组:假手术后给予腹腔注射FK506(0.1mg/kg);NaHS组:假手术后立即给予腹腔注射NaHS(28μmol/kg);MP组:假手术后立即给予腹腔注射MP(30mg/kg);螺内酯组:螺内酯每天灌胃(20mg/kg)持续6天后假手术;缺血40 min再灌注6h MP组:再通后立即给予腹腔注射MP(30mg/kg),再灌后6h处死;缺血40 min再灌注6h螺内酯组:螺内酯术前6天每天灌胃(20mg/kg),再灌注后6h处死;缺血40 min再灌注72h MP组:再通后立即给予腹腔注射MP(30mg/kg),再灌后72h处死;缺血40 min再灌注72h螺内酯组:螺内酯术前6天每天灌胃(20mg/kg),再灌后72h处死。再通后观察各组大鼠心肌病理、血浆H_2S、MDA、AngⅡ、ALD、TNF-α的变化,血清CK-MB、LDH的变化,同时检测各组大鼠心肌CSE活性、ALD、NF-kB含量;并用RT-PCR的方法检测心肌CaN mRNA、ALDH2 mRNA的表达。第三部分实验动物为80只雄性Wistar大鼠,随机分为10组,每组8只:正常对照组;缺血20min再灌注6h组;FK506组:假手术后给予腹腔注射FK506(0.1mg/kg);NaHS组:假手术后立即给予腹腔注射NaHS(28μmol/kg);MP组:假手术后立即给予腹腔注射MP(30mg/kg);螺内酯组:螺内酯每天灌胃(20mg/kg)持续6天后假手术;FK506干预组:再通后立即给予腹腔注射FK506(0.1mg/kg);NaHS干预组:再通后立即给予腹腔注射NaHS(28μmol/kg);缺血20min MP干预组:再通后立即给予腹腔注射MP(30mg/kg);缺血20min螺内酯干预组:螺内酯每天灌胃(20mg/kg),6天后手术。观察心肌线粒体膜电位、呼吸功能、SDH活性、Ca~(2+)-ATPase及Na~+/K~+-ATPase的活性变化。 结果:第一部分结果:与正常对照组比较,血浆MDA、血清TNF-α在缺血20min即有明显升高,再灌注后6h达高峰,其后虽有所下降,但仍维持在较高水平。血浆H_2S于缺血20min开始明显下降,再灌注后2h开始升高,6h达最高峰,至再灌注后72h逐渐恢复。而心肌CSE酶活性的变化稍晚于血浆H_2S,于创伤后12h最低,72h后才逐渐恢复。第二部分结果:与全肝缺血再灌注组比,四种干预药物血MDA、TNF-α、心肌NF-kB、ICAM-1含量均降低,NaHS组血浆H_2S含量增加,余药物干预组血浆H_2S含量减低,螺内酯组与FK506组心肌CSE酶变化不明显,余药物干预组下降。第三部分结果:与正常对照组比,缺血20min再灌注6h组线粒体呼吸功能下降,RCR及P/O明显降低,Na~+/K~+ATP酶,SDH酶及膜电位下降,Ca~(2+)-ATP酶含量升高。与缺血20min再灌注6h组比较,NaHS组、FK506组、MP组心肌线粒体呼吸功能明显改善,RCR、P/O及Na~+/K~+ ATP酶,SDH酶含量增加,Ca~(2+)-ATP酶含量升高,膜电位升高。与缺血20min再灌注6h组组比,螺内酯组线粒体RCR、Na~+/K~+-ATP酶、SDH酶及膜电位增加,Ca~(2+)-ATP酶减少。 结论:全肝缺血再灌注后可以造成远隔的心脏及线粒体损伤,全肝缺血再灌注后2～6小时,心肌损伤最重。炎细胞及炎性细胞因子的活化、过度的氧化应激、CaN信号通路及内源性血浆H_2S/心肌CSE体系均参与了全肝缺血再灌注后心肌损伤。外源性H_2S补充及CaN抑制剂FK506可以通过降低炎细胞浸润及炎性细胞因子激活、直接清除氧自由基、增加心肌线粒体呼吸功能、提高膜电位及线粒体ATP酶产量,对心肌损伤发挥保护作用。CaN信号通路及气体信号通路相互作用共同调节全肝缺血再灌注后的心肌及线粒体损伤。
[Abstract]:BACKGROUND & OBJECTIVE : The liver transplantation and liver resection are very common and the operation technique is quite mature . However , it is necessary to block the blood flow of inferior vena cava , portal vein and hepatic artery . The effects of H _ 2S , CaN , aldosterone and hormone on myocardial mitochondrial morphology and structure were observed . The effects of H _ 2S , CaN , aldosterone and hormone on cardiac mitochondrial membrane morphology and structure were observed . This study is divided into three parts : one , the mechanism of whole liver ischemia reperfusion myocardial injury , the protection of myocardial injury after the whole liver ischemia / reperfusion and its protective mechanism , the mitochondrial mechanism of myocardial injury after the whole liver ischemia and reperfusion and its intervention study .



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本文编号：1425402