一氧化碳饱和的血红蛋白类携氧载体（CO-HBOC）对小鼠高原缺氧性心肌损伤的保护作用及其机制的研究

发布时间：2017-11-21 03:17

  本文关键词：一氧化碳饱和的血红蛋白类携氧载体（CO-HBOC）对小鼠高原缺氧性心肌损伤的保护作用及其机制的研究

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【摘要】：当人体快速暴露于高原低压低氧环境时,心脏会遭受不同程度的损伤,导致心脏功能障碍。一氧化碳(Carbon monoxide,CO)是体内极其重要的信号调节分子,具有潜在的抗炎和抗凋亡等广泛的生理作用。正常情况下,一氧化碳可在哺乳动物体内通过血红素加氧酶分解血红蛋白而产生。大量研究证实补充外源性CO可减轻缺氧或缺血再灌注损伤。目的:本研究采用C57BL/6小鼠在低压低氧舱内处理一周来模拟海拔5500米的高原低氧环境,建立小鼠心肌损伤模型,通过测定小鼠心脏功能、血清中细胞因子以及线粒体功能的改变,研究一氧化碳饱和的血红蛋白类携氧载体(CO-HBOC)对高原低压低氧下心脏损伤的保护作用,从而为临床中防治高原低压低氧引起的心脏损伤提供理论依据和技术支持。方法:1.40只雄性C57BL/6小鼠,体重25±5g,随机分成4组:常氧+生理盐水(N),高原缺氧+生理盐水(H),高原缺氧+CO-HBOC(H+COHBOC),高原缺氧+氧饱和的血红蛋白类携氧载体(H+O2-HBOC)。所有小鼠置于低压氧舱常氧环境适应性饲养三天,然后,H组,H+CO-HBOC组,H+O2-HBOC组连续暴露于低压低氧(模拟5500m的高原环境)8小时/天×7天。暴露于低压低氧环境的前3天,H+CO-HBOC组,H+O2-HBOC组分别尾静脉注射给予CO-HBOC和O2-HBOC(0.3g/Hb/kg/天)完成预处理。N组,H组给予等剂量的生理盐水0.9%Na Cl。每天给药完成后,观察30分钟,N组无特殊处理,只暴露于常氧常压环境。实验的后四天无需注射药物,直接暴露于常氧或低压氧舱内。2.低压氧舱暴露7天完毕后,采用泰盟生理记录仪(BL-420A)测量在体左心室功能参数,左心室形成压(LVDP),左心室舒张末期压(LVEDP),左心室内压最大上升速率(+dp/dt),左心室内压最大下降速率(-dp/dt).观察CO-HBOC预处理对低压低氧暴露后左心室功能的改善作用。3.采用全自动血液分析仪(BC-3000Plus,迈瑞)测定血液中的红细胞计数(RBC),血红蛋白(HB),红细胞比容(HCT)。4.采用生化分析仪检测小鼠血清中肌酸激酶同工酶(CK-MB)和乳酸脱氢酶(LDH)的含量变化。5.采用MILLIPLEX MAP液相芯片高通量检测方法测定血清中的炎症因子白介素-2(interleukin-2,IL-2),白介素-4(interleukin-4,IL-4),白介素-6(interleukin-6,IL-6),白介素-17A(interleukin-17A,IL-17A),γ-干扰素(interferon-gamma,INF-γ),肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及免疫球蛋白(免疫球蛋白A(immunoglobulin A,Ig A),免疫球蛋白M(immunoglobulin M,Ig M),免疫球蛋白G(immunoglobulin G,Ig G))。6.采用商用试剂盒测量法测定心肌线粒体中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD),过氧化氢酶(hydrogen peroxide,H2O2),氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione,GSSH),丙二醛(malondialdehyde,MDA),谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量变化,使用分光光度法检测琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase,SDH),细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase,COX)的活性变化,并通过GSH和GSSG的含量计算出氧化还原电势(Eh)值。结果:1.暴露于低压氧舱后小鼠左心室心功能参数的比较:与N组相比,H组LVDP和±dp/dt均显著下降,LVEDP显著增加;H+O2-HBOC组与H组相比,LVDP显著差异(P0.05),而H+CO-HBOC组分别与H组和H+O2-HBOC组相比,LVDP都明显升高(P0.001和P0.001);H+O2-HBOC组和H+CO-HBOC组的±dp/dt都明显高于H组(P0.001和P0.001),且H+CO-HBOC组与H+O2-HBOC组相比,升高更加明显(P0.001);与H组相比,H+CO-HBOC组和H+O2-HBOC组LVEDP均明显降低(P0.001和P0.001),而H+CO-HBOC组与H+O2-HBOC组相比降低更加显著(P0.001)。2.暴露于低压氧舱后小鼠血液参数的比较:与H组相比,H+O2-HBOC组HB,RBC,HCT无显著差异(P0.05);而H+CO-HBOC组分别与H组和H+O2-HBOC组相比,HB,RBC,HCT都明显升高(P0.01和P0.05).3.暴露于低压氧舱后小鼠血清中CK-MB的比较:与N组相比,H组CK-MB释放明显增加;与H组相比,H+O2-HBOC组和H+CO-HBOC组CK-MB释放明显明显减少(P0.001和P0.001),但H+CO-HBOC组和H+O2-HBOC组无显著差异(P0.05)。4.暴露于低压氧舱后小鼠血清中LDH的比较:与N组相比,H组LDH释放明显增加;与H组相比,H+O2-HBOC组释放减少(P0.01),H+CO-HBOC组LDH释放减少更加明显(P0.001),但H+CO-HBOC组与H+O2-HBOC组无显著差异(P0.05)。5.暴露于低压氧仓后小鼠血清中促炎因子(IL-2,IL-6,IL-17A,IFN-γ,TNF-α)的比较:与N组相比,H组血清中促炎因子(IL-2,IL-6,IL-17A,IFN-γ,TNF-α)明显增加;与H组相比,H+O2-HBOC组和H+CO-HBOC组IL-2,IL-6,IL-17A,IFN-γ,TNF-α显著减少(P0.001和P0.001),但H+CO-HBOC组与H+O2-HBOC组无显著差异(P0.05)。6.暴露于低压氧舱后小鼠血清中抗炎因子IL-4的比较:H+O2-HBOC组与H组相比无统计学意义(P0.05);H+CO-HBOC组分别与H组和H+O2-HBOC组相比,H+CO-HBOC组IL-4都显著增加(P0.01和P0.01)。7.暴露于低压氧舱后小鼠血清中免疫球蛋白Ig A的比较:与H组相比,H+O2-HBOC组Ig A稍增加(P0.05),H+CO-HBOC组Ig A明显增加(P0.001);H+CO-HBOC组与H+O2-HBOC组相比增加更明显(P0.001)。8.暴露于低压氧舱后小鼠血清中免疫球蛋白Ig G的比较:与H组相比,H+O2-HBOC组和H+CO-HBOC组Ig G都明显增加(P0.05和P0.001);H+CO-HBOC组比H+O2-HBOC组增加更显著(P0.001)。9.暴露于低压氧舱后小鼠血清中免疫球蛋白Ig M的比较:H+O2-HBOC组与H组相比无统计学意义(P0.05);H+CO-HBOC组分别与H组和H+O2-HBOC组相比,Ig M均显著升高(P0.001和P0.001)。10.暴露于低压氧舱后小鼠心肌线粒体中SDH活性的比较:与H组相比,H+O2-HBOC组和H+CO-HBOC组SDH活性均明显增加(P0.001和P0.001);H+CO-HBOC组比H+O2-HBOC组增加更明显(P0.001)。11.暴露于低压氧舱后小鼠心肌线粒体中COX,SOD活性的比较:与H组相比,H+O2-HBOC组COX,SOD活性稍增加(P0.05),H+CO-HBOC组COX,SOD活性明显增加(P0.001);而H+CO-HBOC组比H+O2-HBOC组增加更明显(P0.01)。12.暴露于低压氧舱后小鼠心肌线粒体中MDA含量的比较:H+O2-HBOC组与H组相比无统计学意义(P0.05);H+CO-HBOC组分别与H组和H+O2-HBOC组相比都明显降低(P0.001和P0.001)。13.暴露于低压氧舱后小鼠心肌线粒体中H2O2含量的比较:与H组相比,H+O2-HBOC组H2O2含量稍降低(P0.05),H+CO-HBOC组H2O2含量明显降低(P0.01);H+CO-HBOC组比H+O2-HBOC组降低更明显(P0.05)。14.暴露于低压氧舱后小鼠心肌线粒体中Eh值的比较:H+O2-HBOC组与H组相比无统计学意义(P0.05);H+CO-HBOC组分别与H组和H+O2-HBOC组相比Eh值明显增加(P0.001和P0.001)。结论:1.CO-HBOC对暴露于低压氧舱后小鼠的心脏具有明确的保护作用,能显著提高小鼠左心室收缩和舒张功能。2.CO-HBOC能显著抑制暴露于低压氧舱后小鼠血清中CK-MB和LDH含量的升高,这表明CO-HBOC减轻了低压低氧对小鼠心肌的损伤。3.CO-HBOC能显著抑制暴露于低压氧舱后小鼠血清中促炎症因子IL-2,IL-6,IL-17A,IFN-γ,TNF-α升高,而促进抗炎症因子IL-4和免疫球蛋白Ig A,Ig M,Ig G的升高,这表明抗炎机制参与了CO-HBOC对高原缺氧性损伤心脏的保护作用。4.暴露于低压氧舱后小鼠心肌线粒体中SDH,COX,SOD,Eh值明显降低,MDA,H2O2却明显增加,说明低压低氧可能通过氧化应激对心肌造成氧化损伤,CO-HBOC对心脏的保护可能通过对线粒体的抗氧化机制发挥作用。
【学位授予单位】：西南医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R614

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