超细纳米锌颗粒对心肌梗死小鼠心脏结构功能的影响

发布时间：2020-08-22 15:17

【摘要】：目的:我们推测空气中的纳米金属锌颗粒会加剧心肌梗死心脏的结构功能重塑,利用小鼠冠状动脉结扎法建立心肌梗死模型,对模型小鼠进行呼吸控制,采用超声心动图、组织病理学技术、免疫荧光技术、酶联免疫吸附试验等手段分析空气中纳米金属锌颗粒成分对心肌梗死后心脏功能结构的影响,为预防空气污染对缺血性心脏病的恶化提出理论依据。方法:1.将实验小鼠按照随机分组分成3组,正常对照组15只,心肌梗死组30只以及心梗后颗粒吸入组30只;2.对心梗组以及心梗后颗粒吸入组小鼠实施冠状动脉结扎手术建立心肌梗死模型,正常对照组只开胸穿线,不实施冠状动脉结扎术,其他操作同心肌梗死组;3.将心梗后颗粒吸入组小鼠放入特殊设计的呼吸控制盒内,并使用雾化器气溶胶发生器将含有超细纳米锌颗粒的溶液雾化至呼吸盒内以实施呼吸控制实验;4.实施呼吸控制8周后使用小动物超声系统检测各组小鼠心脏功能,包括左室收缩末期内径(LVEDS),左室舒张末期内径(LVEDD),左室收缩末期容积(LVEVS),左室舒张末期容积(LVEVD),每搏输出量(SV),射血分数(EF),短轴缩短率(FS)左室前壁收缩期厚度(LVAWS),左室前壁舒张期厚度(LVAWD),左室后壁收缩期厚度(LVPWS),左室后壁舒张期厚度(LVPWD)以及心率(HR);5.采用Masson三色法检测梗死区心肌胶原含量变化,判定心肌纤维化的情况;6.使用免疫荧光检测心肌细胞的数量,形态变化以及细胞增殖率;7.采用原位末端转移酶标记法(TUNEL)检测各组小鼠心肌细胞的凋亡情况;8.通过酶联免疫法(ELISA)检测检测小鼠血清内白介素11(IL-11),肾上腺素(A),去甲肾上腺素(NA),多巴胺(DA)水平。结果:1.小鼠术死亡率:造模小鼠共60只,其中术后1h内因急性心力衰竭死亡12只,术后3天内因感染或心力衰竭死亡5只,呼吸控制实验过程中死亡4只,其中心梗组死亡率为30%,心梗后颗粒吸入组死亡率为40%;2.小鼠超声检测:在实施呼吸控制8周后,结果显示与正常对照组相比,心梗组的LVEDS,LVEDD,LVEVS,LVEVD,均显著性增大(P0.05),同时EF,FS,均显著降低降低(P0.05),小鼠心室扩张,心功能降低。与心梗组比较,心梗后颗粒吸入组的LVEDS,LVEDD,LVEVS显著性增大(P0.05),同时SV,EF,FS,LVAWS,LVAWD,LVPWS,LVPWD均显著降低(P0.05),说明吸入超细颗粒后小鼠心室扩张加剧,心功能降低;3.Masson三色染色:与正常对照组相比,心梗组与心梗后颗粒吸入组均有明显的胶原沉积(P0.05),与心梗组对比,心梗后颗粒吸入组心肌细胞间的胶原含量更加明显(P0.05),可见吸入超细纳米锌颗粒加剧心梗后胶原含量的沉积,同时加剧左心室的心室病理性重构;4.细胞膜染色结果:与正常对照组相比,心梗组的心肌细胞均明显增大(P0.05),与心梗组对比,心梗后颗粒吸入组的心肌细胞显著增大(P0.05)。表明吸入超细颗粒后使心梗细胞继续增大,同时,细胞大小差异大,排列错乱;5.心肌细胞增生:与正常组对比,心梗组与心梗后颗粒吸入组荧光结果中,PH3阳性率明显减少,表明心肌增殖数明显减少(P0.05)。然而,与心梗组相比,心梗后颗粒吸入组PH3阳性表达无明显差异(P0.05),说明吸入超细纳米锌颗粒不会抑制心梗心肌细胞的增殖;6.心肌细胞凋亡:与正常对照组比较,心梗组与心梗后颗粒吸入组细胞凋亡显著升高(P0.05),与心梗组对比,心梗后颗粒吸入组梗死区域细胞凋亡数明显增多(P0.05)。表明吸入超细纳米锌粉颗粒能促使心梗心脏梗死区的细胞凋亡;7.血清白介素11(IL-11)含量:与正常对照组相比,心梗组以及心梗后颗粒吸入组血清中的IL-11虽有降低,但无明细统计学差异(P0.05)。同时,与心梗组相比,心梗后颗粒吸入组血清中的IL-11也无明显统计学差异(P0.05);8.血清儿茶酚胺含量8.1血清肾上腺素表达水平:与正常对照组相比,心梗组以及心梗后颗粒吸入组血清中的肾上腺素显著升高(P0.05)。同时,与心梗组相比,心梗后颗粒吸入组血清中的肾上腺素显著升高(P0.05);8.2去甲肾上腺素表达水平:与正常对照组相比,心梗组血清中的去甲肾上腺素含量无明显差异(P0.05)。同时,与心梗组相比,心梗后颗粒吸入组血清中的去甲肾上腺素显著升高(P0.05);8.3多巴胺表达水平;与正常对照组相比,心梗组以及心梗后颗粒吸入组血清中的多巴胺无显著差异(P0.05)。同时,与心梗组相比,心梗后颗粒吸入组血清中的多巴胺也无明显差异(P0.05)。结论:1.超细纳米锌颗粒可导致心肌梗死小鼠心功能进一步降低;2.超细纳米锌颗粒导致小鼠梗死区胶原含量增加,加剧心肌纤维化程度,同时心肌细胞肥大,细胞排列错乱,心肌细胞凋亡增加,从而加剧心脏病理性重构。但对心肌梗死后心肌细胞增值无明细影响;3.超细纳米锌颗粒虽然不影响小鼠血清中IL-11,多巴胺的表达,但可提高血清中肾上腺素和去甲肾上腺素的含量,说明其可兴奋交感-肾上腺髓质系统,通过体液环境的改变加剧心脏功能结构的变化而加剧心功能的恶化。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R99
【图文】：

实验研究电监测系统实时监测小鼠心电变化，小鼠胸部进行备皮，采用碘伏对其胸部皮肤消毒，开胸时依次切开皮肤，浅筋膜，深筋膜，注意回避血管，随后使用眼科剪剪断第三第四肋，打开胸腔，剥开心包，结扎冠状动脉。心电检测结果显示 ST 段抬高，同时结扎部位及以下心肌组织变白或紫绀，则说明心梗手术成功。使用无菌棉球清理胸腔，确定无明显活动性出血，逐层缝合切口，撤去呼吸机后观察动物自主呼吸状况，待动物自主呼吸良好，移除气管插管。动物苏醒后送饲养室饲养，自由饮食以水。术后连续 3 天每天肌注 8 万单位青霉素以防止切口感染。正常对照组不对其进行冠脉结扎操作，其余同心梗组以及颗粒吸入组。

注 8 万单位青霉素以防止切口感染。正常对照组不对其进行冠脉结扎操作，其余同心组以及颗粒吸入组。图 2-1 心电监测 ST 段抬高心梗.2.3 呼吸控制经心梗手术后一周，对心梗后颗粒吸入组实施呼吸控制 8 周，每周 4 天，每天 5 小。将小鼠置于特殊设计的通风盒内，通过雾化气溶胶发生器对盒内的空气成分进行调，通过雾化过程，使颗粒组小鼠吸入超细纳米锌颗粒，通气量为每小时 0.9 m3，颗粒度 500 μg/m3[13]。同时其余两组也置于通风盒中，吸入雾化蒸馏水。

实验研究前期准备：1. 将所有试剂和样本从冰箱中取出，平衡至室温；2. 将 5X 的分析稀释液 D 以及 5X 分析稀释液 B 使用蒸馏水稀释到 1X 使用浓度；3. 使用 1X 分析稀释液 D 将样本稀释 2 倍；4. 取出冻干的标准品，将 400 μl 1X 分析稀释液 D 加入标准品中，轻微摇晃，帮助标准品溶解，完全溶解后即得到浓度为 450 ng/ml 标准溶液。取 6 个洁净的 1 ml EP 管标 1-6 号。在每个管内加入 300 μl 1X 稀释液 D，使用移液枪从标准品原液中吸取 150 μ加入 1 号管，轻轻吹打，再吸出 150 μl 至 2 号管，轻轻吹打，以此类推，直到 5 号管为止，6 号管仅含 1X 稀释液 D，具体操作如下图 2-3：

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本文编号：2800824