IMD1-53對膿毒性休克大鼠心臟功能的保護作用及機制.pdf

1、膿毒癥是臨床常見的危重病癥，如不及時治療和控制，可導致膿毒性休克、多器官功能不全，甚至死亡，是當前重癥監(jiān)護室(Intensive Care Unit，ICU)死亡的主要原因。膿毒癥的發(fā)生率和死亡率較高，心臟功能障礙是膿毒癥致重要器官功能障礙，乃至患者死亡的重要原因之一。當膿毒癥伴有心臟功能障礙時，其死亡率高達70％以上。目前針對膿毒癥后心臟功能障礙尚無特異的治療措施。
　　垂體中葉素(Intermedin，IMD)是降鈣素基因相關

2、肽家族成員，以往的研究證實IMD在體內可降解為具有活性的IMD1-53片段，研究證實IMD1-53對缺血再灌注心肌具有明顯的保護作用，IMD1-53對缺血再灌注心肌的保護作用主要與其抗氧化、抑制細胞凋亡有關，但IMD1-53對膿毒性休克心臟收縮功能是否具有保護作用，其機制如何，目前無相關研究。
　　據(jù)此，本研究利用大鼠盲腸結扎穿孔(cecal ligation and puncture，CLP)復制膿毒性休克模型，以心肌為研究對象

3、，研究IMD1-53對膿毒性休克大鼠心臟收縮功能的保護作用并初步探討其機制。具體內容包含三部分:(1)IMD1-53對膿毒性休克大鼠心臟收縮功能的作用;(2)IMD1-53調節(jié)膿毒性休克心臟收縮功能的機制;(3)IMD1-53對膿毒性休克大鼠的整體保護效果。
　　主要實驗內容和方法:
　　用盲腸結扎穿孔術復制膿毒性休克模型，取心肌乳頭肌，用離體張力系統(tǒng)測定對異丙腎上腺素的反應性;急性分離心肌細胞，采用細胞微張力系統(tǒng)測定心肌細

4、胞的收縮力;用蛋白免疫印跡(western blot，WB)測定心肌Rho kinase和肌鈣蛋白亞單位(TroponinⅠ，TnⅠ)、TnⅠ磷酸化以及大電導鈣激活鉀通道(large conductanceCa2+-activated Kchannel，BKCa)的表達;用膜片鉗方法測定BKCa通道的電流。實驗分成三部分:第一部分主要從整體動物、離體心肌乳頭肌和心肌細胞水平觀察IMD1-53對膿毒性休克心臟收縮功能的影響;第二部分主要探

5、討IMD1-53對膿毒性休克大鼠心臟收縮功能的保護機制，分別從整體、離體和細胞水平研究鈣敏感性和鈣離子通路在IMD1-53保護膿毒性休克心臟收縮功能的作用及相關分子機制;第三部分主要在整體動物水平觀察IMD1-53是否通過保護心臟收縮功能來實現(xiàn)對膿毒性休克的保護作用。
　　主要研究結果:
　　第一部分 IMD1-53對膿毒性休克心臟收縮功能的保護作用
　　1、膿毒性休克后心臟功能明顯受損，表現(xiàn)為大鼠的心輸出量(card

6、iac output，CO)、心臟指數(shù)(cardiac index，CI)和每搏指數(shù)(stroke index，SI)明顯降低，整體給予IMD1-53(0.5μg/kg)后，可明顯改善膿毒性休克大鼠的心臟功能，CO、CI和SI顯著增加。
　　2、膿毒性休克后，心肌乳頭肌對異丙腎上腺素的反應性明顯降低，表現(xiàn)為乳頭肌對電刺激(0.2Hz，10ms)收縮幅度明顯降低，給予IMD1-53治療后，可明顯提高心肌乳頭肌對異丙腎上腺素的反應性。

7、
　　3、急性分離心肌細胞，采用細胞微張力系統(tǒng)測定心肌細胞收縮力，發(fā)現(xiàn):膿毒性休克后心肌細胞對電刺激(0.5Hz，5ms)收縮力明顯降低，輸注IMD1-53后，心肌細胞收縮力明顯升高。
　　上述結果說明:IMD1-53對膿毒性休克心臟收縮功能具有明顯的保護作用。
　　第二部分 IMD1-53對膿毒性休克大鼠心臟收縮功能的保護機制
　　1、IMD1-53保護膿毒性休克心臟收縮功能與Rho kinase/TnⅠ磷酸化

8、通路的關系
　　(1)膿毒性休克后，心肌組織的Rho kinase表達明顯下降，TnⅠ磷酸化水平明顯升高，IMD1-53處理可明顯增加Rho kinase的表達和降低TnⅠ磷酸化水平。
　　(2)膿毒性休克后，大鼠的心肌乳頭肌的收縮反應性和最大收縮張力(maximalcontraction tension，Emax)均明顯降低;IMD1-53治療后，心肌乳頭肌收縮反應性明顯升高;Rho kinase的抑制劑Y27632（10

9、-5mol/L）可明顯拮抗IMD1-53對膿毒性休克心肌乳頭肌反應性的增加。
　　(3)膿毒性休克后Rho kinase的表達明顯下降，IMD1-53治療后可增加其表達，Rho kinase抑制劑Y27632(10-5mol/L)可拮抗由IMD1-53引起的Rho kinase表達的增高，同時Rho kinase抑制劑Y27632(10-5mol/L)可以拮抗由IMD1-53引起的TnI磷酸化水平的降低。
　　結果說明:Rh

10、o kinase/TnⅠ磷酸化通路在IMD1-53保護膿毒性休克心臟收縮功能中有重要作用。
　　2、IMD1-53保護膿毒性休克心臟收縮功能與BKCa的關系
　　在整體實驗中，膿毒性休克以及IMD1-53治療后，BKCa的表達無顯著變化，但在離體實驗用LPS(lipopolysaccharide，100μg/ml)刺激心肌細胞模擬膿毒性休克后，心肌細胞BKCa通道明顯開放，BKCa的電流增加，IMD1-53可降低由LPS刺激

11、引起的BKCa開放;BKCa的開放劑(NS1619，300μmol/L)可拮抗由IMD1-53引起的膿毒性休克心肌收縮反應性的增加。
　　第三部分 IMD1-53對膿毒性休克大鼠的整體效果
　　1、IMD1-53對膿毒性休克大鼠組織氧供、氧耗、器官血流量和血氣的影響
　　膿毒性休克后，大鼠組織氧供、氧耗以及肝、腎、腸的血流量顯著降低，IMD1-53(0.5μg/kg)治療可明顯改善組織氧供、氧耗和肝、腎、腸的血流量;與

12、膿毒性休克比較，大鼠的PaO2和SaO2在IMD1-53復蘇后有所升高。
　　2、IMD1-53對膿毒性休克大鼠存活時間和存活率的影響
　　膿毒性休克后，大鼠的存活時間和存活率均顯著降低，72h平均存活時間為5.1h，無動物存活超過72h，IMD1-53(0.5μg/kg)可明顯延長大鼠的存活時間，提高存活率，IMD1-53早期和晚期治療后72h平均存活時間分別為25.8h和19.6h，存活率分別為5/16和4/16。結果說