硫化氫對離體大鼠心臟急性心肌缺血損傷后線粒體功能的影響.pdf

1、心肌缺血損傷，從而繼發(fā)的心律失常和收縮功能減退是導(dǎo)致臨床上各種類型冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病患者血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定、循環(huán)衰竭、甚至猝死的重要原因。但心肌缺血后，其損傷和抗損傷的機(jī)制，至今尚未完全了解。硫化氫(hydrogen sulfide，H2S)—作為繼一氧化氮(nitric oxide，NO)和一氧化碳(carbon monoxide，CO)后的第三種重要的氣體化學(xué)遞質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)信號分子，在哺乳動(dòng)物循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，主要由胱硫醚-γ-裂解酶(

2、cystathionine-γ-lyase，CSE)催化L-半胱氨酸代謝而產(chǎn)生。近年的研究已表明，內(nèi)源性H2S能夠通過抑制炎癥反應(yīng)、減輕鈣超載、減少細(xì)胞凋亡、縮小心肌梗死面積，挽救存活心肌，恢復(fù)心肌功能，且能抑制血管平滑肌細(xì)胞增生，逆轉(zhuǎn)血管重構(gòu)，促進(jìn)受損內(nèi)皮細(xì)胞修復(fù)。然而，其對急性心肌缺血損傷后線粒體功能的影響尚未見報(bào)道。本研究通過建立離體大鼠急性心肌缺血損傷模型，觀察大鼠在不同時(shí)間內(nèi)源性H2S含量和CSE活性的變化，在此基礎(chǔ)上給予H2

3、S的供體—硫氫化鈉(sodium hydrosulfide，NaHS)，觀察其對心肌缺血損傷后線粒體功能的影響。
　　第一部分離體大鼠心臟缺血心肌內(nèi)源性硫化氫/胱硫醚-γ-裂解酶體系的變化
　　目的:觀察離體大鼠心臟急性心肌缺血過程中不同時(shí)間內(nèi)源性H2S含量和CSE活性的變化。
　　方法:健康雄性SD大鼠(250-300g)共160只，隨機(jī)分為6組:①、假手術(shù)組;②、缺血30min組;③、缺血1h組;④、缺血2h組;⑤

4、、缺血3h組;⑥、缺血4h組。假手術(shù)組共80只（不同時(shí)間點(diǎn)各16只），其余各組各16只。其中80只觀察計(jì)算梗死體積，另80只測定其他指標(biāo)。假手術(shù)組只穿線不結(jié)扎，缺血組結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支。分別于30min、1h、2h、3h、4h應(yīng)用Powerlab/8s多導(dǎo)生理儀記錄各組大鼠左室發(fā)展壓(LVDP)、左室壓力變化速率(±dp/dtmax)，測定冠脈流量(CF);分別采用去蛋白法和亞甲基藍(lán)法檢測心肌組織中H2S含量和CSE的活性;以Evan

5、's藍(lán)和TTC雙染法對心肌組織切片染色，觀察并計(jì)算心肌梗死體積。
　　結(jié)果:
　　1、各組間血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)在灌流平衡期間無明顯差異，與相應(yīng)假手術(shù)組大鼠比較，缺血30min、1h、2h、3h、4h組大鼠LVDP、±dp/dtmax、 CF明顯降低(P＜0.01)。
　　2、假手術(shù)組大鼠心肌組織中H2S含量和CSE活性在灌流平衡后30min～4h之間無明顯變化。與相應(yīng)假手術(shù)組大鼠比較，缺血30min時(shí)大鼠心肌組織中H2S含

6、量和CSE活性無明顯變化，但隨著缺血時(shí)間的延長，缺血1h、2h、3h、4h大鼠心肌組織H2S含量和CSE活性均明顯降低(P＜0.05或P＜0.01)。
　　3、與相應(yīng)假手術(shù)組大鼠比較，缺血30min時(shí)大鼠心肌組織無明顯梗死灶，缺血1h時(shí)可見明顯梗死灶(P＜0.01)，隨著缺血時(shí)間的延長，缺血2h、3h、4h時(shí)梗死體積明顯增大(P＜0.01）。
　　結(jié)論:心肌缺血2h后，隨缺血時(shí)間延長，心肌組織中H2S含量和CSE活性明顯降低

7、，心肌組織梗死體積逐漸增大，提示H2S與CSE參與了離體大鼠急性心肌缺血損傷。
　　第二部分硫化氫對離體大鼠心臟急性心肌缺血損傷后線粒體功能的影響
　　目的:觀察H2S對離體大鼠急性心肌缺血損傷后線粒體功能的影響。
　　方法:健康成年雄性SD大鼠(250-300g)共80只，隨機(jī)分為:①、假手術(shù)組;②、缺血模型組;③、缺血+NaHS低劑量組;④、缺血+NaHS中劑量組;⑤、缺血+NaHS高劑量組。每組16只，其中40只

8、觀察計(jì)算梗死體積，另40只測定其他指標(biāo)。假手術(shù)組只穿線不結(jié)扎，缺血模型組結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支。NaHS低、中、高劑量組分別于心肌急性缺血2h時(shí)更換為5μmol/L，10μmol/L，20μmol/L的NaHS灌流液。應(yīng)用Powerlab/8s多導(dǎo)生理儀記錄各組大鼠左室發(fā)展壓(LVDP)、左室壓力變化速率（±dp/dtmax），測定冠脈流量(CF)。各組大鼠均于缺血4h時(shí)，檢測心肌組織中H2S含量及CSE活性;觀察給予NaHS后心肌梗死體

9、積的變化;透射電鏡觀察心肌細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化。差速離心法提取心肌線粒體后，檢測線粒體活力、膜腫脹度，以及線粒體總ATP酶、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物岐化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量。
　　結(jié)果:
　　1、與假手術(shù)組比較，模型組大鼠心功能指標(biāo)LVDP、±dp/dtmax、 CF明顯降低(P＜0.01)。與模型組比較，NaHS低、中、高劑量組大鼠心功能指標(biāo)LVDP、±dp/dtmax、 CF明顯升高(P＜0

10、.05或P＜0.01)。
　　2、與假手術(shù)組比較，模型組大鼠心肌組織中H2S含量和CSE活性明顯降低(P＜0.01);與模型組比較，NaHS低、中、高劑量組大鼠心肌組織中H2S含量和CSE活性均明顯升高(P＜0.05或P＜0.01)。
　　3、與假手術(shù)組比較，模型組大鼠心肌梗死明顯(P＜0.01);與模型組比較，NaHS中、高劑量組大鼠心肌梗死體積明顯減?。≒＜0.01）。
　　4、假手術(shù)組大鼠心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常，心肌纖

11、維排列整齊，嵴清晰，無水腫、空泡化;模型組大鼠心肌纖維排列紊亂，線粒體大量腫脹變形，嵴數(shù)量明顯減少，斷裂、溶解成空泡狀，細(xì)胞核內(nèi)染色體核邊聚;與模型組相比，NaHS低、中、高劑量組大鼠心肌細(xì)胞肌絲、胞核、線粒體等的損傷程度明顯減輕，且有劑量依賴關(guān)系。
　　5、與假手術(shù)組大鼠比較，模型組大鼠心肌線粒體膜腫脹，線粒體活力下降，心肌線粒體總ATP酶、GSH-Px、SOD活性明顯降低(P＜0.01），MDA含量明顯升高(P＜0.01）;與

12、模型組大鼠比較，缺血+NaHS低、中、高劑量組大鼠線粒體膜腫脹度減輕，活力有所恢復(fù)，心肌線粒體總ATP酶、GSH-Px、 SOD活性升高，MDA含量降低(P＜0.05或P＜0.01)。
　　結(jié)論:應(yīng)用離體大鼠急性心肌缺血模型，觀察了H2S供體NaHS對心肌缺血損傷及線粒體功能的影響，結(jié)果表明，NaHS可使H2S生成增加，CSE活性增強(qiáng)，明顯縮小心肌梗死體積，升高線粒體活力，降低線粒體膜腫脹度，增強(qiáng)線粒體總ATP酶、GSH-Px、