心肌保護(hù)中電耦聯(lián)特性的改變及其機(jī)制研究.pdf

1、缺血預(yù)處理(ischemicpreconditioning，IPC)是一種強(qiáng)有力的內(nèi)源性心肌保護(hù)干預(yù)，被眾多研究者所關(guān)注。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)腺苷、乙酰膽堿、兒茶酚胺以及阿片肽類等物質(zhì)以及相關(guān)受體參與了IPC的心肌保護(hù)作用，但I(xiàn)PC如何介導(dǎo)保護(hù)的機(jī)理目前尚未明了。最近研究發(fā)現(xiàn)，IPC的心肌保護(hù)作用與縫隙連接密切相關(guān)，IPC具有使心肌在缺血期間電脫耦聯(lián)延遲作用，這具有很重要的意義，因?yàn)殡娒擇盥?lián)的出現(xiàn)是心肌不可逆損傷開始的標(biāo)志。但其它心肌保護(hù)措施或處理

2、機(jī)制中是否也存在類似的電耦聯(lián)特性的改變，尚未見報(bào)道。我們認(rèn)為，心肌細(xì)胞間的電耦聯(lián)是心臟電生理學(xué)特性的基本元素，也是心肌細(xì)胞在遭受各種應(yīng)激后對抗損傷的關(guān)鍵機(jī)制，因此，我們推測，心肌電耦聯(lián)也很可能是各種心肌保護(hù)措施和藥物的作用靶點(diǎn)。本課題將應(yīng)用縫隙連接脫耦聯(lián)劑heptanol、非特異阿片受體激動劑morphine和κ-阿片受體特異激動劑U50,488H三種不同處理誘導(dǎo)心肌保護(hù)作用，觀察這三種具有不同特點(diǎn)的處理誘導(dǎo)的心肌保護(hù)中電耦聯(lián)特性的變化

3、，發(fā)現(xiàn)心肌保護(hù)的一般規(guī)律，并探討心肌保護(hù)中電耦聯(lián)特性變化的內(nèi)在機(jī)制。 目的1.使用縫隙連接脫耦聯(lián)劑heptanol分別在離體心臟水平和整體心臟水平缺血/復(fù)灌前進(jìn)行預(yù)處理，觀察heptanol對離體心臟或整體心臟缺血/復(fù)灌損傷所致的心律失常和梗死面積的影響，并觀察heptanol對心肌在缺血期間電耦聯(lián)特性的影響以及對大鼠右心室乳頭肌動作電位的作用，探討heptanol能否誘導(dǎo)心肌保護(hù)，而且該保護(hù)是否與其對心肌在缺血期間電耦聯(lián)特性的

4、變化有關(guān)及其機(jī)制。 2.觀察非特異阿片受體激動劑morphine對離體心臟缺血/復(fù)灌損傷所致的心肌細(xì)胞活性、乳酸脫氫酶(LDH)以及心室功能改變的影響，并進(jìn)一步觀察morphine對心肌在缺血期間電耦聯(lián)特性的影響，探討morphine誘導(dǎo)的心肌保護(hù)是否與心肌在缺血期間電耦聯(lián)特性的變化相關(guān)。 3.觀察κ-阿片受體特異激動劑U50，488H對離體心臟缺血/復(fù)灌損傷所致的心肌細(xì)胞活性、LDH以及心室功能改變的影響，然后觀察U5

5、0,488H對心肌缺血后電耦聯(lián)特性的影響，并進(jìn)一步觀察U50,488H對缺血心肌Cx43分布的影響，以了解U50，488H誘導(dǎo)的心肌保護(hù)是否與心肌缺血后電耦聯(lián)特性的變化相關(guān)，探討其可能的機(jī)制。 方法1.整體心臟缺血/復(fù)灌模型：測定心律失常評分、梗死面積、心率和平均動脈血壓。 2.Langendorff離體心臟灌流：檢測心肌力學(xué)指標(biāo)、心律失常評分、梗死面積、formazan含量、心率、冠脈流量、LDH、電耦聯(lián)特性參數(shù)(包括

6、電脫耦聯(lián)時(shí)間、平臺時(shí)間、最大斜率和阻抗倍數(shù))、免疫組化分析心肌Cx43分布。 3.離體右心室乳頭?。簻y定靜息電位(RP)、動作電位幅度(APA)、動作電位0期最大除極速率(Vmax)、動作電位的時(shí)程(APD90)、有效不應(yīng)期(ERP)和動作電位的傳導(dǎo)速度。 結(jié)果第一部分：Heptanol對缺血/復(fù)灌心肌的作用和對心肌缺血期間電耦聯(lián)的影響及其可能機(jī)制1.在離體大鼠心臟，IPC使心肌缺血過程及其后的60min復(fù)灌過程中心律失

7、常評分下降，并縮小心肌梗死范圍。高濃度heptanol(0.1-1.0mmol/L)使心肌缺血過程及其后60min的復(fù)灌過程中心律失常評分下降，并使心肌梗死范圍縮小、心率減慢。 2.在整體大鼠心臟，各劑量heptanol(0.03-0.6mg/kg)均可誘導(dǎo)正常心臟偶發(fā)室性早搏，但中度劑量heptanol(0.06和0.3mg/kg)可使心肌缺血過程及其后120min的再灌注過程中心律失常評分下降。雖然高劑量heptanol(0

8、.6mg/kg)也可使心肌缺血后120min的再灌注過程中心律失常評分下降，但加重心肌缺血過程中的心律失常。中高劑量heptanol(0.06-0.6mg/kg)均使心肌梗死面積縮小。 3.各濃度heptanol(0.05-1.0mmol/L)均明顯延遲了心肌缺血后電脫耦聯(lián)時(shí)間和平臺時(shí)間，降低缺血心肌電脫耦聯(lián)最大速率，但對阻抗倍數(shù)無明顯影響。 4.不同濃度heptanol(0.1-1.0mmol/L)對大鼠右心室乳頭肌動

9、作電位的傳導(dǎo)速度有負(fù)性影響，并呈劑量依從性關(guān)系，但對大鼠右心室乳頭肌動作電位參數(shù)RP、APA、Vmax、APD90及ERP無明顯影響。 第二部分：Morphine對缺血/復(fù)灌心肌的保護(hù)作用涉及阿片受體介導(dǎo)的心肌電脫耦聯(lián)延遲機(jī)制1.Morphine(3×10-7mol/L)增加formazan含量，減少復(fù)灌10min時(shí)點(diǎn)的LDH釋放。Morphine對formazan含量增加和LDH釋放減少的作用可被非特異阿片受體阻斷劑nalox

10、one(10-6mol/L)所阻斷，而naloxone單獨(dú)則對formazan含量和LDH釋放沒有明顯影響。另外，morphine對大鼠心臟在缺血后復(fù)灌后期LVDP、LVDP×HR和+dP/dtmax均有顯著改善，對這些作用naloxone沒有阻斷作用，而且naloxone本身對LVDP和LVDP×HR參數(shù)也有明顯改善作用。 2.Morphine(3×10-7mol/L)顯著延遲了心肌在缺血期間電脫耦聯(lián)時(shí)間和平臺時(shí)間，降低電脫耦

11、聯(lián)最大速率達(dá)55％，但對阻抗倍數(shù)無明顯影響。morphine對電脫耦聯(lián)時(shí)間的延遲作用不僅可被naloxone(10-6mol/L)所阻斷，而且naloxone還能使電脫耦聯(lián)時(shí)間提前。Naloxone單獨(dú)使用也使電脫耦聯(lián)時(shí)間提前。 第三部分：κ-阿片受體和mitoKATP通道參與U50,488H通過延遲電脫耦聯(lián)對缺血/復(fù)灌心肌的保護(hù)作用，該作用與保存心肌連接蛋白-43有關(guān) 1.κ-阿片受體特異激動劑U50，488H在10-

12、7-10-5mol/L范圍內(nèi)濃度依從性地增加formazan含量，減少復(fù)灌1和5min時(shí)點(diǎn)的LDH釋放。U50,488H對formazan含量增加和LDH釋放減少的作用可被κ-阿片受體特異阻斷劑nor-BNI(5×10-6mol/L)或mitoKATP通道特異阻斷劑5-HD(10-4mol/L)所取消，而nor-BNI或5-HD單獨(dú)則對formazan含量和LDH釋放沒有明顯影響。U50,488H對大鼠心臟在缺血后復(fù)灌后期LVDP、LV

13、DP×HR和+dP/dtmax均有顯著改善。 2.較高濃度U50,488H(10-6，3×10-6和10-5mol/L)均明顯延遲了心肌在缺血期間電脫耦聯(lián)時(shí)間和平臺時(shí)間，降低電脫耦聯(lián)最大速率達(dá)34％或更多，但對阻抗倍數(shù)無明顯影響。U50,488H(10-5mol/L)對電脫耦聯(lián)時(shí)間的延遲作用不僅可被nor-BNI(5×10-6mol/L)或5-HD(10-4mol/L)所取消，而且nor-BNI或5-HD還能使電脫耦聯(lián)時(shí)間提前。

14、nor-BNI單獨(dú)使用也能使電脫耦聯(lián)時(shí)間提前。 3.U50,488H在10-7-10-5mol/L濃度范圍內(nèi)，formazan含量與缺血期間的電脫耦聯(lián)時(shí)間呈線性正相關(guān)，心肌缺血后復(fù)灌1min和5min時(shí)間點(diǎn)的LDH釋放量與電脫耦聯(lián)時(shí)間呈線性負(fù)相關(guān)。 4.單純?nèi)毖?0min的心肌閏盤處Cx43含量顯著減少，在心肌細(xì)胞側(cè)枝連接處略有增多，在細(xì)胞內(nèi)也有部分Cx43，表明Cx43向側(cè)枝和胞內(nèi)轉(zhuǎn)移。經(jīng)U50,488H(10-5mo

15、l/L)預(yù)處理，在閏盤處的Cx43減少不明顯，表示Cx43有較多保存。U50,488H的這種作用可被nor-BNI(5×10-6mol/L)和5-HD(10-4mol/L)所取消。 結(jié)論1.在整體或離體大鼠心臟，heptanol均能誘導(dǎo)心肌保護(hù)，這種心肌保護(hù)與其對心肌在缺血期間電脫耦聯(lián)的延遲作用有關(guān)，與動作電位各參數(shù)無關(guān)，即與心肌細(xì)胞膜的主動電學(xué)特性無關(guān)。 2.Morphine能誘導(dǎo)出離體缺血/復(fù)灌心肌的保護(hù)作用，這種保