缺血后处理对大鼠离体心脏的影响-浙江大学

缺血后处理对大鼠离体心脏的影响浙江大学医学院临床医学一系02级02班06组组长：戴利菊组员：韩若阔、傅华睿、黄坚成、韩婵娜引言组织经历一定时间的缺血后恢复血流供应，可能出现缺血性损伤进一步加重的现象，被称为缺血-再灌注损伤(reperfusioninjury)。关于再灌注损伤的发生机制问题，到目前为止，学说虽多而且有的也颇有说服力，但尚未得到彻底阐明。具体机制包括：一、无复流现象心肌细胞肿胀血管内皮细胞肿胀心肌细胞收缩微循环堵塞二、钙超载钠的平衡障碍细胞膜通透性增高线粒体受损三、白细胞的作用嵌顿、堵塞毛细血管有助于形成无复流现象。白细胞可以增加血管通透性水肿组织的含水量与白细胞密度呈正相关，说明白细胞可能引发水肿。激活中性粒细胞释放溶酶体酶，可以使组织发生蛋白水解性破坏和液化中性粒细胞可通过产生氧自由基而损伤组织。高能磷酸化合物的缺乏缺血心肌的代谢障碍主要表现为对氧的利用能力有限，有氧代谢严重受损。ATP合成的前体物质（腺苷、肌苷、次黄嘌呤等）在再灌注时被洗去，使心肌失去再合成高能磷酸化物的物质基础。五、自由基的作用自由基作用于膜脂、蛋白质和核酸。缺血－再灌注损伤的机制中的各种学说，无一不与自由基有关。自由基即使不是缺血－再灌注损伤的唯一发病因素，至少也是甚为重要的环节。有关研究成果在MedSci(Paris)2004年五月的一篇综述中提出：参与缺血后处理的保护机制的分子有“proteinkinaseC,PI3-kinase,possiblyAktandERK1/2”。TsangA等在2004年8月发表的文章指出，缺血后处理使Akt、eNOS和p70S6K大量磷酸化。这个过程可以被LY－或者Wortmannin阻断。提出缺血后处理激活PI3K-Akt通路。这条通路被称为“RISK（reperfusioninjurysalvagekinase）pathway”YangXM等在2004年9月发表文章，通过对缺血后处理的研究，发现：30s复灌，30s缺血4回合作预处理与后处理都可以有效改善缺血－再灌注损伤（缺血30min）。同时作两者效果无叠加。6回合效果无明显提高。加入5-hydroxydecanoate或者glibenclamide均可阻断效果。PD98059（一种NO合酶抑制剂）可取消保护效果。结论：缺血活处理激活ERK产生nitricoxide打开线粒体钾通道。ChiariPC等在2005年一月发表文章，用isoflurane吸入作缺血后处理，该方法和短暂复灌－短暂缺血的保护可叠加，且均可被wortmannin阻断，用Westernblotting测得Akt（PI3K的一个下游分子）高度磷酸化。结论是soflurane作缺血后处理保护激活了PI3K。实验思路已知：1、缺血后处理（恢复灌流后30s夹闭30s灌流4回合）→心肌损伤面积减少。Wortmannin（渥曼青霉素）可以抑制这一过程。（缺血预处理也有类似效果，且两者不叠加。）2、Wortmannin是PI3K（磷脂酰肌醇(-3)激酶）的专一性抑制剂。3、SOD在缺血预（后）处理中都有一定效果，且在缺血预（后）处理中在血清中高表达。4、Akt是PI3K的下游分子。当PI3K活性升高时，Akt被大量磷酸化。PI3K-Akt,eNOS,和p70S6K共同组成了“reperfusioninjurysalvagekinase(RISK)pathway.”在缺血-再灌注损伤的对抗过程中起到了重要作用。实验目的：1、验证缺血后处理的作用原理。2、探讨单纯性外源补充SOD对抗缺血-再灌注损伤的作用机制，即单纯性外源补充SOD是否激活“reperfusioninjurysalvagekinase(RISK)pathway.”注：由于没有找到SOD纯品试剂，可参考其他各组药品，探讨某一种药品对抗缺血-再灌注损伤的作用机制。实验模型制作大鼠离体心脏缺血模型（参照生理科学实验教程实验31：离体家兔心脏Langendorff灌流）实验分五组：A组（对照组）：缺血30分钟，再灌注180分钟B组（机械处理组）：缺血30分钟，再灌注30s后，缺血30s，再灌注30s，作四个循环，再灌注175分钟。C组（机械处理＋Wortmannin组）：同乙组，在再灌注之前在灌流液中加入Wortmannin。D组（SOD）：缺血30分钟，再灌注180分钟，在再灌注之前在灌流液中加入SOD.E组（SOD+Wortmannin）：缺血40分钟，再灌注120分钟，在再灌注之前在灌流液中加入SOD+Wortmannin.观察项目通过压力换能器测量大鼠心脏的收缩力和心率。从左心室导管内推注2%Evans蓝溶液，2分钟分离缺血区（无蓝色）和非缺血区（蓝色），将缺血心肌以滤纸吸干，置于天平上称重，再将缺血区水平切成5-6片，每片厚1-2毫米，置于1%TTC磷酸缓冲液中37℃水浴10-15分钟，再将坏死区（灰白色）和非坏死区（深红色）分离，滤纸吸干，将非坏死的心肌称重，梗死范围以坏死心肌占缺血心肌重量的百分比表示。使用Westernblotting法测灌流液中Akt的磷酸化程度。（由于经济原因，该步可略去）预期结果组别损伤心肌面积Akt磷酸化程度A组（对照组）大低B组（机械处理组）小高C组（机械处理＋Wortmannin组）大低D组（SOD）小待查E组（SOD+Wortmannin）待查待查参考文献：ArgaudL,OvizeM.Howtousetheparadigmofischemicpreconditioningtoprotecttheheart?MedSci(Paris).2004May;20(5):521-5.TsangA,HausenloyDJ,MocanuMM,YellonDM.Postconditioning:aformofmodifiedreperfusionprotectsthemyocardiumbyactivatingthephosphatidylinositol3-kinase-Aktpathway.CircRes.2004Aug6;95(3):230-2.Epub2004Jul8.YangXM,ProctorJB,CuiL,KriegT,DowneyJM,CohenMV.Multiple,briefcoronaryocclusionsduringearlyreperfusionprotectrabbitheartsbytargetingcellsignalingpathways.JAmCollCardiol.2004Sep1;44(5):1103-10.ChiariPC,BienengraeberMW,PagelPS,KrolikowskiJG,KerstenJR,WarltierDC.Isofluraneprotectsagainstmyocardialinfarctionduringearlyreperfusionbyactivationofphosphatidylinositol-3-kinasesignaltransduction:evidenceforanesthetic-inducedpostconditioninginrabbits.Anesthesiology.2005Jan;102(1):102-9.