尼可地尔后处理对心肌缺血-再灌注损伤大鼠心肌的保护作用
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文章编号] 1671-587Ⅹ(2012)06-1160-04[收稿日期] 2012-06-
13[基金项目] 吉林省卫生厅科研基金资助课题(2009z004
)[作者简介] 李悦玮(1975-),女,吉林省长春市人,讲师,在读医学博士,主要从事心血管疾病的基础和临床研究。
[通信作者] 张科强(Tel:0431-88796754,E-mail:zhangkeqiang
@yahoo.com.cn)尼可地尔后处理对心肌缺血-再灌注损伤大鼠心肌的保护作用
李悦玮1,张文琪2,孙景辉1,张科强3
(1.吉林大学第一医院儿内五科,吉林长春130021;2.吉林大学中日联谊医院心内科,吉林长春130033;
3.吉林大学第二医院医务部,吉林长春130041
)[摘 要] 目的:观察尼可地尔后处理对心肌缺血-再灌注损伤(MIRI)大鼠心肌的保护作用,并探讨其作用机制。
方法:26只SD大鼠随机分为对照组(8只)、盐酸异丙肾上腺素(ISO)组(8只)和尼可地尔后处理组
(10只)。
对照组大鼠腹腔注射等量生理盐水,ISO组大鼠腹腔注射ISO 5mg·kg-1
,每隔24h重复注射1次,连续注射3d;尼可地尔后处理组于注射ISO 1h后尾静脉注射尼可地尔(1mg·kg-1
)
,每日1次,连续3d。
于第3次注射ISO后24h断尾取血后处死,检测各组大鼠血清中乳酸脱氢酶(LDH)、磷酸激酸(CK)活性;常规HE染色观察各组大鼠心肌组织形态学表现;免疫组织化学染色法检测Caspase-3蛋白的表达;TUNEL法检测各组大鼠心肌细胞凋亡情况。
结果:尼可地尔后处理组与对照组比较血清LDH和CK活性差异无统计学意义(P>0.05),但2组均低于ISO组(P<0.05)。
HE染色,ISO组大鼠局部心肌组织变性坏死,伴有炎细胞浸润;尼可地尔后处理组大鼠坏死心肌细胞明显减少,炎症反应轻微;对照组大鼠心肌无异常表现。
免疫组织化学染色,ISO组大鼠大量心肌细胞胞浆表达Caspase-3,对照组和尼可地尔后处理组大鼠Caspase-3无表达。
尼可地尔后处理组细胞凋亡指数(AI)较ISO组明显降低(P<0.01)。
结论:尼可地尔可减轻大鼠MIRI,其作用机制可能与抑制Casp
ase-3激活、减少细胞凋亡有关。
[关键词] 心肌缺血-再灌注损伤;尼可地尔;缺血后处理;药物后处理;细胞凋亡[中图分类号] R542.2 [
文献标志码] AProtective effect of nicorandil postconditioning on myocardium ofrats with myocardial ischemia-reperfusion injury
LI Yue-wei 1,ZHANG Wen-qi 2,SUN Jing-hui 1,ZHANG Ke-qiang
3
(1.Department of Pediatrics,First Hospital,Jilin University,Chang
chun 130021,China;2.Department of Cardiology,China-Japan Union Hospital,Jilin University,Changchun 130033,China;3.Department of Medical Adminisitration,Second Hospital,Jilin University,Chang
chun 130041,China)Abstract:Objective To explore the protective effect of nicorandil postconditioning on myocardium of rats withmyocardial ischemia-reperfusion injury(MIRI)in rats and to discuss its mechanism.Methods 26SD rats weredivided into control group(n=8),isoproterenol(ISO)group(n=8)and nicorandil postconditioning
group(n=10).The rats in ISO group were injected intraperitoneally
with isoproterenol(5mg·kg-1
)at an interval of 24hfor 3d;the rats in control group only
received an injection of same amount of saline;the rats in nicorandilpostconditioning group were injected intravenously with nicorandil(1mg·kg-1
)1hafter ISO injection once a day,lasting for 3d.The rats were killed 24hafter the third injection of ISO.The activities of serum creatine kinase(CK)and lactate dehydrogenase(LDH)of rats in various groups were detected;the histopathological changes ofmyocardium of rats in various groups were observed by routine HE staining;the expressions of Caspase-3proteinwere determined by immunohistochemistry;the apoptosis of cardiocytes of rats in various groups was analyzed by0
611第38卷 第6期
2012年11月吉 林 大 学 学 报 (医 学 版)
Journal of Jilin University(
Medicine Edition)Vol.38No.6
Nov.2012
TUNEL staining.Results There were no significant differences in the activites of serum CK and LDH betweennicorandil postconditioning group and control group(P>0.05),but the activities of CK and LDH in control andnicorandil postconditioning groups were lower than those in ISO group(P<0.05).The HE staining results showedlocal degeneration,necrosis and inflammation in ISO group,but slightly necrosis and inflammation in nicorandilpostconditioning group and no pathological changes in control group.Immunohistochemistry staining showed thatCaspase-3was positive in cardiocyte plasma in ISO group;however,there were no Caspase-3expression in controland nicorandil postconditioning groups.The apoptosis index(AI)in nicorandil postconditioning group wassignificantly decreased compared with ISO group(P<0.01).Conclusion Nicorandil can attenuate MIRI of rats,and its mechanism may be related to inhibiting Caspase-3pathway and decreasing the cardiocyte apoptosis.
Key words:myocardial ischemia-reperfusion injury;nicorandil;postconditioning;pharmacological conditioning;apoptosis
缺血性心脏病一直是引起患者心力衰竭和死亡的主要原因[1]。
冠心病无论在发达国家还是发展中国家,已经成为严重危害人类健康和致死的主要疾病之一[2]。
尽管近年来血运重建技术(溶栓、经皮冠状动脉腔内成形术和冠状动脉旁路移植术)已经取得了很大进展,但在缺血性心脏病再灌注治疗中,如何保护缺血心肌免于心肌缺血-再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury,MIRI)一直是研究热点。
缺血后处理(ischemicpostconditioning,IPO)和药物后处理因适于临床操作成为研究热点。
已有研究[3-4]表明:尼可地尔在临床上作为治疗心绞痛的药物,对缺血-再灌注心肌有保护作用。
但目前关于尼可地尔心肌MIRI的保护作用机制的研究较少。
本研究利用大鼠心肌缺血模型,在分子和细胞水平上观察尼可地尔药物后处理对缺血-再灌注大鼠心肌的保护作用。
1 材料与方法
1.1 动物、主要试剂及仪器 SD大鼠26只,雄性,体质量180~200g,由吉林大学基础医学院实验动物中心饲养(许可证号:SCXK-吉2008-0005);尼可地尔购自Sigma公司,盐酸异丙肾上腺素(ISO)购自上海禾丰制药厂,乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒、磷酸激酸(CK)试剂盒购自南京建成生物工程研究所,Caspase-3购自美国CellSignaling公司,TUNEL法检测试剂盒购自Roche公司;GF-D 200型半自动生化分析仪为山东高密彩虹分析仪器公司产品。
1.2 实验分组及模型制备 将26只SD大鼠随机分为3组:对照组8只,盐酸异丙肾上腺素(ISO)组8只,尼可地尔后处理组10只。
对照组大鼠腹腔注射等量生理盐水;ISO组大鼠给予腹腔注射ISO 5mg·kg-1,每隔24h重复注射1次,
连续注射3d。
尼可地尔后处理组大鼠于注射ISO1h后尾静脉注射(1mg·kg-1),每日1次,连续3d。
ISO组和尼可地尔后处理组于第3次注射ISO后24h处死,同时处死对照组大鼠。
1.3 大鼠血清样本的制备 分别于处死大鼠前穿刺尾静脉或断尾获取外周血1mL,3 000r·min-1离心5min,取上清,再于高速低温离心机13 000r·min-1离心15min,取上清,-20℃冻存备用。
LDH和CK活性检测按试剂盒说明书操作。
1.4 大鼠心脏病理组织学检测标本的制备 第3次注射后24h处死各组大鼠,消毒后取出大鼠心脏,放入PBS中冲洗,10%甲醛溶液固定;常规石蜡包埋,4μm连续切片,行HE和免疫组织化学染色(SP法)。
TUNEL法具体步骤按照试剂盒说明书操作。
标记前用DNA酶处理切片作为阳性对照,用标记液代替TUNEL反应液作为阴性对照。
在400倍光镜下观察心肌细胞凋亡情况,随机选取10个视野,以心肌细胞凋亡数占总心肌细胞数的百分比计算心肌细胞凋亡指数(AI)。
1.5 AI结果判定标准 Caspase-3以心肌细胞胞浆出现棕黄色颗粒,其着色强度高于背景染色者判定为阳性,否则为阴性。
TUNEL法以胞核出现棕黄色颗粒为阳性,否则为阴性。
结果判定由2名观察者独立完成,若判定结果不一致,则2人在共览显微镜下共同观察判定。
1.6 统计学分析 采用SPSS 11.0软件处理数据。
各组大鼠血清CK和LDH活性以x±s表示,组间均数比较采用单因素方差分析。
2 结 果
2.1 各组大鼠血清CK和LDH活性 LDH检测,ISO组大鼠血清LDH活性高于对照组(P<0.05),尼可地尔后处理组血清LDH活性明显低
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李悦玮,等. 尼可地尔后处理对心肌缺血-再灌注损伤大鼠心肌的保护作用
于ISO组(P<0.05);CK检测,ISO组大鼠血清CK活性高于对照组(P<0.05),尼可地尔后处理组明显低于ISO组(P<0.05)。
见表1。
表1 各组大鼠血清CK和LDH活性
Tab.1 The activities of serum CK and LDH of rats invarious groups(x±s)
Group n
CK
[λB/(mU·L-1)]
LDH
[λB/(U·L-1)]
Control 8 44.71±3.83 4 297.70±599.95ISO 8 61.26±7.69*6 992.37±828.58*Nicorandil
postconditioning
10 47.12±5.09△4 700.23±812.67△ *P<0.05compared with control group;△P<0.05comparedwith ISO group.
2.2 各组大鼠心肌组织形态学表现 HE染色,ISO组大鼠心内膜内皮不完整,在心肌细胞间可见小血管扩张及少量红细胞渗出,部分心肌细胞肿胀、变性坏死,心肌组织内血管扩张、炎细胞渗出、浸润和其包绕血管形成的血管周围炎;尼可地尔后处理组大鼠心肌横纹清晰,核居中,无明显组织坏死、血管扩张和炎细胞浸润轻微。
见图1(插页四)。
2.3 各组大鼠心肌细胞凋亡情况 TUNEL法检测,ISO组大鼠可见大量的凋亡细胞,凋亡阳性的细胞核呈棕黄色。
尼可地尔后处理组大鼠凋亡细胞明显减少。
对照组、ISO组、尼可地尔后处理组大鼠的AI分别为(0.66±0.35)%、(22.38±3.65)%和(7.57±1.84)%。
尼可地尔后处理组的AI明显低于ISO组(P<0.01)。
见图2(插页四)。
2.4 各组大鼠心肌组织中Caspase-3的表达 对照组和尼可地尔后处理组大鼠心肌细胞中无阳性物质;ISO组注射ISO后3d大鼠心肌细胞胞浆可见大量棕黄色颗粒。
见图3(插页四)。
3 讨 论
2003年,Zhao等[5]首先提出IPO的概念,即于缺血后持续再灌注前给予多次短暂重复缺血-再灌注,能提高心肌对缺血-再灌注损伤的耐受性。
为缺血性心脏病的治疗开辟了新途径。
通常情况下,心肌细胞线粒体钾通道处于关闭状态,但能被钾离子开放剂激活,参与保护缺血后的心肌[6]。
钾离子通道开放剂通过促进线粒体基质中钾的摄入,形成稳定的钾离子流,从而抑制钙超载[7]。
钙超载可引起线粒体通透性转换孔开放,许多大分子非选择性地由胞浆向线粒体扩散,导致线粒体电位破坏和功能障碍,使能量代谢发生障碍,引起心肌细胞死亡。
在缺血预处理的研究[8-10]中,钾离子通道开放剂尼可地尔能够保护缺血性损伤的心肌。
尼可地尔通过开放心肌细胞线粒体钾离子通道,保护线粒体,减轻MIRI,减少心肌细胞坏死或凋亡,从而保护心肌。
本研究以保护线粒体为切入点,旨在为临床心肌缺血缺氧的对症治疗提供新思路。
本实验利用ISO腹腔注射制作心肌缺血性损伤模型,并观察尼可地尔后处理对缺血心肌的保护作用。
大剂量ISO导致心脏β1受体过度兴奋,心率加快,心肌收缩力增加,心肌耗氧增加;β2受体兴奋,扩张外周血管,降低外周血管阻力,血压降低,特别是舒张压降低,减少冠状动脉供血,结果使心肌缺血缺氧[10-12]。
血清酶学变化是心肌损害程度的主要标志,本研究结果显示:连续大剂量给予ISO后大鼠血清CK、LDH活性增高,表明该方法能够完全模拟心肌损伤的病理生理过程,复制心肌损伤的模型。
尼可地尔后处理能够减轻ISO对心肌的缺血性损伤。
心肌病理学检查是心肌缺血损害程度的直接证据。
大剂量ISO注射后,HE染色显示:心肌细胞发生变性坏死,伴有大量炎细胞浸润;免疫组织化学染色见大量心肌细胞表达Caspase-3;TUNEL染色见大量心肌细胞凋亡。
尼可地尔后处理组大鼠HE染色示心肌细胞无明显变性、坏死,炎细胞浸润轻微;Caspase-3免疫组织化学染色显示:少量大鼠心肌细胞表达Caspase-3;并见少量凋亡的心肌细胞。
这些结果说明心肌缺血影响线粒体功能,导致细胞能量代谢障碍,激活Caspase-3细胞凋亡途径,引起心肌细胞发生不可逆性损伤甚至坏死。
[参考文献]
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358.以突眼为首发症状的甲状腺功能亢进伴角膜溃疡1例报告
吉林大学第一医院内分泌科(吉林长春130021
) 张然然,谢晓娜,朱栗文,高 影1 临床资料
患者,女性,32岁。
因眼睑浮肿、眼球突出2年,视力下降7d入院。
患者2年前无明显诱因出现眼睑浮肿、眼球突出,就诊于当地医院。
查甲功、吸碘率均正常,对症治疗后症状未见明显好转。
其后间断出现心慌、出汗、乏力、大便次数增多和体质量下降,但甲亢症状并不典型。
2个月后查甲功,诊断为甲状腺功能亢进症(甲亢),给予赛治(每次10mg,每日3次)、优甲乐(25μg
)治疗。
1个月后,患者眼睑浮肿、眼球突出加重,未系统治疗,4个月后自行停药。
7d前患者无明显诱因出现双眼视力下降(右眼仅有光感),伴有畏光、复视、胀痛、流泪,眼球活动后疼痛,就诊于本院。
甲功检查:促甲状腺激素(TSH)0.005μIU·mL-1,游离T3 15.82pmol·L-1,游离T4 61.75pmol·L-1,为系统诊治入住本科。
查体:双眼球突出(>23mm)、睑球结膜充血,角膜变白,右眼视力0.01,左眼视力0.6,下睑缘内翻倒睫,双眼睑闭合不全(左2mm、右4mm)。
右眼混合充血,角膜中央及下方可见9mm直径溃疡,水肿,眼部分泌物增多,眼球外展功能略受限,眼球活动良好。
入院后查甲功五项示:TSH 0.005μIU·mL-1,游离T3 15.82pmol·L-1,游离T461.75pmol·L-1;眼球CT检查:视神经走行正常,双侧眼球和双侧上直肌、下直肌及内直肌改变。
根据病史、诊疗经过和辅助检查结果,明确诊断为甲亢、甲状腺相关性眼病(重度)。
给予赛治(10mg,每日3次),甲强龙激素冲击治疗,1 000mg隔日1次冲击3次,后给予泼尼松32mg巩固维持治疗(早20mg、晚12mg,根据患者眼部症状和甲功检查结果调整泼尼松用量)及综合对症治疗。
出院1个月随诊,眼睑肿胀、畏光流泪、肿痛明显好转。
双眼视力:右眼0.3,左眼视力0.6,复查T3、T4和TSH水平均恢复正常。
出院后随诊半年,患者右眼视力基本恢复(右眼0.6、左眼0.8),角膜溃疡基本痊愈,双眼球突出减轻(<21mm),其他眼部症状明显好转。
2 讨 论
Graves眼病是一种伴有甲状腺激素分泌增多的多系统、器官特异性自身免疫性甲状腺疾病,按其病变程度可以分为单纯性突眼和浸润性突眼。
浸润性突眼是一种危及视力且影响外貌的自身免疫性疾病,该病发病机制尚未完全阐明,目前认为与遗传因素、吸烟和自身免疫有关。
近期的研究表明:细胞免疫和体液免疫均与突眼的发生有关。
眼部组织可能与甲状腺存在共同的抗原决定簇,TSH受体抗体、甲状腺球蛋白-抗甲状腺球蛋白抗体和眼肌膜抗原等可能参与发病。
该病多见于女性,虽常并发于甲状腺功能亢进的患者,但临床上也可见于甲状腺功能低下患者或正常者。
5%患者仅有明显突眼而无甲亢症状或症状并不典型,因此临床上容易发生漏诊或误诊。
甲状腺眼病治疗的目的是缓解症状,抑制疾病进展,减少眼肌体积,保持或改善容貌,但目前为止尚无可靠的治疗方法完全达到上述目的。
目前临床上浸润性突眼的治疗方法主要是对症治疗、大剂量激素冲击治疗、免疫抑制剂联合激素冲击治疗、抗甲状腺药物治疗、生长抑素类似物法、血浆置换法、放射治疗、框内减压手术治疗和中药治疗等。
选择抗甲状腺药物和大剂量激素冲击治疗后给予泼尼松巩固维持治疗及综合对症治疗时应密切关注患者血压、血糖、离子、血常规和肝功能等变化。
出院后半年随诊,患者右眼视力基本恢复,角膜溃疡基本痊愈,双眼球突出减轻,其他眼部症状明显好转。
该患者以眼睑浮肿、眼球突出为首发症状,但甲亢等其他高代谢症状均不明显,因此临床上遇见眼球突出但相应临床症状不明显的患者仍需行甲功检查,对于甲功正常的患者仍需随诊,每隔1个月行甲功检查,以免漏诊。
本组患者虽明确甲亢诊断,但并未规律应用抗甲状腺药物,导致病情恶性发展,眼部症状加重,以致造成几近失明的后果。
建议对于甲亢伴突眼患者,一旦确诊甲亢,应告之患者一定进行积极正规治疗,并定期行相关检查。
3
611李悦玮,等. 尼可地尔后处理对心肌缺血-再灌注损伤大鼠心肌的保护作用
图1 不同强度微波辐射后Hela细胞形态学表现(×100)
Fig.1 The morphology of HeLa cells after radiated with different intensities of microwave(×100)A:Control group;B-F:HeLa cells radiated with 2.5,5.0,10.0,15.0and 20.0mW·cm-2 microwave.
(seen on page 1158in paragraph
)
图1 各组大鼠心肌组织形态学表现(HE,×400)
Fig.1 The morphology of myocardium tissue of rats invarious groups(HE,×400)
A:Control group;B:ISO group;C:Nicorandil postconditioninggroup.
(seen on page 1162in paragraph)
图2 各组大鼠心肌细胞凋亡情况(TUNEL,×400)
Fig.2 The apoptosis of myocardial cells of rats in variousgroups(TUNEL,×400)
A:Control group;B:ISO group;C:Nicorandil postconditioning group.(seen on page 1162in paragraph
)
图3 各组大鼠心肌组织中Caspase-3表达(免疫组织化学染色,×400)
Fig.3 The expressions of Caspase-3in myocardium tissue of rats in variousgroups(Immunohistochemistry staining,×400)
A:Control group;B:ISO group;C:Nicorandil postconditioning group.
(seen on page 1162in paragraph)图1 培养1周后的黑素细胞形态
Fig.1 The morphology of melanocytescultured for 1week
(seen on page 1188in paragraph
)
图2 培养至80%融合时的黑素细胞形态
Fig.2 The morphologyof melanocytes culturedfor 80%confluence
(seen on page 1188in paragraph)图1 奇异变形杆菌7cm胶条2-DE图
谱重复结果
Fig.1 The repeat results of 2-DE maps
of Proteus mirabilis with 7cm strip
(seen on page 1220in paragraph)
图2 奇异变形杆菌17cm胶条2-DE图谱
Fig.2 The 2-DE maps of Proteus mirabilis with
17cm strip
A:1mg sample,130W;B:1mg sample,80W;C:2mg
sample,80W.
(seen on page 1220,1221in paragraph)。