魏江濤,陳 聰,方正旭,李 進(jìn),官 亮,劉海江
(南昌大學(xué)第四附屬醫(yī)院干部病區(qū) 330003)
心肌梗死對人類健康危害即可產(chǎn)生于缺血過程,也可出現(xiàn)于再灌注過程。近年來,有研究證實(shí),心肌缺血期進(jìn)行短暫肢體缺血/再灌注處理同樣可以達(dá)到保護(hù)心肌的目的[1-2]。由于缺血/再灌注方案不同,其結(jié)果也大不相同。本文旨在研究遠(yuǎn)隔(下肢)缺血后處理時間長短對兔心肌缺血/再灌注損傷保護(hù)作用的影響,并探討其相關(guān)性,為臨床心肌缺血事件發(fā)生后心肌保護(hù)提供資料。
1.1材料 (1)實(shí)驗(yàn)動物:健康的新西蘭兔54只,體質(zhì)量3.0~3.5 kg,由江西中醫(yī)學(xué)院動物實(shí)驗(yàn)中心提供。(2)主要實(shí)驗(yàn)儀器、試劑盒:LANDMARK AG-Ⅱ全自動生化分析儀,心電監(jiān)測儀購自華南醫(yī)電公司;離心機(jī)(TGL-168)購自上海安亭科學(xué)儀器廠,生化檢測試劑盒購自美國R&D公司。麻醉用相關(guān)藥品為氯胺酮、甲苯塞嗪、硫噴妥鈉、阿托品。
1.2方法
1.2.1模型建立 采用Selye法結(jié)扎兔心臟冠狀動脈左前降支(LAD),制作急性心肌梗死(AMI)模型。以結(jié)扎冠狀動脈遠(yuǎn)端心肌心電圖在30 min內(nèi)ST段、T段進(jìn)行性抬高,結(jié)扎以下的心肌顏色變暗、心肌運(yùn)動減弱為LAD成功結(jié)扎標(biāo)志。
1.2.2動物分組及處理 實(shí)驗(yàn)動物分6組:假手術(shù)組(n=4)和A組、2次缺血5 min/灌注5 min組(B組)、3次缺血10 min/灌注5 min組(C組)、4次缺血5 min/灌注5 min組(D組)、4次缺血10 min/灌注5 min組(E組)5組各10只。處理措施如下:假手術(shù)組只穿線,不夾閉LAD;A組在夾閉LAD 30 min后,開放LAD實(shí)施再灌注6 h;B組在夾閉LAD 30 min后,開放LAD同時夾閉雙下肢動脈5 min,然后開放5 min,重復(fù)缺血/再灌注,共2個循環(huán),實(shí)施再灌注6 h;C夾閉雙下肢動脈時間為10 min,3個循環(huán)缺血/再灌注;D組夾閉雙下肢動脈時間分別為5 min、4個循環(huán)缺血/再灌注;E組夾閉雙下肢動脈時間分別為10 min、4個循環(huán)缺血/再灌注。
1.2.3檢測指標(biāo) (1)室性心律失常:記錄缺血期及再灌注期室性心律失常發(fā)生類型,并對其評分[3]。0分,無心律失常;1分,偶發(fā)室性早搏(1 min<3次);2分,頻發(fā)室性早搏(1 min≥3次);3分,偶發(fā)室性心動過速(1 min<3次);4分,頻發(fā)室性心動過速(1 min≥3次);5分,頻發(fā)室性顫動(1 min≥3次)或死亡。(2)生化指標(biāo):分別于缺血期及再灌注后3、6 h抽取動脈血5 mL,4 ℃下4 000 r/min離心10 min,取上清液,-80 ℃保存,采用全自動生化分析儀測定血漿肌鈣蛋白(cTnT)的水平。(3)心肌梗死面積:以cTnT總釋放量曲線下面積作為心肌梗死面積的代指標(biāo)。(4)遠(yuǎn)隔缺血后處理時間(即每次時間×次數(shù))與室性心律失常、cTnT的水平、心肌梗死面積相關(guān)性。
2.1室性心律失常評分 室性心律失常主要發(fā)生于缺血及再灌注后前30 min內(nèi),其評分結(jié)果見圖1。假手術(shù)組實(shí)驗(yàn)前后無變化;在再灌注后0~30 min,B、D組與A組比較,再灌注室性心律失常評分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);C、E組與A、B、D組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。再灌注31~60 min,E組與A、B、C、D組比較,再灌注室性心律失常評分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),A、B、C、D組無差異。此后各組間室性心律失常評分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。且心律失常評分與缺血后處理時間呈負(fù)相關(guān)(r=-0.892)。
圖1 室性心律失常評分情況
2.2血漿cTnT水平比較 假手術(shù)組實(shí)驗(yàn)前后無變化;與A組比較,B、C、D、E組下降顯著(P<0.05)。與B、C、D組比較,E組下降顯著(P<0.05),見表1。且cTnT水平與缺血后處理時間呈負(fù)相關(guān)(r=-0.833)。
2.3心肌梗死面積 以cTnT總釋放量曲線表示,見圖2。假手術(shù)組無心肌梗死; 與A組比較,B組下降32.3%,C組下降32.8%,D組下降31.0%,E組下降35.8%。且心肌梗死面積與缺血后處理時間呈負(fù)相關(guān)(r=-0.782)。
表1 5組血漿cTnT水平比較
圖1 5組cTnT總釋放量曲線
隨著冠狀動脈再血管化介入(PCI)治療方法、冠狀動脈搭橋術(shù)(CABG)、瓣膜置換術(shù)等技術(shù)推廣應(yīng)用,再灌注損傷造成心肌損傷已被臨床醫(yī)生所認(rèn)識和關(guān)注。探索激發(fā)機(jī)體內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制減輕缺血及再灌注損傷成為心血管領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
2003年Zhao等[2]首次發(fā)現(xiàn)后適應(yīng)在限制梗死范圍及保護(hù)缺血后的內(nèi)皮功能方面與缺血預(yù)適應(yīng)有相同效果,并提出缺血后適應(yīng)(ischemic postconditioning,IPOC)概念。由于IPOC實(shí)施對心臟具有侵襲性,存在不可預(yù)知的風(fēng)險,后提出遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng)(remote ischemic postconditioning,RI-PostC)。目前對IPOC研究主要集中在實(shí)施方案上,包括再灌注/閉塞的循環(huán)次數(shù)和每次循環(huán)的時間。多數(shù)學(xué)者的共識是循環(huán)次數(shù)3~6次,單次循環(huán)的時間10~30 s對心臟保護(hù)作用可以肯定[4]。對RI-PostC的實(shí)施方案還不明確,Andreka等[5]發(fā)現(xiàn)對豬心肌梗死模型采用肢體RI-PostC(缺血5 min再灌注5 min,4個循環(huán))心肌梗死面積減少約22%,肌酸激酶(CK)的釋放減少約26%。Mei等[6]研究發(fā)現(xiàn),早期給予無創(chuàng)肢體缺血后適應(yīng)(RPOC)能減少梗死面積,而反復(fù)肢體RI-PostC(每天1次或每3天1次)減輕左室重塑,且1次單項(xiàng)后處理可提高生存率。甚至還有研究表明,RI-PostC給予3輪上肢缺血5 min,再灌注5 min可減少PCI術(shù)后24 h cTnI 中位數(shù)值,且降低6個月不良心腦事件發(fā)生率[7]。也有研究揭示遠(yuǎn)隔缺血后處理和預(yù)處理對人體血管內(nèi)皮功能保護(hù)作用與遠(yuǎn)隔缺血刺激強(qiáng)度相關(guān)[8]。本研究發(fā)現(xiàn),雙側(cè)股動脈實(shí)施3次缺血10 min再灌注5 min及4次缺血10 min再灌注5 min,明顯減少再灌注前30 min心律失常發(fā)生,且4次缺血10 min再灌注5 min優(yōu)于3次缺血10 min再灌注5 min及4次缺血5 min再灌注5 min。不同的是,雙側(cè)股動脈實(shí)施2個循環(huán)缺血5 min再灌注及4次缺血5 min再灌注對室性心律失常發(fā)生無明顯抑制作用,且室性心律失常發(fā)生與后處理時間長短呈負(fù)相關(guān)。也有報道,在冠狀動脈開放同時實(shí)施短暫肢體缺血觸發(fā)遠(yuǎn)隔缺血后處理未能對再灌注期室性心律失常產(chǎn)生顯著抑制作用[9]。產(chǎn)生這種不同結(jié)果的解釋是,再灌注心律失常主要發(fā)生再灌注前30 min,而遠(yuǎn)隔缺血時間過短(缺血再灌注循環(huán)次數(shù)少)或強(qiáng)度不夠(每次阻斷血流時間過短)不足以誘導(dǎo)保護(hù)作用。
心肌梗死患者的預(yù)后與心功能明顯相關(guān),梗死面積決定心功能分級。Han等[10]研究表明,RI-PostC(再灌注同時,立即在后肢雙側(cè)動脈行缺血5 min再灌注5 min,3個循環(huán)),可降低CK、cTnI,降低左室舒張末壓(LVEDP)和左室收縮壓(LVSP)。Xin等[11]研究提示,給予4次缺血5 min再灌注5 min后處理使梗死面積降至(29.39±3.66)%,而預(yù)處理則使梗死面積降至(33.49±5.81)%。但也有研究發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)隔缺血預(yù)處理不能減少cTnI下降,也不能提高血流動力學(xué)[12]。本研究發(fā)現(xiàn),雙側(cè)股動脈實(shí)施缺血再灌注者均有cTnT血漿濃度較對照組顯著下降,且實(shí)施4個循環(huán)缺血10 min再灌注,優(yōu)于2個循環(huán)缺血5 min、10 min再灌注及3個循環(huán)缺血10 min再灌注者。心肌梗死面積,與A組比較,B組下降32.3%,C組下降32.8%,D組下降31.0%,E組下降35.8%,且與后處理時間長短呈負(fù)相關(guān)。但與既往研究結(jié)果相比有差異,Kerendi等[13]報道在鼠心肌缺血再灌注前結(jié)扎腎動脈5 min,心肌梗死面積減少50%;RI-PostC對心肌保護(hù)作用的差異可能與動物種屬和實(shí)驗(yàn)方案及參考標(biāo)準(zhǔn)不同有關(guān),其作用機(jī)制還不太明確,根據(jù)國內(nèi)外的研究報告,目前主要包括以下幾個方面:(1)內(nèi)源性腺苷釋放及腺苷受體激活[14];(2)短暫感受器電位胡椒素1(TRPV1)、心臟及循環(huán)中主要神經(jīng)肽、降鈣素相關(guān)肽(CGRP)和P物質(zhì)(SP)釋放增加[15];(3)抑制羥基自由基釋放[16]、開放ATP敏感性鉀通道及抑制線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔[17],通過再灌注損傷補(bǔ)救激酶(RISK)信號通路激活絲氨酸/蘇氨酸激酶(AKT)及存活刺激因子提高(SAFE)通路激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)等[11]。最近有研究表明,阿片受體在遠(yuǎn)隔缺血預(yù)處理的心肌保護(hù)作用機(jī)制中占有重要地位[18]。但具體作用機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。
本實(shí)驗(yàn)顯示,肢體遠(yuǎn)隔缺血后處理對心臟的保護(hù)作用與缺血再灌注的時間呈負(fù)相關(guān),選擇兔下肢作為遠(yuǎn)隔缺血處理對象,操作簡單且安全,為在臨床中的應(yīng)用提供一些依據(jù)。
[1]Schmidt MR,Smerup M,Konstantinov IE,et al.Intermittent peripheral tissue ischemia during coronary ischemia reduces myocardial infarction through a KATP-depenent mechanism:first demonstration of remote ischemic preconditioning[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2007,292(4):H1883-1890.
[2]Zhao ZQ,Corvera JS,Halkos ME,et al.Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion:comparison with ischemic preconditioning[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2003,285(2):H579-588.
[3]Curtis MJ,Walker MJ.Quantification of arrhythmias using scoring systems:an examination of seven scores in an invivo model of regional myocardial ischemia[J] Cardiovasc Res,1988,22(9):656-665.
[4]Penna C,Mancardi D,Raimondo S,et al.The paradigm of postconditioning to protest the heart[J].Cell Mol Med,2008,12(4):435-458.
[5]Andreka G,Vertesaljai M,Szantho G,et al.Remote ischemic postconditioning protects the heart during actue myocardial infarction in pigs[J].Heart,2007,93(6):749-758.
[6]Wei M,Xin P,Li S,et al.Repeated remote ischemic postconditioning protects against adverse left ventricular remondeling and imoroves survival in a rat model of myocardial infarction[J].Circ Res,2011,108(10):1220-1225.
[7]Hoole SP,Heck PM,Sharples L,et al.Cardiac Remote Ischemic Preconditioning in Coronary Steenting(CRISP) study:a prospective,randomized control trial[J].Circulation,2009,119(6):820-827.
[8]Loukogergakis SP,Williams R,Panagiotidou AT,et al.Transient limb ischemia induces remote preconditioning and remote postconditioning in humans by a K(ATP)-channel dependent mechanism[J].Circulation,2007,116(12):1386-1395.
[9]宋書波,張偉華,喬晨暉,等.遠(yuǎn)隔缺血后處理對豬心肌急性缺血/再注損傷的保護(hù)作用[J].鄭州大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版,2011,46(3):445-450.
[10]Han GP,Song JX,Ren JY,et al.Dual activation of AKT kinase and STAT-3 ki nase is involved in the cardio protection by remote limb ischemia postconditioning in rats [J].Heart,2011,97(3):A81-82.
[11]Xin P,Zhu W,Li J,et al.Combined local ischemic postconditioning and remote perconditioning recapitulate cardioprotective effects of local ischemic postconditioning[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2010,298(6):H1819-1831.
[12]Ishtiaq A,Rahman Jorge G,Mascaro Rick P,et al.Remote ischemic postconditioning in human coronary artery bypass surgery:from promise to disappointment?[J].Circulation,2010,122(10):S53-59.
[13]Kerndi F,Kin H,Halkos ME,et al.Remote postconditioning brief renal ischemic and reperfusion applied before coronary artery reperfusion reduces myocardial infarct size via endogenous activation of adenosine receptors[J].Basic Res Cardiol,2005,100(5):404-412.
[14]Tsubota H,Marui M,Esaki J,et al.Remote postconditioning may attenuate ischemic reperfusion injury in the murine hindlimb through adenosine receptor activation [J].Eur J Vasc Endovasc Surg,2010,40(6):804-810.
[15]Song JX,Ren JY,Han GP,et al.Transient receptor potential vanilloid 1 is involved in the transfer of cardio protection by remote limb ischemic postconditoning in rats [J].Heart,2011,97(3):A81-87.
[16]Shahid M,Tauseef M,Sharman KK,et al.Brief femoral artery ischemic drovides protection against myocardial ischemia-reprefusion injury in rats:the possible mechanisms[J].Exp Physiol,2008,93(8):954-968.
[17]Michael IO,Deepash DB,Deborah R.Postconditioning protests against human endothelial ischemia-reprefusion injure via subtype-specific KATP channel activation and is mimicked by inhibition of the mitochondrial permeability transition pore [J].Eur Herrt J,2011,32(10):1266-1274.
[18]Shimizu M,Tropak M,Diaz RJ,et al.Transient limb ischemia remotely preconditionings through a humoral mechanism acting directly on the myocardium:evidence suggesting cross-species protection[J].Clin Sci,2009,117(5):191-200.