高廣生 潘蕊 苗曉東 李虹 聶亞東 劉淑華 李姝婷 朱東放 李懿宏
[摘要] 目的 觀察無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)對糖尿病下肢缺血大鼠心肌缺血/再灌注損傷的保護作用及對缺血下肢的影響。方法 將成功建模的糖尿病下肢缺血大鼠隨機分為2組(每組27例):心肌缺血/再灌注組(A組)及預(yù)適應(yīng)組(B組)。A組大鼠冠狀動脈左前降支結(jié)扎30 min后開通2 h;B組大鼠缺血下肢行結(jié)扎5 min后開通5 min,共3次,連續(xù)3 d,第4天同A組實驗。觀察比較兩組大鼠心電圖ST段變化程度、肌酸激酶同工酶(CK-MB)值、缺血心肌質(zhì)量與左心室質(zhì)量的比值(AAR/LV)、梗死心肌質(zhì)量與左心室質(zhì)量的比值(IA/LV)、梗死心肌質(zhì)量與缺血心肌質(zhì)量的比值(IA/AAR)以及缺血下肢與健肢的血流值比率(R/L)。 結(jié)果 與A組相比,B組ST段抬高幅度、CK-MB值、IA/LV、IA/AAR值明顯降低,R/L有降低趨勢,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.01)。 結(jié)論 無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)能明顯降低大鼠心肌缺血/再灌注時的ST段抬高幅度、CK-MB值及心肌梗死面積,且對已發(fā)生缺血的下肢無顯著影響。
[關(guān)鍵詞] 缺血預(yù)適應(yīng);糖尿??;心肌梗死;缺血下肢
[中圖分類號] R587.1 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1672-4062(2018)07(a)-0054-03
無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)是指預(yù)先對一肢體進行缺血處理,對隨后發(fā)生的遠(yuǎn)隔器官的缺血損傷有保護作用。很多動物實驗及臨床研究都證實了缺血預(yù)適應(yīng)的心臟保護作用[1],但關(guān)于缺血預(yù)適應(yīng)對合并糖尿病的患者或動物的心臟保護作用的研究相對較少,且結(jié)果不一[2-4]。同時,因臨床上很多糖尿病患者伴有肢體外周血管病變,而缺血預(yù)適應(yīng)對病變肢體血管的影響尚無臨床及動物研究。該研究擬建立糖尿病并下肢慢性缺血的大鼠模型[5],觀察無創(chuàng)性缺血預(yù)適應(yīng)對大鼠心肌缺血/再灌注損傷的保護作用及對缺血下肢的影響。
1 材料與方法
1.1 實驗材料
1.1.1 動物 6~7周齡健康雄性Wistar大鼠60只,體質(zhì)量200~250 g,由哈爾濱市呼蘭區(qū)楊林鄉(xiāng)鼎盛養(yǎng)殖場提供并飼養(yǎng)。
1.1.2 試劑 檸檬酸鈉緩沖液、戊巴比妥鈉、水合氯醛、CK-MB試劑盒(北京中杉金橋生物技術(shù)公司),鏈硫脲菌素、Evans blue染色劑(美國sigma),TTC染色劑(上?;瘜W(xué)試劑公司)。
1.1.3 設(shè)備 血糖儀(羅氏)、激光多普勒血流成像儀(瑞典)、多功能電生理儀(華南醫(yī)用電氣)、超低溫高速離心機(Backman Coulter)、電熱恒溫振蕩水浴箱(上海)、冰箱(新飛)、電子分析天平(Mettler Toledo)。
1.2 模型建立與分組實驗
1.2.1 糖尿病模型的建立 高脂飼料(熱量比為蛋白質(zhì):脂肪:碳水化合物=1∶3∶1)飼養(yǎng)60名大鼠,6個月后,做標(biāo)記并稱質(zhì)量,禁食12 h,不禁水,檸檬酸鈉緩沖液稀釋鏈脲佐菌素,按35 mg/kg的劑量腹腔注射,48 h后用血糖儀測尾靜脈血糖,以隨機血糖>16.7 mmol/L為造模成功,7 d后復(fù)測隨機血糖>16.7 mmol/L的大鼠入選實驗,共58只大鼠入選。
1.2.2 下肢缺血模型的建立 58只大鼠均取右下肢造模,左下肢作為對照。2%戊巴比妥鈉以50 mg/kg的劑量腹腔注射麻醉后,取仰臥位,四肢牽拉固定于手術(shù)臺,右下肢備皮消毒,于右側(cè)腹股溝處縱行切開右下肢正中的皮膚,暴露血管神經(jīng)束,分離出股動脈并結(jié)扎,激光多普勒血流儀記錄雙下肢血流灌注值,以右下肢比左下肢血流減少約70%確認(rèn)建模成功,28 d后復(fù)測右下肢/左下肢血流比率<75%的大鼠入選實驗,共54只大鼠入選。
1.2.3 進行無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)及心肌缺血/再灌注 將成功建模的54只大鼠隨機分為2組:缺血/再灌注組(A組)及預(yù)適應(yīng)組(B組),各27只。A組大鼠以10%水合氯醛以0.3g/kg的劑量腹腔注射麻醉后,連接肢導(dǎo)心電,氣管切開,呼吸機輔助呼吸,在左鎖骨中線3、4肋間處行縱形切口,以小型開胸器暴露胸腔。切開心包,在冠狀動脈左前降支中、上1/3交界處以絲線結(jié)扎30 min后,松開絲線使冠狀動脈開通至2 h。B組大鼠用2%戊巴比妥鈉溶液以30 mg/kg的劑量腹腔注射麻醉后,以橡皮筋捆綁大鼠右下肢根部至超聲示下肢動脈血流消失,持續(xù)5 min,再松開5 min,如此捆綁/松開共3次,連續(xù)3 d,第4天操作同A組。
1.3 觀察指標(biāo)的測定
1.3.1 心電圖 分別在心梗前、心梗后30 min、再灌注后30 min、再灌注后2 h測心電圖ST段抬高幅度。
1.3.2 心肌酶 于再灌注后2 h于右心室取血2 mL,凝固并離心后取血清測CK-MB 值。
1.3.3 心肌梗死面積 右心室取血后結(jié)扎左前降支,將Evans blue染色劑從主動脈逆行注入心臟,剪下心臟后用生理鹽水沖洗干凈,放入冰箱中冷凍20 min。垂直心臟長軸方向切片(厚約1 mm)。電子天平稱量左心室質(zhì)量(LV),再剔取缺血部分(未染色部分)稱質(zhì)量(ARR),并計算缺血部分質(zhì)量占左心室質(zhì)量的百分比(AAR/LV)。將缺血部分切片放入TTC中,37℃水浴30 min,梗死部分呈蒼白色,剔取梗死部分的心肌稱質(zhì)量(IA),并計算梗死部分質(zhì)量占左心室質(zhì)量的百分比(IA/LV),最后計算梗死部分質(zhì)量與缺血部分質(zhì)量的百分比(IA/AAR)。
1.3.4 下肢血流值 用激光多普勒血流儀分別記錄預(yù)適應(yīng)組大鼠在預(yù)適應(yīng)前、心梗后30 min及再灌注后2 h雙下肢血流灌注值,以右下肢/左下肢的血流比率(R/L)表示血流灌注程度。
1.4 統(tǒng)計方法
處理采用SPSS 20.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析,計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,行t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 ST段抬高幅度
兩組大鼠心梗前心電圖ST段抬高幅度無明顯差異(P>0.05),與A組相比,B組大鼠在心梗后30 min、再灌注后30 min及再灌注后2 h心電圖ST段明顯回落(P<0.01),見表1。
2.2 心肌酶
與A組相比,B組大鼠CK-MB值明顯降低(P<0.01),見表2。
2.3 心肌梗死面積
兩組大鼠心肌缺血范圍(AAR/LV)無顯著差異(P>0.05),與A組相比,B組大鼠心肌梗死范圍(IA/LV、IA/AAR)明顯縮?。≒<0.01),見表2。
2.4 下肢血流灌注程度
與A組相比,B組大鼠在預(yù)適應(yīng)前、心梗后30 min及再灌注后2 h其下肢血流灌注比率略有下降,但其差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表3。
3 討論
2001年NCEP ATPⅢ(美國膽固醇教育計劃成人治療第三次報告)提出糖尿病是冠心病的“等危癥”[6],此后,糖尿病與冠心病的聯(lián)系受到國內(nèi)外內(nèi)分泌及心血管醫(yī)生的廣泛關(guān)注。相比較單純冠心病患者,合并糖尿病的患者心梗的面積更大、死亡率更高,并且心梗的再發(fā)率也更高[7]。因此,有效防治糖尿病患者的心肌損傷,對提高其生存率和生活質(zhì)量具有重要意義。
心梗之后,及時恢復(fù)缺血區(qū)的血液灌注是減小心梗面積,提高臨床治愈率的重要手段。但再灌注本身也會對缺血區(qū)的心肌造成進一步的損傷,即缺血/再灌注損傷。缺血預(yù)適應(yīng)(IP)是指機體組織在經(jīng)歷反復(fù)的短暫的非致死性缺血/缺氧后,對隨后的長時間致死性缺血/缺氧具有高耐受性,這主要表現(xiàn)在實質(zhì)性細(xì)胞死亡顯著減少,梗死范圍顯著減小,并顯著減輕器官功能障礙,但其缺點是直接作用于靶器官,不適合應(yīng)用于心臟、腦等器官。無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)(NLIP)是指通過對不太重要的肢體進行缺血預(yù)適應(yīng),可產(chǎn)生對心臟、腦等重要器官的保護作用,減輕缺血/再灌注損傷,比手術(shù)治療[8-9]和藥物治療[10]更具優(yōu)勢,有較高的臨床應(yīng)用價值。
心電圖ST段抬高是心梗的重要特征,在某種程度上可反映心肌細(xì)胞的損傷程度,該研究表明無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)可明顯降低心梗后ST段抬高幅度,減輕心肌細(xì)胞損傷。心肌酶學(xué)是評價心肌梗死的重要指標(biāo),其中CK-MB主要存在于心肌細(xì)胞,診斷心肌梗死的敏感性達82.35%、特異性達94.74%,該研究表明無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)可明顯降低CK-MB升高水平,對心肌細(xì)胞有保護作用。心肌梗死面積是評價心肌缺血/再灌注損傷程度的金標(biāo)準(zhǔn)[11],該研究證實無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)可顯著縮小心肌梗死面積,減輕缺血/再灌注損傷程度。臨床上很多糖尿病患者同時伴有肢體外周血管病變,該研究觀察通過對已發(fā)生血管病變肢體的缺血預(yù)適應(yīng),在減輕心肌缺血/再灌注損傷的同時并未對病變肢體產(chǎn)生明顯不良影響。
綜上所述,無創(chuàng)性肢體缺血預(yù)適應(yīng)能對大鼠心肌缺血/再灌注損傷產(chǎn)生明顯的保護作用,且對已發(fā)生血管病變的下肢無顯著影響。其產(chǎn)生保護作用的機制目前尚未完全明了,可能與內(nèi)源性腺苷釋放增加及其受體的激活[12-13]、氧自由基產(chǎn)生減少[14]、炎性細(xì)胞的聚集及心肌細(xì)胞的凋亡減少[15-16]等因素有關(guān)。另外,研究中發(fā)現(xiàn),在心肌梗死或再灌注的不同時期進行缺血預(yù)適應(yīng)所產(chǎn)生的心肌保護作用強度可能存在差異,其差異程度仍有待進一步研究。
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(收稿日期:2018-04-13)