尼可地尔对大鼠急性心肌损伤模型中细胞凋亡影响的研究

【摘要】背景及目的：急性心肌损伤主要因急性冠脉缺血造成，临床常见的病因有急性心肌梗死、不稳定型心绞痛和非缺血性心肌损伤。近年来血运重建技术（如溶栓、经皮冠状动脉内成形术和冠状动脉旁路移植术）已经取得了较大的进展，但是对于如何保护损伤的心肌缺血-再灌注（myocardialisshemia-reperfusioninjury,MIRI）一直是研究的热点。异丙肾上腺素（ISO）作为非选择性β受体激动剂，作用于心肌细胞，具有增快心率、加快心脏传导速度、使心肌收缩力增加的作用。大剂量长期应用异丙肾上腺素（ISO）可导致心脏过度兴奋，心肌耗氧量急剧增加，冠脉供血明显减少，使心肌细胞坏死、成纤维细胞增生，结缔组织堆积从而降低心肌的顺应性并且降低心脏收缩和舒张功能，并最终导致慢性心力衰竭。皮下注射异丙肾上腺素5mg/kg/day连续10天被用来作为建议心衰模型。应用异丙肾上腺素可导致大量的心肌坏死和心肌纤维化同时伴随着显著的动脉血压、心率、收缩力（LVdP/dtmax）和舒张能力的下降，但却使左心室舒张终末压升高。心脏细胞的基本生命活动特性之一是电生理现象，其正常的生理活动是心脏功能的重要保障。研究发现离体的人或动物的发生心力衰竭的心脏中，其心肌细胞中线粒体产生的ATP酶明显减少。线粒体膜上ATP敏感钾通道(mitochondrialATP-sensitiveK+channelsmitoKATPC)在细胞膜兴奋和能量代谢调节上起重要作用。目前研究热点主要集中在以下几个方面，心脏缺血再灌注、心肌梗死、心肌重构、心力衰竭、缺血预适应以及应激环境中ATP敏感钾通道的作用。尼可地尔（Nicorandil）作为一种mitoKATPC维持线粒体内钾平衡状态，进而能够调节线粒体容积，对细胞具有保护作用，并减少由氧化应激及低氧引起的心肌细胞凋亡，抑制心肌重塑。为进一步证实尼可地尔具有抗氧化应激损伤及对心肌细胞有保护作用，本实验将进一步研究应用尼可地尔作用于大剂量异丙肾上腺素（ISO）诱导大鼠急性心肌损伤模型，应用5-HD线粒体钾离子通道阻断剂作为对照药物，从而更明确分析尼可地尔保护心肌细胞的可能作用机制。实验方法：将105只健康雄性大鼠（体重200±20g）随机分成空白对照组（15只），异丙肾上腺素组（ISO组30只），尼可地尔治疗组（Nic组30只）。5-HD组(5-HD组30)。空白对照组给与等剂量生理盐水腹腔注射。ISO组给与腹腔注射ISO200mg/kg，1次/天，连续10天，制作大鼠急性心肌损伤模型。Nic组与ISO组给与ISO处理方式相同，但每次在ISO注射后1小时给与尼可地尔1mg/kg尾静脉注射。5-HD组在尼可地尔组之后1小时给予5-HD肌肉注射。给药第1天起至观察第21天行心脏彩超检查、心肌损伤标记物及HE染色判断模型制备情况及损伤情况，3周后行Masson染色，及免疫组织化学技术检测硝基酪氨酸生成量。统计学分析：应用SPSS17.0系统进行统计学方法分析，采用平均数±标准差表示；组间比较采用P检验，以P＜0.05为具有显著的统计学意义。结果1.对照组大鼠的生存率为100%，ISO组的生存率为65.0%，Nic组的生存率为85.0%。应用SPSS17.0软件采用Kaplan-Meier法估计ISO组及Nic组大鼠生存率两组具有显著差异，P=0.006，具有统计学意义。2.心肌组织病理学检测HE染色结果显示在空白对照组，心肌纤维排列规律整齐形成清晰的条纹，细胞核明显，细胞没有肿胀。ISO组心肌组织显示广泛的心肌细胞坏死，呈灶性分布，小血管扩张并有少量红细胞渗出。心肌纤维排列紊乱，纤维组织增生，胞核积聚、溶解，大量白细胞浸润。Nic组明显抑制炎症反应及心肌细胞坏死和纤维化。3.血清酶学检查ISO组CK及LDH较对照组明显升高，差异有统计学意义（p＜0.05）；Nic组CK、LDH较ISO组数值减低，差异有统计学意义（p＜0.05），较对照组数值升高，差异没有明显统计学意义（p＞0.05）。上述结果提示ISO成功诱导急性心肌损伤模型及尼可地尔对心肌损伤的保护作用。4.Masson染色空白对照组以心肌细胞为主，没有明显心肌间质及胶原成分，ISO组可大量胶原蛋白形成，心肌纤维化，仅有少量心肌细胞存在，Nic组胶原纤维增生程度较ISO组明显减轻，心肌细胞受破坏明显减少。5.心脏彩超：为了检测心脏容积及收缩功能。我们利用高分辨率小动物超声系统及高频探头获得心脏长轴及短轴图像，并进一步采用M型超声测量左心室舒张末期容积（LVEDV）及左室收缩末期容积（LVESV）,计算左心室射血分数（LVEF）以及短轴缩短率（FS）.6.免疫组织化学染色ISO组可见心肌组织细胞排列紊乱，细胞胞浆内可见大量棕黄色颗粒。对照组心肌细胞排列整齐，胞浆内染色阴性。Nic组表现较ISO组明显减轻。结论：1.大鼠心肌急性损伤后注射ATP敏感性钾离子通道开放剂尼可地尔可起到心肌保护作用，减少氧自由基形成，降低细胞内的钙超载。减轻心肌缺血缺氧后氧化应激对心肌造成的损伤.2.5-HD对ATP钾通道有阻断作用。进一步表明尼可地尔能够减少心肌细胞内ROS的生成，使缺氧受损心肌得到保护。
【作者】高天红；
【导师】张文琪；
【作者基本信息】吉林大学，临床医学，2014，硕士
【关键词】尼可地尔；异丙肾上腺素；细胞凋亡；心肌损伤；心肌保护；

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