缺血后處理對減小豬急性心肌梗死面積的作用*

孫海梅,郭 濤,喻 卓,許汪斌,竇興葵,孟照輝

(昆明醫學院:1.第一附屬醫院ICU;2.第一附屬醫院心內科,昆明 650032;3.第二附屬醫院麻醉科,昆明 650101)

缺血后處理通過啟動機體內源性的保護機制,減輕心肌缺血再灌注損傷。目前國內外的研究證實,缺血后處理可減輕體型較小的動物種類如小鼠、大鼠、家兔、犬等的心肌缺血再灌注損傷,而對豬的心肌保護作用卻尚無定論[1-4]。豬是體型較大且和人類冠狀動脈血液循環最為相似的實驗動物,本研究采用豬作為實驗動物,觀察缺血后處理是否同樣對豬也存在心肌保護作用,為缺血后處理進一步臨床應用提供理論依據。本研究探討缺血后處理對豬閉胸式急性心肌梗死模型中心肌梗死范圍的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及實驗材料 10只8～11個月健康滇南小耳豬,雌雄不拘,體質量19～24.5 kg,由昆明醫學院動物實驗室提供。各種導絲(長、短導絲及球囊導絲),動脈鞘、各種穿刺針、導管及壓力泵等均為德國貝朗公司產品,均為臨床使用過的廢舊材料,并在術前12 h用2%戊二醛消毒液浸泡消毒。數字減影血管造影機(菲利浦公司,FD10機型);心電監護儀及有創動脈測壓儀(美國公司,Dash3000機型);全自動生化檢測儀(Olympus,Au5400機型);戊巴比妥鈉(杭州賽諾菲公司);利多卡因(上海禾豐有限公司生產);青霉素(山東魯抗藥業生產);2,3,5氯化三苯基氯四氮唑(T TC)購自SIGM A公司。

1.2 麻醉及術前準備 選擇小型豬,空腹6 h以上,3%戊巴比妥鈉20～30 mg/kg耳緣靜脈麻醉后將豬仰臥固定在手術臺上施行手術。術中檢測豬的生命體征,據肢體運動情況20～30 min重復靜脈注射戊巴比妥鈉2～5 mg/kg,使豬保持麻醉狀態。

1.3 豬閉胸式心肌梗死模型制備 實驗豬10只,隨機分為2個組,實驗組(n=5),對照組(n=5)。右腹股溝區皮膚以碘伏消毒后鋪無菌單。2%利多卡因局部麻醉后于腹股溝韌帶行股動脈穿刺,置入6F動脈鞘,靜脈注入肝素8 000 u,每隔1 h追加肝素2 000 u。經動脈鞘置入6F豬尾導管至左心室,行左心室造影。以6F 3.0 L左冠狀動脈造影導管分別行左、右冠狀動脈造影,觀察豬冠狀動脈的分布情況。在導絲指引下,置入2.0 mm或2.5 mm的球囊至左前降支(LAD)第一對角支的遠端,以3～4 atm打開球囊堵閉LAD。心肌梗死模型成功標志:冠脈造影示球囊遠端血流中斷,心電圖表現為V1～V3導聯出現ST段抬高,T波高聳融合。60 min后撤除球囊并拔除動脈鞘管,壓迫止血。實驗組行球囊充氣堵閉 LAD 60 min后,球囊放氣30 s、充氣30 s(循環8次);對照組行球囊充氣堵閉LAD60 min后直接撤除球囊。肌肉注射青霉素400萬單位,在豬清醒之前送回動物中心。手術后約1 h豬蘇醒,第2天即可進食。

表1 對照組和實驗組心肌酶學變化(n=5,

表1 對照組和實驗組心肌酶學變化(n=5,

*:與缺血前相比,P＜0.05;#:與對照組相比,P＜0.05。

CK(IU/L)組別LDH(IU/L)缺血前 再灌注2 h 再灌注24 h 缺血前 再灌注2 h 再灌注24 h實驗組 2 218.62±248.45 8 337.08±365.16* 17 829.46±1 339.94*# 593.51±26.56 1 136.92±76.37* 1 072.02±25.52*#對照組 2 318.10±228.93 8 237.08±376.87* 24 015.10±1 366.95* 589.30±28.49 1 246.90±69.49* 1 892.02±27.87*

1.4 心肌酶檢測 分別于缺血前,缺血結束,再灌注2、24 h前腔靜脈取血,全血生化分析儀測定血清心肌酶:磷酸肌酸激酶(CK)及乳酸脫氫酶(LDH)。

1.5 心肌梗死范圍測定 心肌缺血再灌注72 h,將實驗豬麻醉后,開胸取心臟,生理鹽水沖洗,沿心臟的基底部短軸方向將左心室連續切成4～5 mm的薄片,對心肌行T TC染色,將心肌放入含有10 g/L的TTC的PBS(pH=7.4)溶液中孵育10 min。根據染色與否定義其梗死灶。T TC染色區(深紅色)示仍存活的心肌組織,非TTC染色區(灰白色)即梗死區。掃描后用圖像分析軟件計算心肌梗死體積和左室體積,用梗死體積占左室體積的百分比表示并計算心肌梗死面積。

1.6 統計學方法 采用SPSS10.0統計軟件進行分析,結果以表示,組間不同時間點均數比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用t檢驗,P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 心肌酶學變化 缺血前兩組間CK、LDH變化差異無統計學意義(P＞0.05);再灌注后 2、24 h兩組的 CK、LDH 較缺血前基礎值明顯增高,差異有統計學意義(P＜0.05)。組間比較,再灌注后24 h實驗組的CK、LDH較對照組明顯降低,差異有統計學意義(P＜0.05),見表 1。

圖1 缺血再灌注后心肌T TC染色

2.2 病理學檢查 術后3 d行T TC染色,存活心肌組織被紅染,而未被染色的區域呈白色或灰白色為梗死區。經圖像分析處理后,實驗組心肌梗死的面積是(10.89±2.02)%,對照組心肌梗死的面積(23.26±3.13)%,兩者差異有統計學意義(P＜0.05)。提示缺血后處理組的心肌梗死范圍明顯低于對照組,見圖1。

3 討 論

隨著心肌保護研究的不斷深入,心肌的缺血再灌注損傷被認為是心肌保護問題的關鍵,已引起人們的廣泛關注[5-7]。目前缺血后處理對實驗動物的心肌保護效果雖較為肯定,但多數國內外的研究均通過一些體型較小的動物如小鼠、大鼠、家兔、犬等的心肌缺血再灌注模型上得到證實,而對豬的心肌保護作用卻無定論[1-4]。但多數的研究主要從缺血后處理與再灌注早期(24 h以內)細胞壞死、心肌梗死面積及心功能等方面觀察心肌保護作用,而對缺血后處理是否參與再灌注延遲性損傷的心肌保護作用尚不明確[8]。本研究采用豬作為實驗動物,豬是體型較大且與人類冠狀動脈血液循環相似的動物,觀察缺血后處理對豬閉胸式急性心肌梗死模型的心肌酶學變化及3 d后心肌梗死范圍的影響,了解其發揮再灌注延遲性損傷的心肌保護作用。

本課題成功應用介入方法行球囊封堵冠脈建立豬閉胸式心肌梗死模型,與傳統的開胸結扎心臟冠狀動脈建立心肌梗死模型的方法相比,閉胸式心肌梗死模型可最大程度地模擬臨床實際情況;減少實驗動物的創傷提高建模成功率;并且通過控制球囊的放氣-充氣,實現了心肌缺血和后處理的反復短暫缺血再灌注時間的準確控制[9]。目前研究已證實,心肌梗死范圍的縮小是心肌保護措施發揮作用的主要指標,同時心肌酶升高與急性心肌梗死面積一致,心肌酶越高,表明梗死面積越大。

本研究發現,再灌注2 h,對照組與實驗組LDH及CK較缺血前基礎值明顯升高,但兩組間比較差異無統計學意義(P＞0.05);再灌注24 h,實驗組的 LDH及 CK明顯低于對照組,差異有統計學意義(P＜0.05);再灌注3 d,對心臟進行TTC染色及掃描后用圖像分析軟件計算,結果顯示缺血后處理組心肌梗死的面積明顯小于對照組,提示缺血后處理限制心肌梗死范圍延伸,發揮再灌注延遲性損傷的心肌保護作用。目前缺血后處理的心肌保護作用的具體機制尚不清楚。可能的機制有以下幾方面:(1)抑制再灌注時氧自由基的堆積;(2)抑制中性粒細胞的活化;(3)抑制細胞內及線粒體鈣超載;(4)誘導內源性保護性蛋白合成;(5)啟動心臟保護信號通路[10-11]。

本研究初步證實缺血后處理可明顯縮小豬急性心肌梗死范圍,發揮再灌注延遲性損傷的心肌保護作用,對心肌再灌注損傷的治療進行了有益的探索,但能否應用于臨床尚有待進一步深入研究。

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