舒芬太尼后處理對大鼠心肌缺血再灌注損傷保護作用的實驗研究

榮彥生,劉 義,于 晗

心肌缺血后處理是于再灌注早期對缺血心肌給予反復、短暫的再灌注、缺血,以減輕再灌注損傷,但臨床上缺血后處理的實施有一定困難。藥物后處理是用藥物模擬缺血后處理,可達到與其相似的心肌保護作用,臨床易于實施。研究表明,阿片類藥物嗎啡既有早期心肌保護作用,又有延遲性心肌保護作用[1-5]。嗎啡后處理減輕心肌缺血再灌注損傷已見報道[6-8]。舒芬太尼(sufentanil,SFT)是一種新型阿片類藥物,近幾年廣泛應用于心血管手術麻醉,舒芬太尼后處理是否具有心肌保護作用鮮有報道。本研究擬評價舒芬太尼對大鼠心肌缺血再灌注損傷的影響,為臨床提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 健康 SD雄性成年大鼠24只,體重 250 g～300 g,由遼寧醫學院動物實驗中心提供。

1.1.2 實驗藥物與儀器 注射用舒芬太尼針劑:湖北宜昌人福藥業有限責任公司;一氧化氮(NO)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)試劑盒:購于南京建成生物工程研究所;DH-150動物呼吸機;DY-89電玻璃勻漿器;UV751GD紫外/可見分光光度計;JY92-Ⅱ超聲波細胞粉碎機;TSHZ-A臺式水浴恒溫振蕩器;TGLL-18g臺式高速冷凍離心機。

1.2 方法

1.2.1 實驗動物分組及處理 將24只健康SD大鼠隨機分為4組,每組6只。假手術組:只穿線不結扎,穿線后腹腔注射生理鹽水1 mL。缺血再灌注組:缺血30 min,再灌注120 min。再灌注前2 min腹腔注射生理鹽水1 mL。舒芬太尼后處理低劑量組(SFT-2組):缺血 30 min,再灌注 120 min,再灌注前2 min腹腔注射舒芬太尼稀釋液1 mL,2μg/kg。舒芬太尼后處理高劑量組(SFT-10組):缺血30 min,再灌注120 min,再灌注前 2 min腹腔注射舒芬太尼稀釋液1 mL,10μg/kg。

1.2.2 大鼠心肌缺血再灌注損傷模型制備 將大鼠以烏拉坦

1 g/kg腹腔注射麻醉,固定大鼠四肢及頭部于實驗臺上,將心電圖機電極插入大鼠四肢皮下,記錄正常Ⅱ導聯心電圖。氣管插管,連接動物呼吸機。沿前正中線剪開皮膚,分離皮下組織、肌肉,位于胸骨左緣第3、4肋間開胸,剪開心包,暴露心臟,在肺動脈圓錐和左心耳連線中點下方約2 mm處進針,將一根塑料管墊于結扎線與血管之間,拉緊結扎線,使冠狀動脈前降支閉塞。缺血30 min松解結扎線,再灌注120 min,同時記錄肢體Ⅱ導聯心電圖,觀察ST段抬高及恢復,以及心律失常情況作為判斷冠狀動脈斷流及再灌注的指標。

1.2.3 標本采集 實驗結束后右心取血5 mL,4℃,3 500 r/min離心 15 min,分離血漿,放-80℃冰箱保存,待測區磷酸肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)和NO。取血后,取心臟即以冰鹽水沖洗,除去血液。每組中3只取左心室,采用硝基四氮唑藍(N-BT)染色法區分正常區和梗死區,測定梗死區重量百分比。另3只大鼠取左心室制備勻漿,測定超氧化物歧化酶和丙二醛。

1.2.4 心肌組織勻漿的制備 再灌120 min后立即處死大鼠,取出心臟,立即在冰冷生理鹽水中漂洗,除去血液,保持酶活性,除去右心及心房,留取左心室,濾紙吸干,置-80℃冰箱中保存。測定指標時將所有標本取出,用移液管吸取生理鹽水(按9∶1),加入有組織的塑料離心管,用眼科小剪盡快將組織塊剪碎,然后用搗碎機將組織搗碎,離心,取上清液備用。

1.2.5 心肌梗死范圍測定 再灌注2 h取血后,摘取心臟剪去心房和右心室,沿房室環方向從心尖至心底切成約2 mm厚的組織塊,置于0.5 g/dL氯化硝基四氮唑藍母液的10倍稀釋液中染色(37℃,恒溫水浴振蕩中)15 min。然后,觀察心肌壞死,拍照。稱取左室重量,再沿壞死邊緣切去壞死部分心肌并稱重,以壞死心肌與全左心室心肌重量的比值表示心肌梗死百分比。1.3 統計學處理 實驗數據采用SPSS 11.5統計軟件進行分析,所有數據以均數±標準差(±s)表示,采用方差分析及LSD-t檢驗,P＜0.05為有統計學意義。

2 結 果

2.1 各組大鼠缺血再灌注心肌梗死百分比比較(見表1)

表1 各組大鼠缺血再灌注心肌梗死百分比比較( ±s) %

表1 各組大鼠缺血再灌注心肌梗死百分比比較( ±s) %

組別 劑量(μg/kg) 心肌梗死百分比假手術組 - 0缺血再灌注組 - 58.6±3.641)SFT-2組 2 51.7±6.531)2)SFT-10組 10 47.8±5.401)3)與假手術組比較,1)P＜0.01;與缺血再灌注組比較,2)P＜0.05,3)P＜0.01

表2 各組大鼠缺血再灌注心肌組織SOD和MDA比較( ±s)

表2 各組大鼠缺血再灌注心肌組織SOD和MDA比較( ±s)

組別 劑量μg/kg SOD U/mL MDA nmol/mL假手術組 - 217.0±21.6 1.47±0.45缺血再灌注組 - 116.3±12.91) 5.60±0.391)SFT-2組 2 149.3±12.41)2) 5.13±0.291)2)SFT-10組 10 161.7±30.91)3) 4.45±0.671)3)與假手術組比較,1)P＜0.01;與缺血再灌注組比較,2)P＜0.05,3)P＜0.01

2.2 各組缺血再灌注心肌組織SOD和M DA比較(見表2)

2.3 各組大鼠血清LDH、CK、NO比較(見表3)

表3 各組大鼠血清 LDH、CK、NO比較( ±s)

表3 各組大鼠血清 LDH、CK、NO比較( ±s)

組別 LDH(U/L) CK(U/L) NO(mmol/L)假手術組 459.0±98.9 556.8±118.6 50.25±8.94缺血再灌注組 3 428.5±293.51) 5 244.2±2 108.61) 28.78±2.951)SFT-2組 1 153.2±651.41)2) 1 962.2±2 217.41)3) 38.77±6.822)SFT-10組 744.1±124.11)3) 825.8±150.01)3) 40.15±4.122)與假手術組比較,1)P＜0.01;與缺血再灌注組比較,2)P＜0.05,3)P＜0.05

3 討 論

心肌缺血/再灌注損傷(MIRI)是指在一定條件下恢復缺血心肌組織的血液供應,不但不能使組織、器官功能恢復,反而加重組織、器官功能障礙和結構損害。其表現形式有再灌注性心律失常、心肌頓抑、致死性再灌注損傷。MIRI的發病機制尚未完全闡明,通常認為該過程與氧自由基、鈣超載、中性粒細胞和微血管損傷、細胞凋亡以及能量代謝障礙等有關。如何減輕或消除MIRI一直是臨床研究的熱點。

從20世紀80年代中期,Murry等[9]提出的缺血預處理到隨后的藥物預處理[3],以及近年提出的缺血后處理到藥物后處理[8,10],無疑為防止心肌缺血/再灌注損傷開拓了新的研究領域。藥物后處理是用藥物模擬缺血后處理,以期達到相似的心肌保護作用。由于應用在缺血發生之后和持續再灌注之前,因此具有更廣泛的臨床應用前景。阿片類藥物嗎啡、芬太尼后處理,已有實驗證明,可對缺血再灌注心肌產生保護作用。由于再灌注早期是發生再灌注損傷的關鍵時期,因此,采用藥物后處理必須強調藥物處理的時機(于再灌注開始前2 min實施)[11]。

本實驗通過對缺血再灌注I/R大鼠進行舒芬太尼后處理,研究發現,與假手術組比較,缺血再灌組大鼠心肌組織SOD含量明顯減少,脂質過氧化代謝產物MDA的含量明顯增加,血清CK、LDH明顯增加,血清NO含量明顯減少,說明心肌缺血再灌注加重了心肌組織的損傷;與缺血再灌組比較,舒芬太尼后處理低劑量組、高劑量組都產生了心肌保護作用,表現為心肌組織SOD含量增加,脂質過氧化代謝產物MDA的含量減少,血清CK、LDH明顯減少,血清NO含量增加;心肌梗死面積縮小。與舒芬太尼低劑量組比較,高劑量組具有更明顯的心肌保護作用。

舒芬太尼后處理產生心肌保護作用的機制可能包括以下幾個方面:減少氧自由基的生成[12];增強心肌抗氧化能力;激活再灌注損傷補救酶,抑制細胞凋亡[13];影響線粒體通透性轉換孔MPTP的開閉狀態,抑制細胞凋亡和壞死[14];激活線粒體ATP敏感性鉀離子通道,抑制氧自由基的產生和鈣超載,發揮心肌保護作用[14]。

舒芬太尼憑借其穩定的血流動力學特性應用于心血管病人的麻醉,有其明顯的優點,有研究顯示舒芬太尼預處理既有早期又有延遲性的心肌保護作用[15]。本實驗提示后處理舒芬太尼同樣可以減輕心肌缺血再灌注損傷,發揮良好的心肌保護作用。

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