甘氨酸減輕燒傷大鼠心肌損害的實驗研究*

彭 靖，李 騰，呂尚軍，張 勇，吳 煒，徐淑秀△，彭 曦▲

(1.蚌埠醫學院護理系，安徽蚌埠 233030；2.第三軍醫大學西南醫院全軍燒傷研究所/創傷、燒傷與復合傷國家重點實驗室,重慶 400038)

近來研究發現，燒傷早期即可出現嚴重的心肌損害，由于心臟的特殊性，其損害不僅可引起心功能不全，還可誘發或加重休克，導致全身其他組織器官出現缺血缺氧性損害，從而引發燒傷后多器官功能不全，乃至功能衰竭。近年研究發現，甘氨酸(glycine，Gly)具有抗感染、免疫調節和細胞保護功能[1]。有研究表明，大鼠心肌細胞存在Gly受體,它可能在減輕內毒素和缺血/再灌注引起的心肌損傷中發揮主要作用[2-3]。但Gly是否能減輕燒傷后心肌損害，維護心肌收縮功能等這方面報道鮮見。本研究通過建立動物模型，探討Gly對燒傷后大鼠心肌細胞的保護作用，現報道如下。

1 材料與方法

1.1材料 健康成年Wistar大鼠72只，體質量(210±20)g，雌雄不拘(第三軍醫大學實驗動物中心提供)。隨機分成3組，正常對照組(C組)、燒傷組(B組)和Gly治療組(Gly組)。實驗分燒傷后12、24、48、72 h 4個時相點。C組8只大鼠，B組和Gly組各32只大鼠(每個時相點8只)。C組不予燒傷，其他2組大鼠燒傷前禁食12 h，1％戊巴比妥鈉(40 mg/kg)腹腔注射麻醉，背部電推剃毛后10％硫化鈉脫毛，抹固體汽油燒傷18 s，造成30％體表面積Ⅲ度燒傷。傷后按50 mL/kg腹腔注射復方乳酸鈉抗休克，創面涂2％碘酊抗感染，每天2次。傷后給予標準動物顆粒飼料喂養，自由飲水。

1.2方法 Gly購自美國Sigma公司，制成2％甘氨酸溶液，pH值調定至7.2～7.4，用0.22 μm微孔濾膜除菌，4 ℃ 低溫保存，用前復溫至37 ℃。傷后6 h開始，Gly組腹腔注射甘氨酸(0.5 g·kg-1·d-1)，每次2.5 mL，每天2次，B組腹腔注射等容量生理鹽水。

1.3檢測指標

1.3.1心肌酶活性的檢測 各組各時相點麻醉大鼠從插管導管中取血，置入促凝管中，4 ℃冰箱放置凝固后，8 000 r/min，離心5 min，取上清液，-20 ℃保存。血清肌酸激酶(CK)、谷草轉氨酶(AST)和乳酸脫氫酶(LDH)采用血生化自動分析儀檢測。

表1 大鼠不同時相點燒傷后血清CK含量的變化

表2 大鼠不同時相點燒傷后血清LDH含量的變化

表3 大鼠不同時相點燒傷后血清AST含量的變化

表4 大鼠不同時相點燒傷后心肌力學指標的變化±s,kPa，n=8)

1.3.2心肌力學指標的檢測 大鼠麻醉按5 mL/kg劑量腹腔內注射20％烏拉坦，麻醉后仰臥固定于鼠臺，剪開頸部正中皮膚，分離出右頸總動脈，遠端結扎，從近心端將自制充滿100 U/mL肝素生理鹽水的聚乙烯導管插入至右心室，導管遠心端與三通管、壓力換能器、載波放大器串接八導生理記錄儀(RM-86型，日本光電公司生產)，并經計算機接口連接生物信號處理軟件，信號穩定后記錄主動脈收縮壓(AOSP)、舒張壓(AODP)，左心室收縮壓峰值(LVSP)和左心室內壓變化最大速率(+dp/dtmax)。

2 結 果

大鼠心肌酶譜CK、LDH、AST含量變化情況，心肌力學指標AOSP、AODP、LVSP、+dp/dtmax變化情況，見表1～4。

3 討 論

近來研究發現，燒傷早期即可出現嚴重的心肌損害。燒傷后30 min，心肌營養性血流量即減少15％,12 h減少60％，24 h仍明顯低于對照值，表明嚴重燒傷早期心臟的血供即顯著減少，導致心肌的缺血缺氧性損傷[4]，而心肌在缺血缺氧后數分鐘內即可出現能量代謝和功能的變化，并隨著時間的推移呈進行性加重[5]。

本研究結果顯示，B組大鼠燒傷后CK和LDH 12 h即達峰值，AST 24 h達峰值，隨后逐漸下降。而給予Gly后心肌酶譜升高程度明顯低于B組，提示Gly能有效阻止酶的漏出，減輕心肌細胞的進一步損傷。其機制可能是：Gly通過維護細胞膜穩定性，防止心肌重要酶類流失，維護細胞能量代謝。血清CK、AST和LDH均為細胞內的酶類,參與細胞的正常代謝過程，在一定程度上其漏出多少可反映組織、細胞的損傷程度。CK位于線粒體內，是線粒體三磷酸腺苷(ATP)產生、利用、轉換和貯存的關鍵酶；LDH催化糖酵解產物丙酮酸與乳酸相互轉化以保證細胞內能量代謝的正常進行；AST催化谷氨酸與草酰乙酸之間的轉氨作用，對于谷氨酰胺的代謝具有重要意義。燒傷后細胞代謝狀態異常，糖酵解產物乳酸的堆積和脂質過氧化損傷等原因引起心肌細胞膜通透性升高，促使酶從細胞內釋放進入血循環，胞內重要酶的丟失導致細胞能量代謝障礙[6-7]。而Gly可以防止ATP耗竭引起的細胞膜通透性增加，抑制磷脂酶A2的激活，防止細胞膜降解從而保護細胞膜完整性。

本研究采用的心肌力學指標主要包括AOSP、AODP、LVSP和+dp/dtmax。其中AOSP和AODP主要反映心臟壓力后負荷狀態和外周血管阻力情況，LVSP反映心肌最大收縮力，+dp/dtma則反映心肌最大收縮速度。本研究結果提示，傷后12 h AODP即處于較低水平，24 h達谷底；AOSP隨時相持續下降，48 h達谷底并開始升高，但72 h仍較低；LVSP隨時相下降程度進行性加重，72 h達谷底；+dp/dtmax隨時相持續下降，72 h達最低。而給予Gly后燒傷大鼠心肌力學指標下降程度均有所緩解，提示Gly能減輕心肌細胞的損害，維護心肌收縮力。其可能機制為：(1)維護心肌細胞膜穩定性。大鼠心肌細胞可能存在Gly受體[8]，Gly與受體結合后穩定了心肌細胞膜電位，減輕心肌細胞鈣離子超載，進而維護細胞膜的穩定性[9-10]。(2)改善心肌細胞能量代謝。高能磷酸化合物作為細胞直接能量物質影響心肌細胞的活性和收縮功能，燒傷后由于心肌血流灌注不足導致心肌缺血缺氧，再灌注時心肌組織產生大量的活性自由基可以直接攻擊線粒體蛋白巰基，影響線粒體氧化代謝，導致煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)減少，ATP合成障礙[11]。此外，缺氧狀態下，心肌細胞在無氧酵解代償能量代謝障礙的過程中會使得代謝產物乳酸的堆積，造成細胞進一步損傷[12]。本研究前期顯示，嚴重燒傷大鼠給予Gly后乳酸含量明顯降低，同時ATP明顯增加。

燒傷早期即出現心肌損害，心肌收縮功能受抑,泵血能力下降導致有效循環血量減少,從而誘發或加重休克，進一步造成全身其他組織器官缺血缺氧性損害。本研究表明，Gly能減輕燒傷后心肌損害，改善心肌能量代謝，維護心肌收縮功能。

[1]Zhong Z,Wheeler MD,Li X,et al.L-Glycine:a novel anti inflammatory,immunomodu latory,and cytopro tective agent[J].Curr Opin Clin Nutr Metab Care,2003,6(2):229-240.

[2]Qi RB,Zhang JY,Lu DX,et al.Glycine receptors contribute to cytoprotection of glycine in myocardial cells[J].Chin Med J,2007,120(10):915-921.

[3]陳夢飛,陸大祥,戚仁斌，等.甘氨酸脂質體對心肌細胞線粒體膜電位及凋亡的影響[J].中國病理生理雜志,2008,24(7):1254-1258.

[4]Huang YS,Yang ZC,Yan BG,et al.Pathogenesis of early cardiac myocyte damage after severe burns[J].J Trauma,1999,46(3):428-432.

[5]Lopaschuk G.Regulation of carbohydrate metabolism in ischemia and Reperfusion[J].Am Heart J,2000,139(2 Pt 3):115-119.

[6]方華,李昌熙,王泉云,等.體外循環中應用吡咯烷二硫氨基甲酸酯對犬心肌能量代謝的影響[J].南方醫科大學學報,2008,28(8):1387-1390.

[7]周軍利，黃躍生,黨永明，等.甘氨酸對缺血缺氧心肌細胞能量代謝的影響[J].現代生物醫學進展，2008,8(6):1093-1095.

[8]趙雪,陸大祥,戚仁斌，等.甘氨酸受體在甘氨酸抗心肌細胞缺氧/復氧損傷中的作用機制研究[J].中國病理生理雜志，2006,22(11)：2113-2118.

[9]唐昱.熱休克蛋白70與心肌保護的研究進展[J]國際檢驗醫學雜志，2006,27(11):1028-1030.

[10]Kuzumoto M，Takeuehi A，Nakai H，et al.Simulation analysis of Intracellular Na+and Cl-homeostasis during betal adrenergic stimulation of cardiac myocyte[J].Prog Biophys Mol Biol，2008，96(1/3):171-186.

[11]Lee HL,Chen CL,Steve T,et al.Biphasic modulation of the mitochondrial electron transport chain in myocardial ischemia and reperfusion[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2012,302(7):1410-1422.

[12]劉媛媛，辛武，周婷.燒傷患者心肌酶譜的結果分析[J]國際檢驗醫學雜志,2011,32(5):624.