感染旋毛蟲小鼠心肌能量代謝變化的檢測

許圓圓，李 巍，韓彩霞，路義鑫，李興超，宋銘忻

（1.哈爾濱醫科大學，黑龍江 哈爾濱150086；2.東北農業大學，黑龍江 哈爾濱150030）

正常的心臟能量代謝是維持心臟內環境穩定和組織結構不斷更新的物質基礎，對維持心臟功能具有重要的意義。過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARs）是配體活化的核轉錄因子，其中PPARα主要分布在心臟、肝、腎等組織，調控脂肪酸代謝。研究證明，PPARα受體激活在糖尿病心肌肥大的發展中起保護作用，但對其研究主要集中在心肌能量代謝調控等方面[1]。心肌局部腎素血管緊張素系統（RAS）的主要作用因子血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）與心肌肥厚的發生密切相關[2]。機體多種組織細胞膜上均存在胰島素受體（IR），胰島素對缺血心臟可能具有“擬硝酸甘油”樣效應，進而發揮心血管保護效應[3]。

旋毛蟲在心肌組織呈一過性游走，并不在此寄生，但現大量臨床癥狀顯示，旋毛蟲的重度感染也能夠引起宿主的心肌損傷，并因心肌炎等病癥而導致感染者死亡[4]。因此，本試驗以大劑量旋毛蟲經口感染昆明系小鼠，建立旋毛蟲重度感染小鼠心肌損傷模型，通過對小鼠心肌AngⅡ、PPARα和胰島素含量的檢測，探討旋毛蟲感染小鼠心肌能量代謝變化的規律，為旋毛蟲病的早期診斷、治療提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 蟲種 旋毛形線蟲（Trichinella spiralis），分離自黑龍江遜克豬；由本教研室保種。

1.2 實驗動物及試劑 昆明系小鼠，雌雄各半，體重20～22 g，購自哈爾濱醫科大學附屬第二醫院實驗動物中心；AngⅡELISA檢測試劑盒、PPARs、ELISA檢測試劑盒和小鼠組織胰島素ELISA檢測試劑盒，均購自南京建成生物工程研究所。

1.3 感染旋毛蟲小鼠心肌組織標本制備 取保種用旋毛蟲肌幼蟲，經口感染24只昆明系小鼠，劑量為1 000蚴/只，對照組3只口服生理鹽水。于感染后3、9、14、19、24、29、34 d和49 d從感染組隨機取出4只小鼠，剖殺并無菌取出心臟，一部分置-80℃冰箱備用，另一部分在勻漿管中均質化，離心取上清，-80℃備用。

1.4 心肌能量代謝動態檢測 小鼠心肌AngⅡ、PPARα和胰島素的檢測，按照檢測試劑盒說明書進行操作。

1.5 試驗數據的統計分析 試驗數據采用平均數±標準差（X±SD）表示，數據用SPSS統計軟件處理，試驗組與對照組、試驗組中各分組之間的比較均采用ANOVA，Dunnett′T方法，以P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結果

旋毛蟲感染小鼠心肌組織AngII、PPARs和胰島素含量的檢測結果顯示，旋毛蟲感染后，AngII、PPARα及胰島素檢測結果均呈現相似趨勢，至19～24 d出現峰值，隨后下降（表1、圖1）。

表1 血管緊張素Ⅱ、過氧化物酶體增殖物激活受體和胰島素含量的檢測 （n=3）

圖1 血管緊張素Ⅱ、過氧化物酶體增殖物激活受體、胰島素含量的檢測結果（n=3）

3 討論

心肌局部腎素血管緊張素系統（RAS）的主要作用因子AngⅡ與心肌肥厚的發生密切相關。研究表明，AngⅡ對心肌成纖維細胞的代謝功能具有重要的作用，AngⅡ促心肌細胞肥大的作用主要是通過心肌成纖維細胞介導的[5]。AngⅡ引起心肌細胞肥大的作用機制可能是AngⅡ作用于心肌成纖維細胞表面AT1受體，使其產生某些生長因子如ET-1、TGF-β1，以旁分泌的形式作用于心肌細胞。AngⅡ既有促心肌細胞肥大又有促凋亡作用[6]，即同時誘發心肌細胞凋亡[3]。因此，AngⅡ在感染旋毛蟲引起的心肌凋亡中也將起到重要作用。本研究結果顯示，旋毛蟲感染小鼠后，AngII至19～24 d出現峰值，隨后下降。AngⅡ在旋毛蟲感染小鼠心肌中的變化趨勢提示，其變化規律可能與活性氧激活核轉錄因子κB（NF-κB）介導心肌損傷有關，NF-κB是AngⅡ的前體-血管緊張素原再合成的重要調節因子，NF-κB促進血管緊張素原的表達從而促進AngⅡ的表達，血管緊張素又能誘導NF-κB的表達，二者相互促進。AngⅡ表達量的上升說明其參與了心肌損傷。

PPARα對于調節全身組織能量代謝有極其重要的意義，尤其是脂肪酸及葡萄糖代謝。PPARα參與脂質代謝、促進脂肪細胞分化的基因轉錄，增加脂肪酸轉運蛋白和脂肪酸轉運酶表達，刺激細胞對脂肪酸的攝入及向脂酞coA轉化。PPARα與配體結合后，通過調整下游基因表達，可增強胰島素的反應性及組織攝取糖，具有明顯改善心肌能量代謝的作用。本研究顯示，心肌細胞胞漿內PPARα水平均明顯增高，提示心肌損傷過程中，脂肪酸轉運加劇。也有研究表明，PPARs激活時通過抑制NF-κB和激活蛋白-1(AP-1)，引起下游細胞因子表達減少而起抗炎和抗氧化作用。

機體多種組織細胞膜上均存在胰島素受體（IR），其中心肌細胞膜上含有豐富的IR，是典型的胰島素靶細胞。胰島素在細胞水平的作用是由胰島素與其靶細胞膜IR結合而啟動的[7]。研究發現，胰島素通過PI3K-Akt信號轉導途徑不僅可影響細胞糖代謝，還可抑制氧化應激的缺血/再灌注誘導的心肌細胞凋亡，進而發揮心臟保護作用[8]。也有報道稱胰島素可通過PI3K-Akt途徑激活人冠狀血管內皮eNO，使冠狀血管NO產生增加[9]。研究結果提示，胰島素對缺血心臟可能具有“擬硝酸甘油”樣效應，即胰島素可發揮心血管保護效應。這一發現從另一角度再次提示胰島素對心肌細胞凋亡的保護作用。本研究結果為旋毛蟲病的早期診斷、治療提供基礎數據。

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