不同濃度七氟醚預(yù)處理對(duì)小鼠心肌缺血/再灌注損傷后血漿脂聯(lián)素水平的影響

張琛琳,翟津津,王春暉,劉小霞,劉少凱,張彥清

(1山西醫(yī)科大學(xué)麻醉學(xué)院麻醉教研室,太原 030001;2山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院麻醉科;*通訊作者,E-mail:sxtyzyq@sina.com)

隨著人口老齡化日漸加重,急性心肌梗死的發(fā)病率逐年增加。盡早恢復(fù)缺血區(qū)的血流灌注是治療的首要目標(biāo),然而再灌注會(huì)對(duì)心肌造成進(jìn)一步損傷[1]。因此,如何減輕心肌缺血/再灌注(MI/R)損傷成為臨床研究的一個(gè)重點(diǎn)。目前,揮發(fā)性麻醉劑七氟醚已被證明可以減輕MI/R損傷[2]。陳洪濤等[3]發(fā)現(xiàn)七氟醚的心臟保護(hù)作用與其吸入濃度有關(guān)。此外,脂聯(lián)素(APN)是一種主要由脂肪組織分泌的細(xì)胞因子。研究表明,脂聯(lián)素具有心臟保護(hù)作用,血液中的高脂聯(lián)素濃度降低了心肌梗死發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[4,5]。本課題組前期實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,七氟醚預(yù)處理對(duì)MI/R的保護(hù)作用可能與其增加血漿脂聯(lián)素濃度有關(guān)[6]。但是,不同濃度七氟醚預(yù)處理是否會(huì)影響機(jī)體脂聯(lián)素水平,目前尚未闡明。本研究擬通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn),探究不同濃度七氟醚預(yù)處理對(duì)小鼠MI/R損傷后血漿脂聯(lián)素水平的影響,以期為七氟醚的臨床應(yīng)用提供理論支持。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

健康成年SPF級(jí)雄性C57小鼠60只,鼠齡8-10周齡,體質(zhì)量20-25 g,購自山西醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心【許可證號(hào)SCXK(晉)2015-0001】。所有小鼠實(shí)驗(yàn)前禁食6 h,不禁水。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)動(dòng)物醫(yī)學(xué)倫理學(xué)委員會(huì)審核通過。

1.2 主要試劑與儀器

七氟醚(國字準(zhǔn)藥H20070172,上海恒瑞醫(yī)藥有限公司);伊文思藍(lán)(E713BA0028,上海生工生物工程有限公司);2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)(E614BA0011,上海生工生物工程有限公司);小鼠脂聯(lián)素酶聯(lián)免疫雙抗夾心法試劑盒(EK0596,武漢博士德生物工程有限公司);Harvard小動(dòng)物呼吸機(jī)(美國Harvard公司);酶標(biāo)儀(美國Bio-Rad公司)。

1.3 動(dòng)物分組與處理

將60只C57野生型小鼠隨機(jī)分為5組,每組12只:空白對(duì)照組(control)、1%七氟醚預(yù)處理組、2%七氟醚預(yù)處理組、3%七氟醚預(yù)處理組、4%七氟醚預(yù)處理組。每組分別按不同時(shí)間點(diǎn)(0,6,12,24 h)分為4個(gè)不同小組,每組3只。

空白對(duì)照(control)組:將單只小鼠放入麻醉誘導(dǎo)箱中,按照2 L/min的體積流量通入氧氣75 min。七氟醚預(yù)處理組:將單只小鼠放入麻醉誘導(dǎo)箱中,按照2 L/min的體積流量分別通入不同濃度(1%,2%,3%,4%)的七氟醚與氧氣的混合氣體10 min后,通入純氧,15 min后換回混合氣體,如此循環(huán)3次。預(yù)處理結(jié)束后,立即建立MI/R模型。

1.4 MI/R模型建立

參考文獻(xiàn)[7]制備小鼠心肌MI/R模型。小鼠腹腔注射戊巴比妥鈉,待小鼠不能自主翻身,將其頭及四肢固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái),直視下氣管插管,連接呼吸機(jī),于小鼠左側(cè)第四、五肋間水平縱切1 cm切口,分離開胸大肌、胸小肌等結(jié)構(gòu),暴露心臟,在左心耳下方約2 mm處穿線,結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支主干。若看到左室前壁及心尖變白,表明結(jié)扎位置正確。缺血30 min后松開結(jié)扎線,關(guān)胸,模型建立完畢。通過伊文思藍(lán)/2,3,5-氯化三苯基四氮唑(Evans Blue-TTC)染色證明建模成功。

1.5 血漿脂聯(lián)素水平檢測

再灌注后各小組分別于0,6,12,24 h由頸總動(dòng)脈采血0.5 ml,4 ℃、3 000 r/min離心10 min后,取上清,嚴(yán)格按照試劑盒說明測定脂聯(lián)素水平。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 MI/R小鼠心肌伊文思藍(lán)-TTC染色

MI/R建模24 h后,對(duì)小鼠心肌行伊文思藍(lán)-TTC染色,觀察到非缺血區(qū)呈藍(lán)色,缺血區(qū)內(nèi)的非梗死區(qū)呈紅色,而梗死區(qū)呈灰白色(見圖1),證明建模成功。

藍(lán)色代表正常血運(yùn)區(qū),紅色代表缺血區(qū),白色代表梗死區(qū)圖1 MI/R小鼠心肌伊文思藍(lán)-TTC染色Figure 1 Evans blue TTC staining of myocardium in MI/R mice

2.2 各組小鼠血漿脂聯(lián)素濃度比較

再灌注0 h后,與空白對(duì)照組相比,各濃度七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見圖2)。再灌注6 h后,與空白對(duì)照組相比,1%七氟醚預(yù)處理組、2%七氟醚預(yù)處理組、3%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著增加,而4%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);與1%七氟醚預(yù)處理組相比,2%七氟醚預(yù)處理組、3%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),4%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見圖2)。再灌注12 h后,與空白對(duì)照組相比,1%七氟醚預(yù)處理組、3%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而2%七氟醚預(yù)處理組、4%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與1%七氟醚預(yù)處理組相比,2%七氟醚預(yù)處理組、3%七氟醚預(yù)處理組、4%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見圖2)。再灌注24 h后,與空白對(duì)照組相比,1%七氟醚預(yù)處理組、2%七氟醚預(yù)處理組、3%七氟醚預(yù)處理組組血漿脂聯(lián)素水平顯著增加,而4%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);與1%七氟醚預(yù)處理組相比,2%七氟醚預(yù)處理組、3%七氟醚預(yù)處理組、4%七氟醚預(yù)處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見圖2)。

與control組相比,*P<0.05;與1%七氟醚預(yù)處理組相比,#P<0.05圖2 各組小鼠血漿脂聯(lián)素濃度比較Figure 2 Comparison of plasma adiponectin level between groups

3 討論

急性心肌梗死是一種臨床上常見的心血管疾病,然而通過血管再通恢復(fù)血運(yùn)后可導(dǎo)致MI/R損傷。MI/R損傷的病理生理過程受到多種機(jī)制的調(diào)控,但到目前為止,臨床上仍缺乏可顯著減輕MI/R損傷的方法[8]。

術(shù)中應(yīng)用具有心肌保護(hù)作用的麻醉藥物,是一種簡單便捷的方法。許多研究表明,揮發(fā)性麻醉劑如七氟醚、異氟醚和地氟醚都具有心臟保護(hù)作用[9-12]。七氟醚作為一種新型揮發(fā)性麻醉劑,其血/氣分配系數(shù)較低,麻醉誘導(dǎo)過程平穩(wěn)、快速,安全性強(qiáng),因此被廣泛應(yīng)用于臨床。陳洪濤等[3]發(fā)現(xiàn)與1%的七氟醚相比,2%-4%的七氟醚后處理改善了I/R后心肌的收縮和舒張功能,減少心肌梗死面積,說明適宜的麻醉濃度是產(chǎn)生心肌保護(hù)作用的關(guān)鍵。然而,既往研究對(duì)于七氟醚的心肌保護(hù)作用是否具有濃度依賴性尚存在爭議[13-16]。Obal等[13]發(fā)現(xiàn)1.0MAC(2.4%)的七氟醚對(duì)大鼠有最大的心肌保護(hù)作用;Wang等[14]認(rèn)為,與0.75MAC比較,1.0MAC(2%)和1.5MAC的七氟醚對(duì)行冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)的患者具有明顯的心肌保護(hù)作用;而郭圣東等[15]和陽子華等[16]則認(rèn)為2%濃度七氟烷預(yù)處理或后處理產(chǎn)生的心肌保護(hù)作用優(yōu)于1%和3%濃度。因此,探究七氟醚產(chǎn)生心肌保護(hù)作用的最佳濃度意義重大。

此外,大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,脂聯(lián)素可顯著保護(hù)心臟免受I/R損傷[17,18],血漿中總脂聯(lián)素水平與急性心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)[19]。本課題組前期實(shí)驗(yàn)證明,七氟醚預(yù)處理對(duì)MI/R的保護(hù)作用可能與其增加血漿脂聯(lián)素濃度有關(guān)[6]。但是,不同濃度七氟醚預(yù)處理的心臟保護(hù)作用與脂聯(lián)素水平是否具有相關(guān)性,目前尚未闡明。因此,我們擬通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)探究不同濃度七氟醚預(yù)處理是否會(huì)影響小鼠MI/R損傷后的血漿脂聯(lián)素水平。結(jié)果表明,再灌注后低濃度(1%-3%)七氟醚預(yù)處理可顯著增加小鼠血漿脂聯(lián)素水平,而高濃度(4%)七氟醚預(yù)處理則會(huì)顯著降低血漿脂聯(lián)素水平,且1%的七氟醚預(yù)處理可產(chǎn)生最大濃度的脂聯(lián)素,或許可以發(fā)揮最佳的心臟保護(hù)作用。

此外,研究發(fā)現(xiàn),血漿脂聯(lián)素的濃度變化也與再灌注時(shí)長有關(guān)[20]。Lau等[20]認(rèn)為,再灌注后3 h,血漿脂聯(lián)素水平開始下降(再灌注后24 h達(dá)到最低點(diǎn)),再灌注后7 d恢復(fù)到未行MI/R的對(duì)照組水平。本研究也觀察到相同趨勢,在24 h內(nèi),隨著再灌注的時(shí)間增加,血漿脂聯(lián)素水平逐步降低。

本研究中發(fā)現(xiàn),七氟醚預(yù)處理可增加小鼠脂聯(lián)素水平的有效范圍較窄,而高濃度七氟醚反而會(huì)降低機(jī)體脂聯(lián)素濃度,可能對(duì)心肌產(chǎn)生負(fù)面影響,這提示七氟醚的心肌保護(hù)機(jī)制是復(fù)雜的,在臨床工作中應(yīng)注意恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮七氟醚的保護(hù)作用。本實(shí)驗(yàn)樣本量較少,這可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外,不同的七氟醚處理時(shí)間、處理方式對(duì)脂聯(lián)素水平以及心肌保護(hù)作用的影響仍有待后續(xù)實(shí)驗(yàn)闡明。

總之,本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),低濃度七氟醚預(yù)處理(1%-3%)可增加小鼠心肌缺血/再灌注損傷后的血漿脂聯(lián)素濃度,而高濃度七氟醚預(yù)處理(4%)則相反,這種改變可能與七氟醚的心肌保護(hù)作用有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)有望為臨床使用七氟醚改善MI/R損傷提供理論基礎(chǔ)。