急性心肌梗死(AMI)是心脏自身供血动脉-冠状动脉在粥样硬化基础上继发了血栓形成引起急性闭塞所致。所以,溶栓或急诊经皮冠状动脉介入性治疗(PCI)尽快使堵塞的冠脉再通,恢复心肌再灌注是治疗AMI的最佳治疗措施,但缺血/再灌注(I/R)本身也会造成心肌组织损伤。
另外,AMI冠脉再通治疗后仍存在无再流或慢血流现象,即冠脉虽已开通(无机械堵塞),但其血流慢或无血流(≤TIMIⅡ级,未达正常的TIMIⅢ级),心肌未能达到有效的再灌注。无再流的发生主要与微循环障碍有关。产生微循环障碍的主要机制包括:毛细血管内皮细胞损伤肿胀、微血管痉挛、中性粒细胞黏附聚集堵塞管腔等。此外,微循环障碍也是导致心肌I/R损伤的重要机制之一,可导致心肌彻底坏死、梗死范围扩大、心功能障碍加重。
目前研究表明,肾素-血管紧张素系统(RAS)与心肌I/R损伤关系密切,血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)是RAS的主要生理活性物质,AngⅡ通过激活AngⅡ1型受体(AT1R)、AngⅡ2型受体(AT2R)发挥生物学效应。越来越多的证据显示在AT1R和AT2R之间存在交互作用,且AT2R具有与AT1R相反调节的作用。核因子-κB(NF-κB)在心肌I/R损伤起重要作用,而IκB激酶-β(IKK-β)是NF-κB激活的关键酶。
目前临床上使用的血管紧张素Ⅱ1型受体阻滞剂(ARB)均为选择性阻断AT1R的激活,并不拮抗AT2R作用。研究证实,ARB具有扩张冠脉血管、抗炎及内皮细胞保护作用。替米沙坦具有半衰期长,谷峰比值、平滑指数高,不经肾脏排泄等药理特点,相较其它ARB而言有更多的优势。
心肌药物预处理(PP)是通过药物激发或模拟机体自身内源性保护物质而呈现心脏保护作用,具有方法简单、损伤性小及易于临床推广等优点。
因此,本课题在兔心肌I/R模型中给予替米沙坦预处理干预,探讨其对再灌注损伤的影响。本课题共分为三个部分加以研究,即⑴替米沙坦对兔心肌缺血/再灌注血管紧张素受体及IκB激酶-β的影响;⑵替米沙坦对兔心肌缺血/再灌注微循环障碍的影响;⑶替米沙坦对兔心肌缺血/再灌注损伤的影响。鉴于在本课题中观察到替米沙坦对兔心肌I/R损伤具有保护作用。因此,本文首先探讨替米沙坦对心肌AT1R、AT2R及IKK-β的影响,其次探讨替米沙坦对微循环障碍的影响,从而藉此进一步探讨替米沙坦对兔心肌I/R损伤的影响。
第一部分替米沙坦对兔心肌缺血/再灌注血管紧张素受体及IκB激酶-β的影响
目的:探讨替米沙坦预处理对兔心肌I/R AT1R、AT2R及IKK-β的影响。
方法:30只雄性新西兰大白兔随机分为3组,分别为假手术组、心肌I/R模型组、替米沙坦防治组,每组10只。假手术组、模型组每日5mL生理盐水灌胃1次,防治组每只兔子予替米沙坦每天5mg/kg ,溶于5mL生理盐水,每天1次灌胃,共两周。假手术组左冠状动脉前降支近端穿线但不结扎,观察7h,其余二组则结扎1h后,松开结扎线,予6h再灌注。取颈动脉血放免法测定结扎前、结扎后1h、再灌注30min、再灌注3h、再灌注6h血浆肾素活性(RA)、AngⅡ水平。实验终点处死动物,取再灌注区心肌组织,制备匀浆液,放免法测定RA、AngⅡ含量。从再灌注区取下组织作标本,予常规组织学处理,应用免疫组化法测定AT1R、AT2R、IKK-β蛋白质表达。
结果:模型制作过程中假手术组因麻醉意外、手术意外死亡2只;模型组因手术意外、出现室颤死亡2只,因数据不完整剔除1只;防治组因手术意外、出现室颤死亡2只,以上所述实验动物均不纳入研究。最后纳入研究的实验动物共23只,其中假手术组8只、模型组7只、防治组8只。与假手术组比较,模型组和防治组血浆RA、AngⅡ水平在结扎后1h、再灌注30min、再灌注3h、再灌注6h明显增高,均有显著性差异(P <0.01);防治组在结扎后1h、再灌注30min、再灌注3h、再灌注6h血浆RA、AngⅡ水平与模型组比较,均无显著性差异(P >0.05)。与假手术组比较,模型组和防治组再灌注6h心肌组织RA、AngⅡ含量增高,均有显著性差异(P <0.01);防治组再灌注6h心肌组织RA、AngⅡ含量与模型组比较,均无显著性差异(P >0.05)。与假手术组比较,模型组心肌组织AT2R蛋白表达明显减少(P <0.01),防治组心肌组织AT2R蛋白表达高于假手术组及模型组(P <0.01)。与假手术组比较,模型组心肌组织IKK-β蛋白表达明显增高(P <0.01),防治组心肌组织IKK-β蛋白表达较模型组减少,高于假手术组(P <0.01)。三组间心肌组织AT1R蛋白表达无统计学差异(P >0.05)。
结论:兔心肌I/R过程中RAS激活,血浆及心肌组织RA、AngⅡ明显升高,升高的AngⅡ作用于AT1R,可以增加IKK-β的激活,下调AT2R表达,替米沙坦预处理抑制IKK-β激活,上调AT2R表达。
第二部分替米沙坦对兔心肌缺血/再灌注微循环障碍的影响
目的:探讨替米沙坦预处理对兔心肌I/R微循环障碍的影响。
方法:30只雄性新西兰大白兔随机分为3组,动物模型制备、分组及纳入例数均与第一部分相同。实验终点处死动物,从再灌注区取下组织作标本,予常规组织学处理。组织HE染色后,光镜下观察微血管结构,计数中性粒细胞数。免疫组化法白细胞分化抗原34(CD34)标记血管内皮细胞,病理图象分析仪分析计算微血管截面积。透射电镜观察心肌毛细血管超微结构。
结果:HE染色,光镜下观察微血管示:假手术组:微动(静)脉完整,管腔内未见中性粒细胞;模型组:微动(静)脉内见大量中性粒细胞与血小板、内皮细胞异常黏附聚集,堵塞管腔;防治组:微动(静)脉内见少量中性粒细胞黏附。与假手术组相比,模型组中性粒细胞计数明显增高(P <0.01),防治组中性粒细胞计数较模型组减少(P <0.01)。与假手术组相比,模型组微动脉、微静脉和毛细血管截面积均明显降低(P <0.01),防治组微动脉、微静脉和毛细血管截面积均较模型组增高(P <0.05),电镜示:假手术组毛细血管内皮细胞形态结构正常,管腔通畅;模型组毛细血管内皮细胞肿胀,中性粒细胞堵塞管腔;防治组毛细血管内皮细胞肿胀减轻,毛细血管腔内中性粒细胞显著减少,无堵塞现象。
结论:替米沙坦预处理通过减轻中性粒细胞黏附聚集,扩张微血管,缓解血管内皮细胞肿胀,抑制兔心肌I/R微循环障碍。
第三部分替米沙坦对兔心肌缺血/再灌注损伤的影响
目的:探讨替米沙坦预处理对兔心肌I/R损伤的影响。
方法:30只雄性新西兰大白兔随机分为3组,动物模型制备、分组及纳入例数均与第一部分相同。在心肌缺血和再灌注状态下观察血流动力学变化,动态观察心率(HR)、左室舒张末压(LVEDP)、左室内压上升最大速率(+dp/dtmax)、左室内压下降最大速率(-dp/dtmax),并在以下时段重复测量:结扎前,结扎后1h,再灌注30min、2、3 h。实验终点处死动物,TTC染色后,图像分析软件测定心肌梗死面积,从再灌注区取下组织作标本,予常规组织学处理。组织HE染色后,光镜下分析心肌组织病理损伤程度。透射电镜观察凋亡心肌细胞。应用TUNEL技术标记缺血区凋亡心肌细胞,计算心肌组织中细胞凋亡率。
结果:与假手术组相比,模型组和防治组结扎后1h、再灌注30min、再灌注2h、再灌注3h HR、+dp/dtmax、-dp/dtmax均明显降低,LVEDP明显升高,均有显著性差异(P <0.05);与模型组比较,防治组HR在再灌注3h明显改善,+dp/dtmax在再灌注2h、3h明显改善,-dp/dtmax、LVEDP在再灌注30min、3h明显改善(P <0.05)。与模型组比较,防治组心肌梗死面积明显缩小,心肌细胞凋亡率降低,心肌组织病理损伤程度明显减轻(P <0.01)。电镜显示,替米沙坦抑制心肌I/R诱导的心肌细胞凋亡的特征性形态学改变如细胞萎缩,核染色质浓缩边集,出现凋亡小体等。
结论:替米沙坦预处理抑制兔心肌I/R后心肌细胞凋亡,缩小心肌梗死面积,减轻心肌组织病理损伤程度,改善左室功能障碍,发挥在兔心肌I/R损伤的保护作用。
