心肌缺血再灌注（共11篇）
心肌缺血再灌注 篇1
近年来,随着人们生活水平的提高,心血管疾病已经成为威胁人类健康的一类疾病,有研究显示,目前心血管病的发病率和病死率已经超过了恶性肿瘤,成为发生率第一的疾病,每年全国有超过300万人死于心血管疾病,且发病年龄呈现低龄化的趋势[1]。
心肌缺血再灌注损伤,概念于1960年由Jennings提出,是指在由心肌缺血发生再灌注后的一段时间内,心肌细胞受到2次损伤造成的一种病变,其过程可由多种触发物、媒介物效应器参与的复杂生物反应过程,涉及多种复杂细胞信号转导机制,并在诸多环节和多层次存在交互作用[2],对于影响急性心血管事件预后,其是主要因素之一。这种缺血再重新恢复血供后会造成心肌超微结构、功能、代谢及电生理方面的进一步损害,积极救治可延缓本病进程,但抢救不及时可导致患者发生不可逆的损伤,更为严重者可发生心功能不全、严重心律失常、甚至死亡。因此,现阶段关于本病的研究,特别是采取哪种措施来防止再灌注产生或如何来减轻损伤程度已经成为一个热点话题。目前报道的研究中认为本病发生与发展与氧化应激、心肌钙超载、心肌细胞凋亡、能量发生代谢障碍和细胞炎性因子等方面有着密切的关系。
增多的氧自由基
超氧物歧化酶(SOD)是重要的抗氧化酶在生物体内,广泛分布于如动物、植物、微生物等各种生物体内。它是生物体内清除自由基的首要物质,具有特殊的生理活性,可对因氧自由基对细胞造成的损害进行对抗与阻断,并使受损细胞得到及时修复,使因自由基造成的对细胞伤害得到复原,被视为生命科技中最具神奇魔力的酶、人体内的垃圾清道夫。SOD是机体内氧自由基的头号杀手,是氧自由基的自然天敌,其水平高低在体内的直接关系到机体的正常机能。
生物体内,自由基作用于脂质发生过氧化反应,氧化终产物为会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合的丙二醛,且具有细胞毒性,脂质氧化终产物丙二醛在体外影响线粒体呼吸链复合物及线粒体内关键酶活性。
当心肌细胞发生缺血时,氧气和ATP不能供应心肌足够的能量,此时就会导致心肌清除自由基的能力下降,这种过程是迅速的,当心肌细胞恢复灌注时,心肌中积累的氧自由基不能及时排除,就会攻击心肌细胞,最终造成心肌的损伤[3]。因此有文献报道,如果可以有效地清除再灌注前心脏中过量的氧自由基、提高氧自由基清除酶的活性、同时增强心肌的抗氧化能力,抑制心肌产生脂质过氧化物,就可以很好地减轻细胞膜损伤,最终达到抑制心肌缺血再灌注损伤的作用。国内学者经大鼠实验已经证实姜黄素可以明显减少心肌缺血再灌注大鼠血浆中丙二醛(MDA)、乳酸脱氢酶(LDH)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)和乳酸脱氢酶同工酶(LDH1)的含量[4],同时提高血清中的SOD活性,最终达到了减少心肌梗死面积的作用。
能量代谢障碍
缺氧是重要的病理过程,在机体缺氧时线粒体的能量生成减少,可供利用的ATP不足,此时为维持能量的供需平衡,机体启动一些自身固有的节能机制,积极地下调机体代谢活动的能量消耗。同时为保证重要生命活动的能量需求,机体能量利用发生重分配。
心肌缺血时,细胞氧化代谢减弱,糖酵解增加,能量代谢障碍,线粒体损伤,缺血再灌注后氧自由基生成、钙超载、微血管内皮细胞损伤和炎性反应等诸因素攻击心肌细胞,加重细胞代谢紊乱,造成不可逆转的损伤。此外短时的能量代谢障碍可导致心肌细胞基因表达异常,造成一些病理介质的释放,所以目前多数学者均认为心肌细胞内ATP水平的不足是导致心肌细胞发生凋亡甚至坏死的直接因素之一。
钙离子超负荷
细胞内钙超载是再灌注心肌损伤的重要机制之一。Na+-K+-ATP酶是真核生物细胞膜上的多功能蛋白多聚体,是维持细胞正常生理功能所必需的。它通过水解1个ATP,能转运3个Na+出细胞和2个K+进入细胞,所引起的电化学梯度是维持细胞静息电位和肌肉与神经组织的兴奋性所必需的,而且一些细胞膜转运功能和营养素的摄取等也是以这种离子梯度的存在为前提的。细胞内钙稳态主要是靠细胞膜Ca2+泵、Na+-Ca2+交换、肌浆网Ca2+摄取与释放以及线粒体能量依赖的Ca2+转运机制来维持的。
Ca2+超负荷的发生既是心肌受损的结果又是进一步损害的原因[5],细胞内钙超载是再灌注心肌损伤的重要机制之一。首先缺血再灌注期间氧自由基大量释放,细胞膜受损,细胞外钙大量涌入细胞内,能量代谢障碍致Ca2+外流减少,同时对细胞内钙水平调节能力减弱,细胞内发生明显的钙超载。其次线粒体、肌浆网受损,主动转运功能降低,细胞内过量的Ca2+无法转运贮存。再者,钙超负荷可使线粒体磷脂降解,细胞色素氧化酶系统失调,加重线粒体功能障碍,形成恶性循环。
细胞凋亡
缺血再灌注损伤与细胞凋亡也有着密切关系。细胞凋亡是生理性或某些因素诱发的程序化细胞死亡,是细胞在缺血再灌注损伤过程中的重要死亡形式。已有研究证实心肌细胞的凋亡是心肌缺血再灌注损伤的核心因素[6]。这个过程与可能由于其可以间接产生氧自由基,造成心肌发生氧化应激反应,从而导致心肌细胞膜上的脂质过氧化,促发了心肌细胞中病理介质信号传导系统激活[7],最终诱发心肌病理反应;其次还有研究显示,再灌注损伤也可以直接诱发心肌细胞DNA变异,诱发其凋亡[8],此外其他可能与攻击心肌细胞胞内蛋白,使具有抗氧化、抗炎症的酶活性蛋白质失活有关[9]。细胞凋亡的多少决定着缺血再灌注损伤的轻重,抑制心肌细胞凋亡,可以减轻心肌缺血再灌注损伤程度。
炎性因子
炎性反应也是心肌缺血再灌注损伤中重要的一环。有文献报道:当心肌发生缺血再灌注损伤时[10],可以导致心肌组织表面的内皮结构受损,而内皮结构的受损则容易促使中性粒细胞黏附于心肌血管内皮,中性粒细胞是体内重要的炎症促发因子,其在血管内皮黏附后可以诱发白介素1(IL-1)、肿瘤坏死因子(TNF-α)以及白介素6(IL-6)等释放,这些炎性细胞因子可反作用于心肌细胞,使得白细胞黏附、聚集于心肌表面,同时阻塞心肌毛细血管,产生血管活性物质,引起微循环障碍,活性氧类增加,释放细胞毒性物质,从而导致组织急性损伤[11]。
综上所述,心肌缺血再灌注损伤的主要机制已逐步明确,但其是一个错综复杂,涉及基因、分子、细胞、组织等多层面、多因素的科学问题,有待我们进一步研究探讨,这对改善心肌缺血再灌注损伤的预后及降低心血管疾病的死亡率有着重要的现实意义。
摘要：心血管疾病严重威胁着人类的健康。心肌缺血再灌注损伤可造成心肌超微结构、功能、代谢及电生理方面等一系列不可逆性损害,进而导致患者并发严重的心功能不全或心律失常,甚至可导致患者死亡。因此,有必要采取相应措施来防止再灌注损伤的产生,探讨其损伤机制有着重要的现实意义。
关键词：心肌缺血再灌注损伤,损伤机制,探讨
心肌缺血再灌注 篇2
目的 丙泊酚具有脑保护作用,其分子机制尚不清楚.水通道蛋白4 (aquaporin 4,AQP-4)与脑损伤后脑水肿有关.文中探讨大鼠脑缺血-再灌注损伤后AQP-4基因的表达规律及丙泊酚的作用.方法 雄性SD大鼠108只,体重(220±20)g,随机等分为3组,即假手术组:仅开颅,不做缺血再灌注处理;缺血再灌注损伤组(I/R组);丙泊酚组:I/R组、丙泊酚组经右股静脉置管后分别用微量泵持续给予等渗盐水2?ml/(kg・h)和丙泊酚20?mg/(kg・h),在大脑中动脉阻断前开始用药,至再灌注3?h后停止给药,各组又分为缺血2?h后再灌注0.5、1、3、6、12及24?h 6个亚组,每亚组6只大鼠.测定各组大鼠脑含水量,分别用RT-PCR和Western blot检测脑内各时相点AQP-4的mRNA和蛋白水平.结果 再灌注后3?h开始,脑组织含水量即有增加.与I/R组相比,再灌注损伤后3、6、12及24?h 丙泊酚组脑组织含水量均明显下降(P<0.05或0.01) .脑缺血-再灌注损伤后,脑组织AQP-4 mRNA表达升高(P<0.05或0.01),于12?h达峰值,而蛋白则于6?h达峰值.再灌注后24?h AQP-4 mRNA表达仍明显高于假手术组.与I/R组相比,丙泊酚组各点AQP-4 mRNA和蛋白的.表达均明显下降(P<0.05或0.01).结论 丙泊酚可部分抑制脑缺血-再灌注损伤后AQP-4的表达,减轻脑水肿,可能是其脑保护作用机制之一.
作 者：水祥兵 朱克军 任传路 缪明永 时多 SHUI Xiang-bing ZHU Ke-jun REN Chuan-lu MIU Ming-yong SHI Duo 作者单位：水祥兵,朱克军,任传路,SHUI Xiang-bing,ZHU Ke-jun,REN Chuan-lu(解放军第一00医院麻醉科,苏州,215007)
缪明永,时多,MIU Ming-yong,SHI Duo(第二军医大学生化教研室,上海,33)
心肌缺血再灌注 篇3
【关键词】益气化瘀方；心肌缺血再灌注损伤；超氧化物歧化酶；肿瘤坏死因子-α；基质金属蛋白酶- 9
本文旨在探讨益气化瘀方对大鼠缺血再灌注模型中的超氧化物歧化酶（SOD），基质金属蛋白酶（MMP9），肿瘤坏死因子（TNF-α）以及该方对缺血再灌注所致心肌梗塞程度等指标的影响，初步观察了益气化瘀方对急性心肌缺血再灌注损伤大鼠的保护作用并对其作用机制进行了初探，为该方在保护急性心肌缺血再灌注损伤的临床应用提供了实验依据。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1动物SD大鼠40只，雄性，180～220 g，购自南方医院动物中心，合格证号：SCXK(粤) 2004-2005。
1.1.2药物益气化瘀方由田七10g，丹参20g，土鳖虫10g，仙鹤草15g，五爪龙15g组成；上方煎煮两次，药液浓缩成每毫升相当于0.6g生药的浓度，供灌胃用。
1.1.3材料SOD试剂盒购自南京建成生物工程研究所，MMP9试剂盒购自上海西唐生物科技有限公司，TNF-α试剂盒购自上海江莱生物科技有限公司。动物呼吸机( ALC-V8，上海奥尔科特生物科技有限公司)；单导心电图机（ECG-6511型，上海汇丰医疗器械有限公司）。
1.2方法
1.2.1动物分组与处理40只SD大鼠随机分为5组，每组8只：假手术组，缺血再灌注模型组（用等同容积生理盐水灌胃），实验组（益气化瘀方高、中、低剂量组），根据人鼠临床用药换算公式，换算成鼠的用量，分别给予益气化瘀方高、中、低剂量（高剂量、中剂量、低剂量15.9、7.94、3.97g／kg·d)药物灌胃，每日一次，共10d，末次灌胃后12h，造模并检测相关指标。
1.2.2心肌缺血再灌注模型的制备实验动物用1%戊巴比妥钠腹腔麻醉，仰位固定，常规记录肢体Ⅱ导联。沿胸骨左缘心脏搏动处纵向剪开皮肤约2cm，暴露左第2-4肋，开胸打开心包膜，充分暴露心脏及其表面的血管，用4/0医用缝合线在冠状动脉前降支挂线，结扎40min后，观察心电图变化。假手术组只穿线不结扎。剪断结扎线，开始心肌再灌注，观察60min[1]。
1.2.3取材及测定再灌注结束时于右心房取血3ml，分离血清，放射免疫法测定TNF-α；再灌注结束时于腹主动脉令取血2ml，酶联免疫法测定MMP-9；再灌注结束时，在结扎线下约3cm处取0. 2g左右心肌组织，按比例(10%)加入冰盐水，在冰水混合浴中进行组织匀浆，低温离心2500r/min，15min，取上按试剂盒说明检测SOD。心脏结扎线以下横切5片，N-BT染色,采用多媒体彩色病理图文分析系统(MPIAS-500)测量正常心肌及梗塞心肌面积，观察心肌梗塞程度。
1.2.4统计学方法计量资料数据用均数±标准差（±s)表示，采用SPSS 13.0统计软件对各组数据进行单因素方差分析，组间比较用t检验，P<0.05为有统计学意义。
2结果
2.1对心肌梗塞程度的影响：结果见表1。益气化瘀方高、中剂量组梗塞区心肌面积及重量均显著降低，与缺血再灌注模型组比较均有显著性差异(P<0.01)。益气化瘀方低剂量组梗塞区心肌面积及重量均降低，与缺血再灌注模型组比较有统计学意义(P<0.05)。
与假手术组比较，**P＜0.01，与缺血再灌注模型组比较，# P＜0.05，## P＜0.01
2.2对血清SOD、MMP9及TNF-α含量的影响结果见表2。缺血再灌注模型组SOD含量明显减少、MMP9及TNF-α含量明顯增加，与假手术组比较有显著性差异(P<0.01)。益气化瘀方高剂量组MMP9及TNF-α含量明显降低，SOD活性明显增加，与缺血再灌注模型组比较均有显著性差异(P<0.01)。益气化瘀方中剂量组MMP9及TNF-α含量降低，与缺血再灌注模型组比较均有统计学意义(P<0.05)；SOD活性明显增加，与缺血再灌注模型组比较有显著性差异(P<0.01)。益气化瘀方低剂量组SOD活性增加，与缺血再灌注模型组比较有统计学意义(P<0.05)。
与假手术组比较，**P＜0.01，与缺血再灌注模型组比较，# P＜0.05，## P＜0.01
3讨论
急性心肌梗死是严重危害人类身体健康的一类疾病。随着溶栓治疗，经皮冠状动脉介入治疗的推广和应用，使大部分急性心肌梗死时缺血的心肌将重新得到血液灌注，但在实验和临床中发现在一定的条件下再灌注的心肌损伤反而加重，因此缺血再灌注引起的心肌损伤也成为了众多学者研究的热点和难点。缺血再灌注损伤的机制极为复杂，涉及自由基损伤，再灌注心肌的炎症反应，细胞内钙超载等[2]。氧自由基损伤是心肌缺血再灌注损伤其发生的主要机制和直接原因[3]。而SOD作为自由基清除剂，广泛地存在于生物体组织内，能催化超氧阴离子等自由基，发生歧化反应，阻止自由基的连锁反应，从而保护机体。因此，血液中SOD的活性可以反映机体抗氧化活性。我们研究发现益气化瘀方可以能提高血清SOD的活性，增强SOD清除氧自由基的能力，从而达到抗氧化损伤，达到稳定细胞膜及细胞器的作用。
TNF-α在正常的心肌组织中含量很低，但是在缺血再灌注心肌中肥大细胞及中性粒细胞大量释放该炎症因子，过量的TNF-α可介导白细胞在缺血心肌的聚集，造成内皮损伤及血栓形成，从而加重缺血再灌注的心肌损伤[4]。大量研究也表明，采取任何治疗方法抑制细胞因子TNF-α可达到减少白细胞在缺血心肌的黏附聚集从而对缺血再灌注心肌起到保护作用[5]。而MMP-9存在于心肌内膜，内膜下层和心肌细胞内，其作用底物为多种胶原蛋白。有研究表明，MMP-9在急性心肌缺血再灌注损伤模型中均有高表达，而其缺失可减轻持续性冠状动脉结扎诱导左室扩张和胶原聚集，表明MMP-9在心肌梗死后基质重塑中有着极为重要的作用[6]。MMP-9参与了冠心病发生，发展的整个过程[7]。抑制MMP-9的产生和表达，进而可以降低心脏胶原的的降解，可以减轻心肌细胞的损伤。我们研究发现益气化瘀方可以能降低缺血再灌注模型中TNF-α和MMP-9的含量，从而抑制心肌缺血再灌注时炎性递质激活，达到减轻心肌缺血再灌注损伤和保护受损心肌的作用。
中医药对心肌缺血再灌注损伤保护作用的研究是近年来中西医结合研究的热点之一。国内众多学者采取不同方法，从不同侧面和层次对中药复方防治心肌缺血再灌注损伤进行了大量基础研究，揭示了中医药保护心肌缺血再灌注损伤的部分作用机制，取得了一定的研究成果。其中，中药复方虽然能对心肌缺血再灌注损伤保护起到多方面协同作用，具有多环节、多靶点干预的优势，但各类药物的相互作用机制尚未阐明，所采取的研究方法有待规范化和制定统一的评价标准。我们的研究表明，益气化瘀方能减轻实验大鼠急性心肌缺血再灌注损伤的程度，这与临床观察结果相符，其作用机制与提高SOD活性、降低TNF-α和MMP-9含量有关。提示益气化瘀方能明显减轻氧自由基所致的细胞损伤和抑制炎症损伤，保护缺血再灌注心肌组织，可有效防治心肌缺血再灌注损伤。在今后研究中，我们将着重以该方对自由基损伤和炎症损伤的信号传导通路的影响作為研究的切入点，以期能深入探讨该方防治缺血再灌注损伤的作用机制。
参考文献
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心肌缺血/再灌注损伤中的自噬 篇4
早在上世纪50年代, 自噬体 (autophagosome) 结构已被科学家Christiande Duve通过电镜观察到, 并首次提出了“自噬”的概念, 本意为自体吞噬 (self-eating) , 简称为自噬, 同时被称为Ⅱ型程序性细胞死亡。它是真核生物体内普遍存在的一种利用溶酶体清除受损、变性或衰老的长寿命蛋白和细胞器的现象[1]。
根据待降解物被运送到溶酶体的途径不同, 可将自噬分为:巨自噬 (macroautophagy) 、微自噬 (microautophagy) 、 (3) 分子伴侣介导的自噬 (chaperonemediated autophagy, CMA) 需要指出的是CMA的底物是可溶性蛋白质分子, 具有选择性, 而巨自噬和微自噬则不具有明显选择性。然而巨自噬是真核细胞内降解物质的主要方式之一, 其除了降解长寿命蛋白外, 也是唯一可以降解完整细胞器 (如线粒体) 的方式。如无特殊说明, 以下所述自噬均指巨自噬。自噬过程通常分为四步: (1) 分隔膜的形成; (2) 自噬体的形成; (3) 自噬溶酶体的形成; (4) 内容物的降解。
2 自噬体形成的分子机制
自噬过程包含一系列复杂步骤, 它的激活起始于自噬体的形成。该过程由一系列进化保守的蛋白 (Atg proteins) 调控。如今已知诱导自噬发生的通路有多种, 但多数仍不甚清楚, 下面以一种研究较为明确的通路为例说明自噬体形成的分子机制 (如图1) 。
Beclin-1 (ATG6) 是P13K复合体的一部分, 在自噬体形成的初期调控其他Atg蛋白在分隔膜定位。此外, Atg5-Atgl2和微管相关蛋白1轻链3 (microtubule associated protein 1 light chain 3, LC3) -磷脂酰乙醇胺 (phosphatidy lethanolamine, PE) 两个耦联系统在自噬体形成过程中也至关重要。Atgl2首先被Atg7激活 (类似E1酶) ;然后被转移至Atgl0 (类似E2酶) 。而Atgl2以赖氨酸残基与Atg5共价结合后, Atgl0则被释放。最后, Atg12-Atg5复合体以非共价结合方式再与Atg16作用, 进而通过募集LC3-PE来启动分隔膜的扩展延伸。另外, LC3前体合成后, 被半胱氨酸蛋白酶Atg4分裂成LC3-I。LC3-I再被Atg7活化后传递给E2酶样蛋白Atg3, 它可以促进LC3-I与PE共价结合形成LC3-PE复合体 (LC3-Ⅱ) 。Atg5-Atg12-Atg16复合体从成熟自噬体分离, 同时LC3-PE定位于自噬体内外膜上[2], 使之成为自噬体的标志分子, 而LC3-PE/LC3-I的比值增加, 也能表示自噬体产生。
3 心肌缺血/再灌注 (MI/R) 过程中的自噬
3.1 MI/R过程中可能的自噬诱导因素
3.1.1 饥饿状态
已有研究表明, m TOR (mammalian target of rapamycin) 是细胞内营养和能量水平的感受器, 对细胞的生长和功能表达具有重要的调控作用, 是自噬的负性调控分子, 可以抑制自噬的发生。而细胞的饥饿状态可以抑制m TOR[3], 从而诱发自噬。Hardie等[4]在实验中发现, 细胞在饥饿状态下增加了ATP的消耗而其生成减少, 使细胞内AMP/ATP的比值增加。此变化可诱导AMP激活的蛋白激酶 (AMP-activated protein kinase, AMPK) 活化[5]。AMPK可通过磷酸化TSC-2增强TSC-1/TSC-2复合体对m TOR的抑制作用, 最终产生自噬。
3.1.2 Bnip3的产生
在缺血环境下, Bnip3被诱导, 它是促细胞凋亡Bcl-2家族BH3-only亚家族成员之一, 与Bcl-2和Bcl-XL竞争结合Beclin-1, 并激活Beclin-1, 使其附着于游离膜上, 进而募集Atg12-Atg5-Atg16复合物和LC3, 最终可诱导自噬的发生。
3.1.3 钙离子浓度升高
众所周知, 缺血可以引起细胞膜钠钙交换通道开放, 导致细胞内钙离子浓度升高, 而有研究报道[6], 钙离子浓度增加可以诱导细胞产生自噬。
3.1.4 氧化应激
当再灌注后, 损伤线粒体可产生大量的活性氧自由基, 在氧化应激的状态下, 这些活性氧自由基可以造成由Bnip3调节的线粒体通透性转运通道 (mitochondrial permeability transition pore, m PTP) 开放并加重线粒体损伤, 同时损伤线粒体释放细胞色素C等促凋亡信号, 进而诱导自噬发生, 且Bnip3、m PTP开放和损伤线粒体均能独立诱导细胞自噬。
3.1.5 内质网应激 (ER stress)
MI/R过程中所致的细胞内各种应激状态可以导致错误折叠蛋白聚集于内质网内, 称为内质网应激。当细胞启动内质网应激时, 细胞将同时启动未折叠蛋白反应 (unfold protein response, UPR) 来代偿。当错误折叠的蛋白聚集于内质网时, 可以活化真核起始因子2a (e IF2a) , 从而激活细胞产生自噬[7]。并且有研究者用衣霉素造成干酵母内质网应激成功诱导自噬[8]。
3.1.6 Beclin-1的调节:
在再灌注过程中, Beclin-1表达明显上调[9]。而如上文所述, Beclin-1可以结合到游离膜上, 募集Atg5-Atg12-Atg16复合物和LC3到分隔膜, 从而诱导自噬发生。
3.2 自噬在MI/R中的双重作用
然而对于自噬在MI/R中的作用是保护性的还是损伤性的目前仍无统一观点。比如, 在猪的慢性缺血性实验中, 自噬作用的增强伴随细胞凋亡的下降, 而在发生凋亡的细胞中发现自噬被抑制;Araki等还发现雷帕霉素、他汀类药物等能够有力的诱导自噬, 对抗MI/R损伤, 减小心肌梗死范围, 从而发挥保护作用;Hamacher-Brady等也在体外研究证实, 自噬在MI/R中可以清除Bnip3 (一种引起细胞凋亡的蛋白) 导致的功能不全的线粒体;而且经过短暂的轻度缺血预处理 (ischemic preconditioning, IPC) 能够减轻随后严重的缺血/再灌注损伤, 而且发现IPC诱发了细胞的自噬, 如果抑制自噬, 则IPC的保护作用就会消除[10]。
以上实验都说明了自噬在MI/R中起到了保护的作用。但与之相反的是一些研究也证实自噬在MI/R中可以促进细胞死亡[11]。如以3-MA或敲除Beclin-1来抑制自噬可减少I/R中心肌细胞的死亡。并且把自噬水平降低的Beclin-1+/-杂交小鼠 (一种自噬能力降低的小鼠) 与野生型小鼠比较, 再灌注阶段细胞凋亡率下降, 心肌梗死范围缩小[12]。为何自噬会在不同的实验中表现出如此相反的结果呢?又或者说, 何时表现出保护作用, 何时表现出损伤作用呢?Matsui等[13]曾总结出:在缺血阶段自噬起保护作用, 而在再灌注阶段自噬却是有害的。然而自噬对细胞作用究竟是保护还是损伤, 目前众学者并无统一结论。除Matsui等的推测外还存在以下几种假设。
一方面, 从细胞水平讲, 自噬的作用性质很可能与其诱发因素有关[14]。既然自噬是细胞在缺血缺氧等营养缺乏的因素下被诱导, 是机体自我调节而产生的一种效应, 那自噬发生的作用就是为了缓解营养危机, 从而保护细胞。但在非营养缺乏状态下自噬被异常激活, 那么就很有可能产生损害作用。比如在再灌注阶段营养危机解除, 自噬显然是通过其他因素激活的, 这就很有可能造成细胞损伤。
另一方面, 从分子角度讲, Bcl-2 (一种抗凋亡蛋白) 和Beclin-1的相互作用来影响自噬的作用性质[20]。由于Bcl-2本身是一种抗凋亡蛋白, 而Bcl-2可负性调节Beclin-1诱导的自噬。所以自噬的作用是损伤还是保护则取决于两者之间的平衡。理论上也就是说, Bcl-2的下调既能诱导凋亡同时还可以激活Beclin-1诱导的自噬。这或许可以解释Matsui在研究中的发现:再灌注过程中Beclin-1表达明显增多, Bcl-2和Beclin-1失衡, Bcl-2相对减少致使抗凋亡作用减弱, 而对细胞整体来说, 凋亡作用大于自噬的保护作用 (假设自噬起保护作用) 。此时总的表现是促进了细胞凋亡, 而自噬仅仅是伴随着细胞凋亡。
4 结语
总结目前的研究成果, 得到的结论是:急性或慢性心肌缺血中自噬均被诱导, 并且再灌注阶段自噬得到进一步加强;对于一定程度的缺血, 自噬可能主要起保护作用, 而当进入再灌注阶段, 由于自噬的过渡激活则可能起损伤作用, 并且可能会加速细胞死亡, 称为“自噬性死亡”或“Ⅱ型程序性死亡”。然而目前对触发自噬的各种因素及其机制并未完全了解, 参与调控自噬的通路也不甚清晰。虽然自噬在缺血/再灌注过程中的具体作用研究者更倾向于Matsui等提出的结论, 但仍有许多问题需要回答。如今自噬已成为治疗心脏缺血性疾病的新一潜在靶点, 且为预防缺血/再灌注损伤提供了新的治疗策略。相信在不远的将来, 自噬的研究成果将会真正造福人类健康。
摘要：自噬是真核生物体内普遍存在的一种利用溶酶体清除受损、变性或衰老的长寿命蛋白和细胞器的现象。根据细胞内物质运送到溶酶体的途径不同, 可将自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬。自噬可以通过多种途径被激活, 但其具体机制仍不十分清楚。在心肌缺血/再灌注过程中, 自噬被明显激活, 而其起到的作用究竟是保护性的还是损伤性的目前并无统一结论。但可以肯定的是急性和慢性心肌缺血均可诱导自噬, 并且再灌注阶段自噬得到进一步加强。如今自噬已成为治疗心脏缺血性疾病的新一潜在靶点, 且为预防缺血/再灌注损伤提供了新的治疗策略。
心肌缺血再灌注 篇5
【关键词】脑缺血再灌注；ICAM-1；P-selectin；炎症反应
1材料与方法
1.1实验材料
1.1.1实验动物：选用健康成年雄性SD大鼠，体重250～300g。
1.1.2主要试剂和药品：2%戊巴比妥钠-生理盐水；4%多聚甲醛-PBS；抗ICAM-1羊抗鼠抗体；免疫组化二抗试剂盒；防脱片剂。
1.1.3主要实验仪器：玻璃匀浆器、凝胶成像分析系统、电子天平、光学显微镜。
1.2 实验方法
1.2.1 动物分组
采用完全随机的原则，将大鼠分为四组，每组10只，分组如下：正常对照组、假手术组、模型1组、模型2组。
1.2.2线栓制备
取4-0单股尼龙丝线40mm，直径0.23mm。
1.2. 3大脑中动脉栓塞（MCAO）模型制作
参照Zea Lnoga等方法稍加改进，行右侧MCAO手术。于缺血2小时后拔出栓线，建立缺血再灌注模型。整个手术过程采用体表加热/制冷将肛温控制在36.5～37. 5℃范围内，同时将环境温度控制在25～30℃左右。
1.2.4神经症状行为学检测
依据Zea longa及Bederson等确定的5级评分方法进行神经功能评分。
1.2.5操作方法
正常组：与其它各组同时期常规饲养。假手术组：大鼠麻醉切开颈部皮肤后，仅分离CCA及ICA至PPA，不插线栓。模型组：将手术后造模成功，即神经功能评分在2～3分归入模型1组和模型2组，缺血2h后，按各组要求分别再灌注6h和24h。
1.2.6取材
各组动物在规定时间的手术观察完成后，于再灌注后各时间点以2%的戊巴比妥钠过度麻醉，迅速断头取脑，每组各取3例在冰盘上自大脑中动脉梗死区中心为起始点前后做约4mm厚的冠状切片，投入20%中性福尔马林固定液中固定，以做病理组织切片HE染色。
1.2.7指标检测与方法：缺血再灌注侧脑组织病理切片观察；ICAM-1、P -selectin的免疫组化染色。
1.2.8数据处理和统计学分析：采用SPSS（10.00版）统计软件包进行统计，所有数据采用平均数±标准差（M±SD）表示。各组组间差异采用单因素方差分析，继以LSD检验，以P<0.05作为具有显著性差异的标准。
2 结果
2.1局灶性脑缺血再灌注模型（MCAO）大鼠行为学改变
①静止时不能充分伸展左前爪，行走时向左侧转圈或倾倒；②动物爬板实验时，总是落向左侧；③提尾实验时，左前肢内收，头弯向左上；④出现霍纳氏征。神经功能评分在2～3分。
2.2脑缺血侧脑组织形态学改变
2.2.1大体标本观察
脑缺血再灌注模型组和治疗组：缺血再灌注6h见脑膜血管高度充血，冠状切面组织有肿胀；缺血再灌注24h见脑组织轻度变软，切面淡黄色灰暗，灰质与白质界限变模糊，脑室变形。正常和假手术组：脑组织无充血水肿及坏死。
2.2.2光镜下观察（病理组织切片HE染色）
（1） 低倍镜下情况：观察到模型组和治疗组大脑皮层缺血坏死区域都集中在颞叶皮质区，即MCA支配供血区。表明造模成功，MCAO手术模型恒定，缺血区域一致，为大脑中动脉供血区。
（2） 高倍镜下情况
正常组与假手术组：皮质区正常，未出现坏死灶，脑组织及血管内未见炎性细胞。局灶性脑缺血再灌注6h模型组：缺血皮质区神经元开始变性坏死，可见胞核固缩为三角形，结构及核仁消失。局灶性脑缺血再灌注24h模型组：缺血皮质区神经元溶解性坏死严重，可见大量空泡形成，血管周围也出现较多炎性细胞并形成围管现象。
2.3脑缺血再灌注大鼠ICAM-1和P-selectin表达情况
免疫组化结果显示ICAM-l阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层，与梗死灶周围区相一致；P-selectin阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层，与梗死灶周围区相一致。
3 讨论
脑缺血损伤与动物模型的选择制备本模型的优点是：缺血部位恒定，且可进行再灌注，模拟了人类永久性及短暂性局灶性脑缺血的不同状态；由于对缺血及再通时间能进行准确控制，因而便于分析神经元对缺血的敏感性和耐受性，便于评价再灌注作用以及治疗时间窗的选择【1】；勿需开颅，术中不会引起血压、体温、血气的异常变化，避免了开颅对颅内环境的影响。局灶性脑缺血再灌注早期（1～24小时）缺血皮质出现神经元变性坏死和炎性细胞聚集、粘附及浸润，脑组织坏死范围和程度随着病程进展，炎症反应的继续而扩大加重【2】。在脑缺血再灌注早期（6小时）脑组织中ICAM-1、P-选择素表达水平即明显增高，且增高趋势在炎症反应期（24h）随病程进展而上升。
参考文献：
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内质网应激与心肌缺血再灌注损伤 篇6
I/R的发生主要与氧自由基损伤、细胞内钙超载等作用有关[1]。
1.1 氧自由基损伤
当心肌细胞缺血(氧)时,抗氧化酶(如SOD、GSH-PX和CAT)和氧化剂(如VitE和A)系统清除氧自由基(oxygen free radical,OFR)的功能就会降低或丧失,OFR就会大量产生,从而造成心肌细胞损伤。
1.2 细胞内Ca2+超载
细胞内Ca2+超载在I/R的发病中起主要作用,细胞内Ca2+平衡紊乱后,心肌细胞内Ca2+超载,主要发生在再灌注期[2]。钙超载时激活蛋白酶和Ca2+依赖性磷脂酶,破坏生物膜的完整性,还可抑制线粒体ATP的合成,使得大量Ca2+以磷酸钙的形式聚集在线粒体中,破坏了线粒体的氧化磷酸化功能,从而导致酸中毒和心律失常等的发生。细胞内大量的OFR可直接损伤细胞膜,导致其通透性增加,引起钙超载;钙超载又激活Ca2+依赖性蛋白酶,后者催化黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶,在有氧情况下黄嘌呤氧化酶能促进黄嘌呤分解为尿酸,同时产生大量的OFR[3]。因此,在I/R发生后,OFR和Ca2+超载两者相互促进形成恶性循环,加重心肌细胞损伤。
2 内质网应激
内质网应激是指由于某种原因导致细胞内质网内稳态失衡、生理功能发生紊乱的一种病理过程。但凡影响ER功能的因素都可以引起ERS。
3 心肌缺血再灌注诱导内质网应激
I/R过程中的氧自由基损伤、细胞内Ca2+超载等均可引起ER功能障碍,触发ERS反应。
3.1 内质网应激介导的保护效应
目前已发现未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)可缓解ERS。
3.1.1 未折叠蛋白反应
蛋白质的不正确折叠引发的内质网应激反应称未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)。它是一种适应性反应,可维持细胞内稳态。已知哺乳动物细胞中,能够感知ER腔内未折叠蛋白聚集的感受器主要为3种ER感应蛋白,即IRE-1(type-1 ER transmembrane protein kinase),ATF-6(activating transcription factor 6)和PERK(pancreatic Eif-2 kinase,pancreatic ER kinase)。正常情况下,这3种蛋白的ER腔内侧都与葡萄糖调节蛋白GRP78(glucose-regulated protein78)结合而无活性,当ER内环境发生改变,使腔内未折叠/错误折叠蛋白大量聚集时,GRP78马上与这3种蛋白解离而与未折叠/错误折叠蛋白结合使其正确折叠,同时活化PERK,IRE1,ATF6而触发UPR。
未折叠蛋白反应的三条通路:当UPR发生时,首先出现蛋白质合成下调,PERK自身聚合、自我磷酸化激活,进而磷酸化真核细胞翻译起始因子2α(eukaryotic initiation factor 2 alpha,eIF2α),使之不能结合GTP,阻止了起始蛋氨酸-RNA与核糖体结合,翻译启动受阻,减少蛋白质合成,缓解ERS。PERK是一个丝氨酸/苏氨酸跨膜蛋白激酶。在应激细胞中,作为UPR的第一步,PERK首先活化,然后活化的PERK磷酸化位于翻译启始复合物elF2-GTP-MettRNAiMet elF2α上的51位丝氨酸,抑制复合物中GDP和GTP的交换,从而抑制蛋白的翻译与合成。同时增强mRNA翻译,包括ATF4。ATF4是一个在启动子中可促进反式激活基因编码C/EBP-ATF元件的转录因子,包括GRP78,CHOP,STC2,ERO1和几个致炎因素。
ATF6是一个90kDa跨膜蛋白质。与其它内质网应激受体相比,ATF6在高尔基体被蛋白酶分解成活性的ATF-6转录因子,从而诱发ERS相关蛋白质的表达,这可进一步促进ER内未折叠/错误折叠蛋白质正确折叠、调节Ca2+稳态等,恢复细胞正常功能。
IRE-1的活化被认为是UPR的第三步。与PERK类似,在GRP78结合后IRE1发生低聚反应和反式自磷酸化反应,激活XBP-1mRNA,并在tRNA连接酶的作用下,使剪切后的XBP-1mRNA片段相互连接形成一个新的mRNA,然后XBP-1蛋白进入细胞核,形成异源二聚体,从而增强自身和其他ERS相关蛋白的表达。
3.1.2 内质网相关降解
ERAD是真核细胞内蛋白质质量控制的重要途径,当ERS持续存在或过强,凋亡酶合成就会增多,并激活凋亡酶级联反应诱发ERAD,去除受损细胞。
3.2 内质网应激介导的细胞凋亡
3.2.1 氧化应激
I/R时,由于体内抗氧化酶类和抗氧化剂被大量消耗,使OFR清除不足,再加上OFR大量产生,最终使OFR增多。增多的OFR既可损伤ER膜,影响细胞内环境稳定;又直接作用于ER内的功能蛋白,破坏ER内环境稳态,同时大量自由基也使ER内Ca2+释放,细胞内Ca2+超载,造成ER损伤。
3.2.2 Ca2+超载
ER有3种受体通道调节Ca2+浓度:钙泵向ER内摄取Ca2+,莱恩索受体(ryanodine receptor,RyR)释放Ca2+作用和三磷酸肌醇受体(IP3 receptor,IP3R)通道。通过膜上的Ca2+-ATP酶(sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase,SERCA)等通过磷酸化作用调节受体通道对Ca2+摄取或通透状态。已有研究证明,I/R时SERCA表达水平下调,心肌对SERCA的作用也明显降低,影响及Ca2+通道,增加Ca2+外流、减少Ca2+摄取,造成细胞内Ca2+超载,反过来诱发ERS,加重I/R损伤。
3.2.3 心肌细胞能量代谢障碍
心肌缺血(氧)影响了线粒体的能量产物,使细胞膜通透性增加,细胞内水肿,加重Ca2+超载;同时也影响了那些内质网分子伴侣的正常生理功能。I/R后,因为合成ATP的物质大量丢失,使ATP合成减慢,引起细胞能量代谢加重,上述因素可共同作用诱发ERS。
3.2.4 心肌细胞凋亡
ERS诱发的细胞凋亡有三种途径:CHOP(C/EBP homologous protein)表达、JNK(cJUN NH2-terminal kinases,JNK)的激活通路和ER特有的半胱氨酸蛋白酶caspase12通路。CHOP/GADD153蛋白与JNK是联系内质网应激与细胞凋亡的重要中间信号分子,Caspase蛋白水解酶是执行细胞凋亡作用的终末分子[4]。CHOP/GADD153的转录上调是UPR中诱导凋亡的主要途径[5,6]。研究发现,内质网应激发生时,会激活JNK,从而使caspase-12活化,最终引起细胞凋亡。ERS激活IRE1/ASK1/JNK的同时可造成DNA损伤[7],进一步引起凋亡。ERS可通过多种途径激活Caspase-12,最终使细胞凋亡。
ERS是一种复杂的生理病理过程,涉及多种信号反应通路和多种基因的表达调控。近年来,ERS已经得到了越来越多的关注,随着对ERS研究的日益深入,必然会加强对心血管疾病的发生发展机理的认识。由于很多机制方面的研究目前尚未完全清楚,有待于更进一步探索。
摘要：心肌缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)一直是临床研究的热门问题,与多种因素有关。一定程度的内质网应激(endoplasmicreticulum stress,ERS)可通过触发未折叠蛋白反应信号传导通路,激活ER分子伴侣等保护分子的表达,抵抗应激,保护细胞,若应激持续存在或过强,ERS则会启动细胞凋亡程序。本文主要就ERS与I/R之间的机制作一简要综述。
关键词：缺血/再灌注损伤,内质网应激,心肌
参考文献
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心肌缺血再灌注 篇7
1 氧自由基与MIRI
自由基 (free radical) , 又称游离基, 指在外层电子轨道上具有不配对的单个电子、原子、原子团或分子的总称[3]。由机体内氧诱发化学性质活泼的自由基称为氧自由基, 包括羟自由基和超氧阴离子。生理状态下自由基存在较少, 在细胞缺血时, 其氧自由基清除能力下降[4]。当组织恢复血液供应时, 触发氧自由基“爆增”并累积, 攻击自身和周围细胞, 造成损伤[5]。自由基损伤细胞膜, 致其结构破坏造成心肌酶溢漏;自由基氧化破坏机体蛋白, 改变蛋白酶表面结构使功能受损;自由基诱导遗传物质DNA、RNA断键或破损, 影响核酸正常功能[6]。自由基可导致心律失常, 心肌损伤, 细胞凋亡等事件[7]。
2 炎症反应与MIRI
MIRI发生时心脏组织内皮结构受损触发功能障碍, 而中性粒细胞趋集、黏附血管内皮是炎症“级联”反应的诱发阶段[8]。激活的中性粒细胞合成释放肿瘤坏死因子、IL-1、IL-6等炎症介质, 介导其他炎症细胞共同攻击心肌组织[9]。此外, 白细胞浸润在MIRI中涉及的主要机制为, MIRI使细胞膜受损和膜磷脂降解, 具有很强趋化作用的白三烯等代谢产物增多, 使更多白细胞循环浸润, 对心肌细胞造成多次损伤。MIRI时, 心肌缺血细胞生成大量的促炎介质如补体C5a、LPS、IL-8等, 激活并诱导心肌细胞多种黏附如ICAM-1, ICAM-2等分子表达[10]。膜表面的黏附分子作为受体和配体介导白细胞与内皮细胞、心肌细胞的黏附, 并为炎性浸润提供物质基础。
3 钙超载与MIRI
由于细胞内钙浓度显著升高并造成心脏功能代谢障碍的现象称为钙超载 (Ca2+超载) [11]。生理条件下, 钙浓度稳态维持着正常心功能。当心肌缺血时, 钠泵功能障碍, Na+与Ca2+的交换紊乱, 使细胞内Ca2+大量积累, 触发线粒体功能障碍、钙泵障碍等[12]。Ca2+超载与细胞损伤有相关性。其可引起: (1) 减少线粒体ATP生成。 (2) 激活钙依赖性降解酶, 损伤细胞结构。 (3) 诱导自由基生成, 损害心肌细胞。 (4) 促使Ca2+与Ca M结合, 影响细胞内信号转导。 (5) 引起心律失常。
4 能量代谢障与MIRI
MIRI发生时, 心肌细胞依赖无氧代谢途径供能, 但其生成ATP的能力有限。而ATP的明显不足会触发一系列代谢的异常和紊乱: (1) 依赖性ATP的细胞膜泵活性下降, 膜电位改变。 (2) Ca2+内流增加, 激活膜磷酶导致缺血性肌挛缩, 并产生氧自由基进一步损害细胞。 (3) 酸中毒, 破坏细胞的生存环境。 (4) 严重阻碍ATP的生成[13]。研究表明, 能量代谢障碍可造成有关基因及蛋白表达的异常, 同时细胞内的ATP含量是触发细胞凋亡促进因素之一。
5 细胞凋亡与MIRI
细胞凋亡, 又称程序性细胞死亡, 指由促凋亡因素触发细胞内死亡程序而发生的细胞死亡过程[14]。细胞凋亡调控着机体中细胞稳态, 并摒除体内有害的细胞、无功能的细胞、突变的细胞以及受损的细胞。而过度活跃的细胞凋亡进程会加重MIRI病情。MIRI中的细胞凋亡的机制涉及的凋亡途径多种途径, 以多方式、多水平的交叉联系, 构成复杂的信号通路网络。线粒体途径、细胞因子信号转导途径、JAK-STAT途径、LOX-1通路、MAPKs通路等均可介导心肌MIRI发生发展, 造成的心肌细胞凋亡。提示抗凋亡作用或特异性对抗有关信号通路是治疗MIRI的有效措施之一。
6 小结
综上所述, 心肌缺血再灌注损伤 (MIRI) 的发生机制涉及多因素的复杂过程, 需要广大科研攻关者更全面、更深入的科学研究, 积极寻求更有效的防治措施, 为MIRI造福。近年来, 随着科学技术的不断发展, 在基因调控、细胞凋亡、信号转导等角度的深层次研究也在逐步开展, 期待对MIRI机制研究取得重要的突破。
摘要：冠心病严重危害人类的生命健康, 主要临床表现为心绞痛或心肌梗死。心肌缺血后再获取血液供应, 常会出现心律失常、梗死面积扩大、心功能低下等心肌细胞损伤现象, 即心肌缺血再灌注损伤 (MIRI) 。国内外研究表明MIRI发生机制较为复杂, 目前认为与再灌注后机体氧自由基攻击, 炎症反应浸润, Ca2+超载, 能量代谢障碍、细胞凋亡进程等有关。现对MIRI的机制及治疗的研究进展综述如下。本文通过归纳并总结有关MIRI研究进展的国内外文献, 对MIRI的机制做出综述。
心肌缺血再灌注 篇8
1 资料与方法
1.1 一般资料
本文所需的研究对象为本院2012年3月~2013年3月期间心肌缺血患者, 其中随机抽取82例进行分析, 平均分成两组, 即常规组41例中, 男27例、女14例, 年龄28~61岁、平均年龄 (48.1±5.5) 岁;实验组41例中, 男25例、女16例, 年龄30~60岁、平均年龄 (48.0±5.2) 岁。两组实验对象在体重、身体状况、生活环境以及其他基本资料对比上, 差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 实验方法
常规组41例患者在连续缺血3 h再灌注2h, 实验组患者41例远端缺血后适应, 通过血压计对肢体加压形态缺血后灌注的方法, 具体为:血压计袖带压迫一侧肱动脉充气致缺血5 min, 再放气再灌注5 min后按序在另一上肢致缺血5 min再放气再灌注5 min, 左右上肢各自交替充气、放气致缺血、再灌注3个循环, 1次/d, 连续3日。随后在两组实验对象的正常状态、缺血3 h状态以及再灌注2h状态分别详细检查及记录其相关实验数据, 常规测量左室射血分数 (EF) 及计算实验对象的左室EF恢复值。所有患者均于静脉注射适量戊巴比妥钠[3,4] (批准文号:国药准字H31021725;生产单位:上海新亚药业有限公司;规格:0.1 g) 麻醉, 再予以气管插管连通呼吸机和血管闭塞器。
1.3 检测评价
运用能量心肌声学造影技术进行检测评价, 根据实验数据设置好设备的相关参数, 再由本院专业人士严格按照能量多普勒造影仪器的操作说明进行检测。然后再据其医院条件行TTC染色, 一般来说, 正常心肌染色呈蓝色, 危险心肌染色呈红色、坏死心肌染色呈白色, 将其染色组织拍片留底, 计算NA/RA值 (坏死区面积/危险区面积) 。
1.4 统计学方法
采用SPSS16.0软件进行数据分析, 计量资料用 (±s) 表示, 结果用t检验来统计, 计数资料用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患者左室射血分数对比分析
在正常及缺血3 h状态时两组患者的左室射血分数对比差异无统计学意义 (P>0.05) , 再灌注2 h状态以及左室EF恢复值两组患者相比差异有统计学意义 (P<0.01) 。详情见表1。
2.2 两组患者缺血再灌注后NA/RA值对比分析
实验组患者缺血再灌注后坏死区与危险区面积比值显然低于常规组, 比较差异有统计学意义 (P<0.01) 。详情见表2。
3 讨论
随着医学的发展, 对于许多疾病的诊断评价都有许多的不同方式, 但是对于不同的患者不同的情况应该给予更好的诊断方式来达到诊断的准确性, 由此诊断评价威胁人类生命的安全隐患。尤其是心肌缺血再灌注损伤 (MIRI) , 通过大量临床事实证明, 缺血后适应对MIRI能够起到一定的保护效果, 其作用机制为心肌缺血或者再灌注时, 体内的腺苷受体被动激活, 间接致使G蛋白和磷脂酶C均被激活, 并最终导致蛋白激酶C磷酸化, 从而达到保护的效果。超声评价是通过注射或服用造影剂, 消除人体内杂物对超声波的干扰, 但是还要保证这些超声波对于检查其他不会受到影响, 从而有利于超声波的穿透, 然后通过二维或多普勒造影技术使其患者的心肌结构显示得清晰均匀。超声作为一种新型的影像学检查方法, 从而有利于医生的操作, 让患者在一种无疼痛感的环境下进行检查, 因此就减轻了患者的心理压力和紧张感[5]。对于疾病诊断评价有着积极作用, 要想评价诊治病症不只是单一的取决于医院的医生有多少经验或者是其他因素, 其实很重要的就是医院有什么更好、更科学、更安全、更便利的设备以及引进的先进技术。故超声评价可实时准确诊断患者缺血后适应对心肌坏死区和危险区的程度, 从而及时治疗以达保护作用, 对患者的康复极具积极意义, 值得推广。
参考文献
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心肌缺血再灌注 篇9
1 中西医在心肌缺血-再灌注损伤的机制研究
中医病机可归纳为气虚血瘀、气滞血瘀、热毒积聚、寒凝经脉、痰瘀互结、气血亏虚、阴阳虚损, 其治疗应以益气活血、行气化痰为其根本大法, 同时适当辅以补益之法[1]。
关于再灌注损伤的发生机制, 有研究表明[2,3,4], 氧自由基、钙超载、心肌纤维能量代谢障碍、血管内皮细胞、一氧化氮、中性粒细胞和细胞凋亡等因素均可能参与MIRI的发病过程, 对此的防治主要有缺血预适应、抗氧化治疗、钙离子拮抗剂、β-受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂 (ACEI) 及血管紧张素受体拮抗剂、一氧化氮。炎症反应在MIRI中起着重要的作用[5]。
2 中医防治心肌缺血-再灌注损伤的研究
2.1 中药汤剂
2.1.1 炙甘草汤
炙甘草汤又名复脉汤, 有益气养血、滋阴振阳复脉的作用。炙甘草汤加减能治疗脉结、代、促与既结又代等多种脉象。袁杰[2]通过大鼠实验研究发现, 炙甘草汤能明显提高缺血-再灌注损伤后的左心功能, 可提高血中超氧化物歧化酶 (SOD) 活性, 降低丙二醛 (MDA) 和活性氧 (ROS) 的含量。
2.1.2 瓜蒌薤白半夏汤
瓜蒌薤白半夏汤具有通阳散结, 祛痰宽胸的作用, 主治胸痹胸中满痛彻背, 背痛彻胸, 不能安卧者。瓜蒌薤白半夏汤可显著改善再灌注心肌的血流动力学指标、减少心肌酶漏出、抑制脂质过氧化物的产生[3]。
2.1.3 血府逐瘀汤
血府逐瘀汤具有活血祛瘀, 行气止痛的功效, 主治胸中血瘀证。缺血再灌注可诱导心肌细胞凋亡, 血府逐瘀汤可抑制缺血再灌注诱导的心肌细胞凋亡发生[4]。侯泽等[5]应用培养的乳鼠心肌细胞造成缺血再灌注损伤的动物模型, 结果发现血府逐瘀汤可显著升高缺血再灌注时SOD的水平, 显著降低乳酸脱氢酶 (LDH) 的水平, 保护缺血再灌注时心肌细胞免于死亡之功效。
2.1.4 益心汤
益心汤具有益气温阳、活血化瘀之功效, 临床用于气虚血瘀的胸痹心痛。不同浓度益心汤对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用, 发现益心汤可明显改善心肌缺血再灌注后的心肌力学 (dp/dtmax) 和血流动力学 (LVSP) 指标, 并可降低心肌组织中MDA的含量, 抑制SOD活性的减低, 使氧自由基的产生减少, 减轻心肌缺血再灌注的损伤, 保护作用随药物浓度的增加而增强[6]。
2.1.5 小陷胸汤
小陷胸汤具有清热解毒, 活血祛痰通络之效, 临床用于热毒蕴结, 损伤心络的胸痹心痛。小陷胸汤加味能够减轻兔心肌缺血再灌注损伤, 其机制可能与减少心肌细胞释放C反应蛋白 (CRP) 及升高一氧化氮 (NO) 有关[7]。
2.2 中成药注射液
2.2.1 生脉注射液
生脉注射液由红参、五味子、麦冬组成, 其有效成分有人参皂甙、麦冬皂甙、麦冬黄酮、五味子素等, 具有益气养阴、复脉固脱作用。生脉注射液治疗AMI能明显降低再灌注损伤所致的心律失常、心力衰竭以及梗死后心绞痛的发生率, 从而降低病死率。苗玉梅等[8]将126例急性心肌梗死进行尿激酶溶栓患者分为两组进行对比研究, 结果发现生脉注射液通过清除、减少心肌耗氧量, 加速损伤心肌细胞DNA复制和蛋白质的合成, 从而防治急性心肌梗死溶栓后再灌注性损伤。
2.2.2 丹参注射液
丹参注射液能够提高SOD活性, 降低缺血再灌注产生的脂质过氧化物含量, 减轻钙超载保护细胞膜, 对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用。袁振飞等[9]将60例二尖瓣置换患者分为两组进行对比研究, 结果发现丹参注射液组患者术后心肌磷酸激酶 (CK) 、心肌磷酸激酶同工酶 (CK-MB) 、LDH、心肌肌钙蛋白I (CTnI) 、MDA水平心脏复灌后明显低于对照组, SOD水平要高于对照组。丹参注射液可以减轻心肌缺血-再灌注损伤, 表现为冠脉流出液中LDH漏出减少;组织匀浆中SOD的活性升高、MDA的含量降低;Bcl-2表达增加;Bax和caspase-3表达均减少;细胞凋亡减轻;心肌超微结构损伤减轻[10]。
2.2.3 参附注射液
参附注射液预处理可通过提高心肌组织中能磷酸化合物的含量, 降低MDA含量和保护SOD活性, 对心肌缺血再灌注损伤产生保护作用[11]。进一步观察对大鼠心肌缺血再灌注损伤时ST段和心律失常的影响, 发现参附注射液组ST段变化均低于再灌注组各时间对应值, 室速及心颤的发生率也明显低于再灌注组, 且这种作用可能与阻滞Ca2+通道、稳定细胞内Ca2+、纠正细胞的电生理紊乱等有关[12]。
2.2.4 葛根素注射液
葛根素注射液的主要成分是黄酮类化合物, 具有活血化瘀, 扩张外周血管和冠状动脉作用。葛根素注射液预处理的大鼠心肌发生缺血再灌注损伤时, 心肌梗死面积明显缩小, 心肌酶学水平浓度明显降低, 血浆和心肌组织AngⅡ含量显著降低及核转录因子 (NF-κB) p65的蛋白活性明显受抑[13]。葛根素在大鼠心肌发生缺血再灌注损伤时, SOD活力显著升高, MDA、LDH和CK含量显著降低, 心肌损伤的形态改变显著减轻, 其机制可能与增加SOD活性、稳定生物膜有关[14]。葛根素对心肌缺血再灌注损伤的保护作用可能与磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B (PI3K/Akt) 信号通路的活化有关[15]。
2.2.5 川芎嗪注射液
川芎嗪注射液主要成分为甲基吡嗪盐酸盐, 具有抗血小板聚集, 扩张小动脉, 改善微循环活血化瘀作用, 并对已聚集的血小板有解聚作用。结扎大鼠左冠状动脉前降支制备心肌缺血再灌注损伤模型, 与再灌注损伤组相比, 川芎嗪注射液组川芎嗪后处理能降低心律失常发生、减少坏死面积[16]。川芎嗪可降低p38MAPK的活性, 抑制炎症反应从而发挥心肌保护作用[17]。
3 展 望
心肌缺血再灌注 篇10
【关键词】雌激素；肝脏缺血再灌注；保护
【中图分类号】R575.5【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2009)10-0039-01
肝脏缺血再灌注损伤(HIRI)常见于临床上入肝血流阻断肝切除术和肝移植。近年来，许多研究发现应用雌激素可以明显改善心、脑缺血再灌注损伤所带来的器官功能损害[1],那么雌激素在肝缺血再灌注损伤中是否发挥保护作用呢?本实验拟建立大鼠I/R模型，以研究雌激素在大鼠肝缺血再灌注损伤中的作用。
1材料与方法
1.1材料与试剂选用清洁及健康雄性Wistar大鼠12只，月龄2.5个月左右，体重250～270g；雌性Wistar大鼠36只，月龄2～3个月，体重200～240g；17β-雌二醇，美国SIGMA公司提供。
1.2方法
1.2.1动物模型制作实验前12 h动物禁食，自由饮水。2％氯胺酮腹腔内注射麻醉(每100g体重注射0.5m1)，上腹正中切口进腹，入腹后离断肝周韧带，用小号血管夹分别夹闭左、中、右肝蒂，仅保留尾状叶作为门静脉与腔静脉血液回流通道。肝脏缺血90min后，放开血管夹，同时切除尾状叶。
1.2.2实验分组A组直接制作HIRI模型。B组及D组于肝缺血手术前10d切除双侧卵巢；C组也于肝缺血手术前10d作开腹手术，但不切除卵巢；B组和C组于术后每日均给予0.2 ml二甲基亚砜(DMS0)腹腔注射，D组在切除双侧卵巢后每日腹腔注射17β-雌二醇0.1mg/kg(溶于DMSO0.2 ml中)共10d，10d后制作HIRI模型。
1.2.3检测指标各组动物实验完成后下腔静脉取血4ml，测定其中ALT、AST、AKP水平。
1.2.4统计学处理实验数据以±s表示,组间比较采用方差分析。
2结果
各组大鼠血清中ALT、AST、AKP的含量见表1。
3讨论
缺血再灌注损伤是临床各科常需面临的一个问题。国内外有研究发现雌激素对脑、心、视网膜等脏器缺血再灌注损伤有一定的保护作用，而对肝脏缺血再灌注损伤的影响研究较少。本研究结果表明17β-雌二醇能降低肝脏缺血再灌注后血清转氨酶水平，提示雌激素对肝脏缺血再灌注损伤确有一定保护作用。但与假手术组相比，17β-雌二醇处理组转氨酶上升较明显，说明雌激素对肝脏缺血再灌注损伤虽有保护作用但并不能完全消除其所致肝脏损伤。关于雌激素对肝缺血再灌注损伤的保护机制，目前推测有以下几点：① 雌激素可通过非基因途径增加血管内皮源性NO合成酶的活性[2]，增加NO的合成与释放，而NO是目前所知最强的血管松弛因子之一，NO含量的升高，可使血管扩张，从而改善循环，减轻损伤；② 雌激素不仅可通过NO介导依赖机制减少超氧化物的产生[3]，其本身也具有抗氧化的特性，因此可从双方面减少I/R的损伤；③有研究表明，在I/R时，应用雌激素可明显增强微血管对乙酰胆碱和苯肾上腺素的应答，从而有助于再灌注期微血管功能的恢复[4]。
参考文献
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[2]Ferrer M,Meyer M,Osol G.Estrogen replacement increases adrenergic-mediated relaxation of rat mesenteric arterises[J].J Vacs Res,1996,33:124-131
[3]Knofer L, Markus W,Angele K,et al.Preservation of splenic immune functions by female sex hormones after trauma-hemorrhage[J].Critical care Medicine,2002,30(4): 888-893
[4]Alkayed NJ,Haruknin I, Kimes AS,et al. Gender-linked brain injury in experiment stroke[J].Stroke,1998,29:159
心肌缺血再灌注 篇11
心肌缺血再灌注 (I/R) 损伤是在心肌缺血的基础上再灌注导致的心肌组织进一步损伤, 最终诱发心肌细胞坏死或凋亡。而随着冠脉溶栓及冠脉搭桥术的推广应用, 冠脉获得再通, 缺血的心肌恢复血流再灌, 可缓解心肌损伤, 但如果再灌注时间持续较长, 便会加重心肌损伤。心肌I/R损伤的存在是医学界面临的一个新的课题, 对于心肌I/R损伤发病机制及其防治的研究已然成为医务工作者关注的焦点。内质网应激在心肌缺血再灌注损伤中的过程中, 处于中心地位。本文就内质网应激与心肌I/R损伤的关系加以综述。
1 心肌I/R损伤产生ERS
内质网对细胞外的刺激或损伤极度敏感。心肌I/R损伤后氧分子大量进入缺血心肌组织, 引发ROS大量增多及内质网钙稳态紊乱导致细胞内钙超载等因素都会引发内质网功能发生障碍, 而引发内质网应激。氧自由基在心肌缺血再灌注损伤中所起的作用早已被肯定, 内质网含有大量的膜脂质, 心肌I/R损伤时产生大量氧自由基, ER对氧化应激非常敏感, 由于ROS生成过多及组织抗氧化应激能力不足, 引发脂质过氧化反应, 产生脂质过氧化物, 再经过过氧化物酶催化分解生成丙二醛, 损伤内质网膜;同时, 氧自由基促发ER内钙释放, 造成细胞内钙超载, 引发ER损伤。有研究表明[2]心肌缺血再灌注损伤24h后发现心肌细胞凋亡增加, ERS相关蛋白GRP78、CHOP表达增加, 由此也可见心肌I/R产生ERS。
ER是一个动态的Ca2+储蓄池, 是细胞内钙储存和钙稳态的中心位点。为了储存和利用钙, 内质网耦联到它的质量控制机械上。内质网腔内钙离子的改变会引发蛋白错误折叠, 因为蛋白折叠反应和蛋白分子伴侣功能需要高水平的钙。在这样的条件下, 为了恢复ER的功能, 尤其新合成的非折叠蛋白的聚集, 适应性的UPR信号被激活, 在内质网腔内, 对非折叠蛋白聚集进行调控。在大鼠心肌[3]及乳鼠心肌细胞[4]中发现I/R (或缺氧/复氧) 处理, 可增加GRP78[3]及钙网蛋白 (CRT) [4]等分子伴侣蛋白的表达, 提示心肌I/R损伤产生内质网应激, 且UPR对心肌具有保护作用。但心肌I/R损伤时间过长, UPR信号的慢性激活最终会诱发凋亡反应。有研究发现, UPR相关基因的表达在小鼠和人心肌梗死组织周围明显增加, 提示心肌I/R损伤产生内质网应激, 且UPR对心肌具有损伤作用。
2 ERS可加重心肌I/R损伤
心肌I/R损伤发病的机制有很多, 自由基增多, 钙超载, 能量代谢障碍, 细胞凋亡等均参与心肌I/R损伤的发生发展过程。凋亡是心肌I/R损伤的最终结局, 而内质网应激诱发的凋亡是继死亡受体途径及线粒体途径后备受关注的凋亡途径。心肌I/R损伤及其引起的细胞凋亡与ERS有密切的联系, ERS诱导的凋亡通路参与了心肌I/R损伤。在缺血再灌注损伤中, 强烈或持久的ERS可调控caspase-12、JNK及CHOP等ER相关凋亡途径引发内质网相关性死亡, 最终导致组织的不可逆损伤。
在众多的内质网应激诱导的凋亡转导通路中CHOP介导的凋亡通路在心肌缺血再灌注损伤诱导细胞凋亡中起中心作用, PERK, ATF6和IREI在过度活化基础上均能够诱导CHOP信号通路的激活, CHOP缺失可抑制再灌后的心肌细胞凋亡。有研究表明缺氧诱导了CHOP的表达的活化, 引起心肌细胞损伤。缺血后适应可以通过活化p38MAPK并下调CHOP表达, 同时抑制JNK的活化减轻细胞损伤, 由此可见, 内质网应激可通过诱导心肌细胞凋亡加重I/R损伤, 而有效抑制ERS诱导的凋亡可以减轻I/R损伤。
3 小结与展望
在心肌I/R的病理生理过程中, 氧自由基的增加, 细胞内钙平衡的紊乱及能量障碍均可触发ERS。GRP78作为最先感受内质网应激的标志蛋白, 其表达增加提示心肌I/R损伤出现了内质网应激, 而ERS促凋亡信号通路的关键分子如caspase12、JNK及CHOP等表达上调, 提示心肌I/R损伤出现了内质网应激介导的凋亡。研究内质网应激与心肌I/R损伤之间的关系, 减轻持久内质网应激引发的细胞凋亡将成为治疗心肌I/R损伤的有效靶点, 将为临床开发有效治疗心肌I/R损伤的药物提供新思路。
摘要：内质网 (ER) 是真核细胞内重要的膜性细胞器, 参与多种生理功能平衡的调节。内质网正常的功能紊乱时就会引发内质网应激 (ERS) 。为了恢复ER的功能, 未折叠蛋白反应 (UPR) 被激活, 但当应激过强或持续存在时, UPR信号的慢性激活会引发细胞凋亡。内质网应激在心肌缺血再灌注损伤中的过程中, 处于中心地位。故研究两者的关系, 将为临床开发有效治疗心肌缺血再灌注损伤药物提供新思路。
关键词：内质网应激,未折叠蛋白反应,凋亡,缺血再灌注
参考文献
[1]Pahl HL.Signal transduction from the endoplasmic reticulum to the cell nucleus[J].Physiol Rev, 1999, 79:683-701
[2]王琛, 刘蜜, 孙胜, 等.西洋参茎叶总皂苷通过抑制过度内质网应激减轻大鼠心肌缺血/再灌注损伤[J].中国病理生理杂志, 2013, 29 (1) :20-27
[3]郭道华, 韦颖梅, 王小静, 等.白芍总苷对大鼠心肌缺血再灌注损伤保护作用及对GRP78表达的影响[J].中西医结合心脑血管病杂志, 2010, 8 (5) :556-558