缺血后适应（共7篇）
缺血后适应 篇1
心肌缺血通常是指心脏的血液灌注减少, 从而直接影响心脏供氧障碍以及心肌能量代谢异常, 最终导致心脏失常的病症, 然而冠状动脉粥样硬化所引起的冠脉堵塞是致使心肌缺血的关键因素之一[1], 再以此诱发心脏病即为冠心病, 故冠心病是心肌缺血的直接病因, 且多见于中老年人群, 属于一种多发病症。而缺血后适应 (ischemic postconditioning, IPTC) 是通过简单的疏通和闭塞操作, 来达到心肌缺血再灌注损伤 (myocardial ischemia reperfusion injury, MIRI) 的保护作用, 此效果已得到了证实。本文应用缺血后适应对心肌缺血再灌注损伤患者的保护作用[2], 然后通过超声技术进行评价分析, 期望为此症的医治提供科学的参考价值, 现具体报告如下。
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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缺血后适应 篇2
1 材料与试剂
Sprague Dawley远交群大鼠(SD大鼠)共计200只,由第三军医大学实验动物中心提供;ELISA检测试剂盒,由上海宝曼生物科技有限公司提供。
1.1 动物模型建立
应用缺血/再灌注损伤大鼠模型制备稳定的大鼠双下肢的远隔缺血后适应模型。
1.2 远隔缺血后适应对脑缺血保护的研究
通过神经行为学评估及脑梗死体积变化证明远隔缺血后适应对缺血/再灌注损伤的保护作用
1.3 指标测定
测定脑组织、脑脊液、血液里MMPs、VEGF、BDNF、GDNF的m RNA表达及蛋白含量,证明远隔缺血后适应对缺血/再灌注损伤的保护机制为减轻血脑屏障损伤及产生神经保护因子。
2 实验方法
2.1 大鼠脑缺血60min、90min、120min后再灌注同时给予远隔缺血后适应。探讨缺血后适应的保护作用是否与脑缺血的严重程度有关,为临床应用提供理论依据;远隔缺血后适应对脑缺血的保护作用实验分组:SD大鼠120只,随机分为10组,每组12只。假手术组:仅暴露颈动脉;对照组:行单纯缺血再灌注;大鼠脑缺血60min,予远隔缺血后适应干预,再灌注后24h、72h、4w三组,大鼠脑缺血90min,予远隔缺血后适应干预,再灌注后24h、72h、4w三组,大鼠脑缺血120min,予远隔缺血后适应干预,再灌注后24h、72h、4w三组。大鼠脑缺血后再灌注不同时间点(早期24h及晚期4w),重新制作模型留取几组标本,包括脑组织、脑脊液及血液,电镜检查血脑屏障的损伤,并测定脑干湿比重。测定血液及脑脊液、MMPs、VEGF、BDNF以及GDNF的表达。免疫组化染色定位脑组织Neu N、MMPs、VEGF、BDNF以及GDNF的表达。Western Blot定量MMPs、VEGF、BDNF以及GDNF。采用双盲法用无偏见细胞立体学定量分析免疫组织化学染色结果,用方差分析差异(ANOVA)及post hoc Student-Newman-Keul检测进行分析,P<0.05视为有统计学差异。用光密度扫描对Western Blot条带进行半定量分析,与对照组光密度倍数的差异用方差分析(ANOVA)及post hoc Student-Newman-Keul进行分析血液、脑脊液以及脑组织各种因子的变化及相关关系。
2.2 研究远隔缺血后适应对脑缺血血脑屏障损伤及神经保护物质的影响
远隔缺血后适应对脑缺血保护机制实验分组:SD大鼠80只,随机分8组,每组10只。假手术组:仅暴露颈动脉;对照组:行单纯缺血再灌注;大鼠脑缺血60min,予远隔缺血后适应干预,再灌注后24h、4w两组大鼠脑缺血90min,予远隔缺血后适应干预,再灌注后24h、4w两组大鼠脑缺血120min,予远隔缺血后适应干预,再灌注后24h、4w两组。大脑缺血60min,90min,120min再灌注损伤模型再灌注即给予双侧股动脉夹闭10min,放松10min,重复3次。分别于再灌注后24h,72h,4w,进行神经功能评分,用方差分析差异(ANOVA)及post hoc StudentNewman-Keul检测进行分析,P<0.05视为有统计学差异。在灌注后24h,72h,4w处死大鼠TTC染色测定脑梗死体积,用方差分析差异(ANOVA)及post hoc Student-Newman-Keul检测进行分析。
3 结果
3.1 本研究室具备稳定的MCAO模型,如图1
3.2 我们在全程监测各项生理指标以及脑血流的情况下建立了双侧颈总动脉夹闭的缺血后适应模型,在此基础上研究了缺血后适应对脑缺血的保护作用及机制。发现:(1)缺血后适应不影响血压、血糖、血气以及体温无影响。(2)双侧颈总动脉缺血后适应可能会减少再灌注时的脑血流过灌注现象(见图2)。(3)双侧颈总动脉缺血后适应减少了神经功能的缺损程度(见图3)。(4)双侧颈总动脉缺血后适应降低了脑梗死体积(见图4-6)。
3讨论
远隔缺血预适应(Remoteischemicpreconditioning,RPC)以及缺血后适应的所有研究结果使我们在脑缺血的研究中寄希望于远隔缺血后适应(remote ischemic postconditioning),即为了治疗脑缺血性损伤,在脑缺血性损伤后,给于其他某一器官短暂的亚致死性IR,例如肢体,能够在远隔脏器,如脑产生缺血保护。远距离缺血后适应是机体对自身损伤的一种天然保护机制,其可以通过机体不太重要的器官例如肢体来进行后适应干预,从而保护心脏和脑等重要器官的损伤,临床应用价值较大。目前已有研究证明远隔缺血后适应的脑保护作用。但作用机制尚不明确。
因此本课题的目的是应用远隔缺血后适应模型即脑缺血后给予远隔器官(双下肢缺血处理)研究远隔缺血后适应对脑缺血的保护作用及机制。基于既往的研究结果,我们提出了这样假说:脑缺血再灌注时给予双侧或单侧下肢的缺血可以对脑缺血造成的损伤具有保护作用,其保护机制可能是多方面,一方面,可能通过减轻缺血再灌注的损伤,从而减轻了缺血引起的血脑屏障的损伤;另一方面,可能远隔器官的缺血产生了神经保护物质。
本课题研究,为将来急性脑梗塞的临床治疗,特别是通过神经保护治疗措施,延长治疗时间窗提供新的理论依据。
远隔缺血后适应对脑有重要的保护意义,是目前公认的对于急性中风患者早期溶栓,使血脑组织供血得以恢复的有效治疗手段。但应用中存在两个问题,一个是时间窗的问题,另一个是再灌注损伤,这两者严重影响着患者的溶栓效果,易导致缺血状态下的神经细胞在恢复血流后出现死亡。所以对于溶栓时间窗的延长可以使再灌注损伤的情况减轻,但这是临床有待解决的问题。近些年随着医疗技术的发展,脑血管经皮介入技术的研究应用,后适应性的临床应用提供了可能性。
参考文献
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缺血后适应 篇3
短暂的缺血不仅不引起缺血器官的损伤,而且能够耐受随后发生的长期缺血的损害[1,2]。这种预适应的保护作用研究已20年了,是迄今已明确的心肌缺血和脑缺血最有利的内源性保护机制。理论上预适应可应用于临床预知缺血的病例,可实际上临床应用是不可能的[3,4]。
缺血后适应是最近提出的与预适应相对应的概念。后适应是在缺血后再灌注开始时给予机械阻断,而预适应是在缺血开始前给予机械阻断,但是无论后适应还是预适应都包括一系列的短暂缺血。再灌注能够对缺血器官提供糖和氧,产生ATP,从而恢复正常生理学功能。然而再灌注经常引起加重缺血损伤的副作用,例如过氧化应激反应。心肌缺血后调节再灌注流量、体温、成分、pH缓冲液和代谢底物等措施能提高心肌收缩力,恢复缺血心肌功能。控制再灌注的研究建立了后适应的基本原理,缺血前预适应的机械刺激改在缺血后再灌注后适应时应用。ZHAO等[5]用犬制备成心肌梗死模型,比较后适应和预适应对心肌保护作用的影响,结果显示,与预适应相比后适应能减少44%的心肌梗死面积。后适应对心肌的保护作用在小鼠、大鼠、兔、猪等很多实验研究已经证实[6,7,8,9]。2005年STAAT等[10]利用血管成形术球囊对急性心肌梗塞的患者给予4个周期的1 min再灌注、1 min夹闭血流的后适应处置,发现可以减少心肌梗塞面积,缺血后适应首次应用于心肌梗死,并逐渐蔓延至其他领域如卒中。
2 后适应与脑缺血再灌注损伤
卒中有很高的死亡率,卒中的临床治疗少有神经保护剂的应用。对于脑缺血最有效的治疗是血管再通,通过溶栓及介入治疗实现早期再灌注。然而象心肌缺血一样,再灌注产生的过氧化应激反应会对缺血脑组织引起再灌注损伤[11]。
脑缺血的机制与心肌缺血有很多方面相一致。心、脑缺血再灌注中,损伤自由基的产生都起关键作用。心肌细胞及神经细胞的凋亡与坏死都是由相同的信号传导通路介导[12,13],包括细胞色素C/capase介导的细胞凋亡通路[14]、钙蛋白酶介导的细胞坏死通路[15]、AKt介导的细胞存活通路[16]和蛋白激酶C通路[17]等。后适应的心肌保护作用已应用于临床,是否后适应也对大脑缺血再灌注损伤产生保护作用?
2.1 后适应能够减少脑梗死面积
ZHAO等[18]通过夹闭大鼠双侧颈总动脉和永久夹闭大脑中动脉造成局部脑梗死模型,然后予以30s再灌注和10 s夹闭双侧颈总动脉后适应处理,3次循环后发现脑梗死面积减少。
PIGNATARO等[19]采用夹闭大脑中动脉100min、10 min再灌注的后适应处理,与预适应相比脑梗死面积减少70%。采用10 min缺血、10 min再灌注的后适应条件,在体外试验中发现后适应可以减少50%梗死面积,体内试验中可以减少30%梗死面积,后适应产生的神经保护作用与预适应几乎相当,但对于缺血预适应和后适应的联合应用并不能比单一应用产生更有效的保护[20]。REHNI等[21]研究发现通过3个周期10 s的缺血/再灌注可以改善大鼠行为能力。
2.2 后适应的保护作用与脑缺血再灌注损伤模型的制备及缺血程度有关
ZHAO等[22]采用2 h夹闭双侧颈总动脉和永久夹闭大脑中动脉诱导脑梗死发生,予以完全再灌注和部分再灌注处理并做一比较,完全再灌注指的是夹闭的双侧颈总动脉和大脑中动脉全部再通,部分再灌注是永久夹闭大脑中动脉、开放双侧颈总动脉。结果显示:卒中发生2 d后,测量梗死面积发现,部分再灌注比完全再灌注减少10%脑梗死面积。部分再灌注优于全灌注似乎与临床患者需要相矛盾。但是,正如前讨论,突然再灌注会引起过氧化应激反应导致再灌注损伤。YANG等[23]研究发现,6 h夹闭大脑中动脉比3 h夹闭大脑中动脉、3 h再灌注减少脑梗死面积。ARONOWSKI[24]研究发现,24 h夹闭单侧大脑中动脉和颈总动脉比2~5 h短暂夹闭减少72%脑梗死面积。这两项研究表明,再灌注能够加重缺血损害。但是再灌注损伤与模型种类及缺血程度有关,ARONOWSKI报告永久夹闭双侧颈总动脉和永久夹闭大脑中动脉大鼠的再灌注损伤没有减少,在自发性高血压大鼠中没有发现再灌注损伤现象,这些研究结果提醒应注意再灌注的临床研究。总之,后适应通过控制再灌注能够减少梗死面积。
ZHAO[22]最初采用1 h夹闭双侧颈总动脉和永久夹闭大脑中动脉模型,但实验结果令人失望,没能发现所希望看到的强烈的后适应的保护,因为太过严重的缺血都可能减弱后适应提供的任何保护作用的效果。改用30 min和15 min夹闭双侧颈总动脉和永久夹闭大脑中动脉,在这两种模型中都发现了后适应的保护作用。比较60 min、30 min和15 min的模型时发现,脑梗塞面积分别减少17%、51%的80%。
后适应对于大脑缺血的保护作用不像心肌那样明显,在中度或轻度缺血时有强烈的保护作用,可能与以下因素有关:(1)脑组织比其他器官对缺血更耐受,长时间的缺血才会对脑组织产生损害,而心、肾等器官仅能耐受20~40 min的缺血,这种不明机制可能与脑组织比其他器官要消耗更多的糖和养分有关。(2)糖是脑内唯一可以转化为ATP的物质,脑内储存量有限,发生缺血时不能再获取能量来源。(3)谷氨酸是脑内神经递质,缺血时释放增多,损伤神经细胞。(4)与制备的模型有关,不同的后适应处理可能产生不同的保护作用。
选择脑梗死模型研究后适应主要基于3个方面因素:(1)此模型能够明确产生病变,制备出可重复的皮层梗死。(2)同时再灌注双侧颈总动脉和大脑中动脉非常困难,因此永久夹闭大脑中动脉,再灌注只通过夹闭或开放双侧颈总动脉就得以实现,也就是说没有考虑中动脉再灌注血流量的影响。(3)最重要的是,这种模型部分再灌注能够减轻缺血损害。
2.3 后适应保护可能存在的机制
后适应由于机械的作用能够扰乱再灌注血流,影响自由基及超氧化反应,因此在梗死灶内可以发现未受损的正常脑组织,没有后适应保护不会看到这种现象[25,26]。
XING等[27]认为后适应能够减轻MPO反应,使IL-1β、TNF-α和ICAM-1的表达下降,从而减少梗死面积和脂质过氧化水平,表明后适应对局灶脑缺血/再灌注损伤有神经保护作用,至少能部分减轻炎症反应。DANIELISOV魣等[22]认为后适应可能通过阻止线粒体蛋白质到细胞质、避免线粒体途径凋亡的产生而发挥保护作用[29,30]。内源性抗氧化应激在缺血后适应后起重要神经保护作用[31,32]。PIG-NATARO等[20]研究发现,后适应保护被LY294002(Akt抑制剂)抑制,不被U0126和SB203580(分别为ERK和MAPK抑制剂)抑制;相反,预适应时ERK、MAPK和Akt通路均被U0126、SB203580和LY294002抑制。因此,推测后适应对于局灶性脑缺血是一种新的神经保护机制,至少有Akt通路参与[33,34]。方芳等[35]的实验结果表明,后适应可能通过抑制脑缺血-再灌注损伤时凋亡基因bax和caspase-3的表达,促进bcl-2蛋白表达,减轻线粒体的损伤,减少凋亡,保护缺血-再灌注脑组织。
1.4脑缺血后适应需进一步研究的内容
实验表明,脑梗塞后立即恢复灌流发现3和24h后脑梗死面积减少,同样2 d后后适应可以减少脑梗死面积,但这种延迟治疗是否有利于局灶脑缺血还需要进一步研究。
缺血再灌注周期对后适应保护效果产生影响,时间窗如何掌握?怎样才能实现最有效的后适应保护?
后适应神经保护作用短暂,亚低温治疗3~7 d有效,1个月后无效,后适应是否有长期保护作用?
脑梗死面积的减少不一定有神经功能得到恢复,例如预适应保护海马CA1区细胞却不能导致行为测试能力的提高,后适应是否提高神经功能?
缺血后适应 篇4
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择我院2005年6月～2009年12月确诊的ST段抬高型心肌梗死患者78例。男42例,女36例,年龄38-75岁。所有患者入院后进行常规心电图、心肌酶检查,其临床表现及相关指标动态变化均符合中华医学会心血管病学分会颁布的《急性心肌梗死诊断和治疗指南》[2]。将78例患者分为实验组45例(即在患者梗死血管再通后,再灌注),对照组33例(即常规手术方法,在患者梗死血管再通后3 min内不施加干预)。
1.2 方法
实验组确定冠状动脉病变支数和梗死相关动脉(IRA),并对IRA行PCI术。再灌注开始1 min内,缺血后处理组给予30s再灌注/30s再闭塞(通过球囊反复充气/放气实现)的3次循环后,再给予持续再灌注;对照组常规手术方法,在患者梗死血管再通后3 min内不施加干预。两组术后均应用肝素钠600～1000U/h静滴,连续24h,后改用低分子肝素5000U皮下注射,2次/每日,应用1周,口服拜阿司匹林300 mg,1次/每日,氯吡咯雷75 mg,1次/每日。
1.3 心肌酶测定
第1天每2h抽血一次,第2到3天每12h抽血一次,采用自动生化分析仪测定CK、MB,观察其峰值,监测酶学动态变化。
1.4 冠状动脉血流速度的评价
校正TIMI帧数(CTFC)的计算,将CTFC40定义为TIMI血流2、3级的分界线。梗死相关动脉前向血流达到TIMI3级后,冠脉内给予硝酸甘油200μg,行冠状动脉造影测定CTFC。
1.5 心电图ST回落评价
冠状动脉造影前记录心电图,术后15 min后再次录心电图。
1.6 统计学处理
应用SPSS11.5统计软件包,计量数据用表示,两组比较用t检验,计数资料比较用x2检验。
2 结果
2.1 ST抬高、CK峰值、MB峰值水平对照,实验组ST抬高、CK峰值、MB峰值明显低于对照组(P<0.05),见表1。
2.2 两组患者急性冠脉综合征发生率比较,实验组明显低于对照组,(P<0.05),见表2。
3 讨论
心肌梗死临床常见且死亡率较高的病症,治疗主要方法是使缺血、损伤和濒死心肌得到及时的再灌注,但无论是内科还是外科再灌注治疗均可引发再灌注损伤,且后者可抵消部分再灌注挽救心肌所得到的益处,引起再灌注性梗死面积回增、心肌顿抑、冠脉无复流现象、严重心律失常等[3]。本组数据研究显示,缺血后适应实验组ST抬高、CK峰值、MB峰值明显低于对照组(P<0.05),CK代表的心肌梗死面积较对照组显著减少,缩小患者的心肌梗死面积,对心肌产生保护作用;ST段快速回降能很好地反映心肌组织的再灌注情况,且实验组并发症发生率明显低于对照组,表明心肌缺血后适应可使心功能得到明显改善。
缺血后适应能抑制再灌注早期的氧自由基产生、钙超载、线粒体通透性转换孔道(MPTP)开放以及促进一氧化氮合酶的表达、KATP通道的开放,氧自由基的大量产生、钙超载、MPTP的开放均是发生在缺血后再灌注的初期,有研究发现,在再灌注数分钟之后再行后处理,其心肌保护作用会消失,可见再灌注的初期是后处理发挥心肌保护作用的关键时期。彭龙云等[4]相继报道了在大鼠、兔实验中观察到后适应组心肌梗死面积较对照组减少23%～58%且实验结果确定了心肌缺血后适应与缺血性预适应一样,具有对缺血心肌的保护作用和减少了再灌注损伤。心肌缺血后适应能在心肌缺血发生后再灌注之前进行,是一种简单易行的临床干预方法,有效地保护心脏及改善急性冠脉综合征,值得临床推广应用。
参考文献
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缺血后适应 篇5
1 IPost机制
IPost对心肌的保护机制目前还未完全阐明,其可能的机制主要是通过以下两条途径来完成的:(1)再灌注损伤激酶途径(也称R途径):通过细胞外自分泌物腺苷、缓激肽、阿片类似物激活细胞表面的G蛋白偶联受体,进而激活下游磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B(PI3-kinase-PKB/Akt)通路和激酶1/2(Mek1/2-Erk1/2)通路,这两条通路都可以通过GSK3β磷酸化减弱细胞内的钙超载、氧化应激从而维持细胞内p H的稳定来抑制MPTP的打开,另外PI3-kinase-PKB/Akt通路还可以使e NOS磷酸化产生的NO直接作用于PCKε抑制MPTP的打开;(2)生成激活因子增强途径(SAFE途径):细胞因子受体激活酪氨酸蛋白激酶-信号转导子(JAK-STAT)通路也是通过糖原合成酶激酶3β(GSK3β)磷酸化抑制MPTP的打开从而发挥心脏的保护作用;还有环磷酸鸟苷(c GMP)也参与心肌的保护[6,7]。
2 IPost临床研究
Staat等[8]对30例单支病变(前降支/右冠状动脉,LAD/RCA)、6 h内的急性心肌梗死患者进行随机分组,试验组进行4×1 min缺血、1 min再灌注,对照组直接行PCI,与对照组比较,试验组心肌梗死面积减少了36%,该临床研究首次提示了IPost可以降低心肌梗死面积;Yang等[9]首次通过单光子发射计算机断层显像(single photon emission computed tomography,SPECT)证明了IPost可以改善心肌存活率,对术后7 d的I-Post组(n=23)和对照组(n=18)进行SPECT检测,结果提示IPost组心肌存活率比对照组高[(31.3±8.6)%比(22.8±6.7)%,P<0.05],并且IPost可能会对长期预后有一定影响,而真正明确提出IPost可以改善患者长期预后的是Thibault等[10]的研究,他们对急性心肌梗死术后患者进行1年的随访,数据分析显示在术后6个月行PESCT检测平均静息-再分布指数对照组和IPost组分别为(11.8±10.3)%和(19.5±13.3)%,差异有统计学意义(P=0.04),术后1年由心脏彩超测左心室射血分数(LVEF)IPost组比对照组提高17%(P<0.05)。有荟萃分析显示IPost可以改善心功能,降低心衰和严重心律失常的发生率[11]。
3 IPost临床疗效的质疑
随着大量、随机、多中心临床试验研究对IPost产生了不同的观点看法,Freixa等[12]的临床研究用心肌核磁(cardiac-MRI,c MRI)对术后1周、6个月的心肌梗死面积、心肌挽救指数及LVEF进行统计分析,I-Post组(n=39)与对照组(n=40)心肌存活指数分别为(18.9±27.4)%和(30.9±20.5)%(P<0.05),而两组心肌梗死面积和LVEF没有统计学差异。有研究提示,IPost不仅对梗死心肌无明显的保护作用,甚至还会带来不利影响[13]。同样Limalanathan等[14]将272例急性心梗患者随机分为IPost组和对照组,检测患者术后4个月的梗死面积,结果显示IPost组和对照组中位数分别为14.4%和13.5%,差异无统计学意义(P>0.05),该实验的临床终点:心肌坏死标志物、心肌存活、射血分数以及心脏不良事件的发生两组差异均无统计学意义。为了进一步评估IPost对STEMI患者的临床治疗效果,Hu等[15]收集了1346例STEMI患者的数据信息对其进行荟萃分析,IPost组的心衰发生率降低[风险率(RR)为0.533;95%可信区间(CI)为0.368~0.770];而IPost对这两组的非致命性心肌再梗死(RR:2.746;95%CI:1.007~7.488)和主要不良心血管事件(RR:0.876;95%CI:0.671~1.144)的发生影响不大。
4 IPost进一步研究
H fsten等[16]丹麦研究人员进行了大型临床试验,收集了2014年2月~2016年2月的2239例STEMI患者,对其进行3种随机治疗:(1)直接IPost;(2)择期PCI;(3)血流储备分数(FFR)指导多支病变的介入治疗,观察3种不同的治疗方案在再灌注损伤、远端微循环阻塞、心衰、改善预后等方面的利弊,该试验的临床数据还在进行后期的研究分析,希望该大型临床试验结果可以对STEMI患者的临床治疗有指导意义。
5 IPost的影响因素
IPost的时机对患者是否受益也有很大影响,Yang等[17]的动物实验提示,在再灌注30 s内行IPost效果最佳,超过10 min则无效,其又进一步在临床试验中验证了急性心肌梗死患者在6 h内采用IPost联合PCI开通闭塞血管对减少患者心肌梗死面积和MACEs的发生率优于6~12 h的患者[18];而具体的再灌注/再缺血持续时间的不同也影响IPost的效果[19],另有研究提示患者性别、年龄、用药情况、伴随疾病、个体差异等条件也会对IPost有不同的影响[20,21,22]。
缺血后适应 篇6
1 IPC的提出
1986年Murry等[1]首次提出心肌在经受了多次短暂的缺血再灌注后,能在随后的长时间缺血中减轻心肌损伤,即缺血预适应。但是由于预适应需要在缺血前施予,而实际临床工作中很难预测到急性缺血事件的发生,因此它的临床应用受到限制。2003年,Zhao等[2]将犬的冠状动脉左前降支结扎1 h时后,开通30 s,再结扎30 s,连续3次循环,随后恢复冠脉血流,可使梗死范围较对照组减小44%,与缺血预适应组减小梗死范围的程度相同,此即为缺血后适应(ischemic post-conditioning,IPC)。其后,IPC在急性心肌梗死患者介入治疗中保护心肌改善患者预后的临床价值得到证实[3]。因IPC能在心肌缺血后再灌注前施行,且其可操作性大,如果在临床心脏介入治疗中实施,那么其临床应用前景将十分广阔。
2 IPC在急性心肌再灌注损伤中的的心肌保护机制
目前,对IPC的机制仍在不断探讨之中,研究认为其保护机制与以下方面有关。
2.1腺苷
研究表明,内源性腺苷的释放对心肌有保护作用,后适应处理后内源性腺苷冲刷被延迟,使冠脉内保持较高的腺苷浓度,起到保护作用。高浓度腺苷可通过腺苷敏感的G蛋白耦联受体起作用。研究表明腺苷可抑制氧化剂的产生及细胞因子的释放,保护冠脉内皮细胞,抑制中性粒细胞聚集,但在无血液的离体心肌模型中,仍可观测到心肌保护作用,这可能与后适应中缓激肽,类罂粟碱有类似的G蛋白耦联受体激活作用有关。
2.2 K+-ATP通道
Yang等[4]的研究表明,利用非选择性K+-ATP通道阻滞剂格列苯脲可消除后适应减少梗死面积的作用。更重要的是,选择性阻滞线粒体K+-ATP通道激活同样使后适应减少心肌梗死面积的作用消失。阻滞K+-ATP通道激活直到后适应后,其减少心肌梗死面积的作用会消失,这表明最初几分钟K+-ATP通道激活是重要的。
2.3一氧化氮(NO)
研究表明,一氧化氮合酶(NOS)参与IPC的心脏保护作用[4]。在再灌注前单独利用NOS阻滞剂对心肌梗死面积无影响,但在后适应时NOS阻滞剂可使其心肌保护作用消失。NOS存在于再灌注损伤的各个层面,NO可能通过抑制线粒体mPTP的开放而在IPC中起作用[5]。其次,NO可刺激cGMP和PKG的信号途径。再次,NO可抑制局部缺血-再灌注的炎性反应。
2.4再灌注损伤生存激酶(RISK)
RISK途径是当前IPC心肌保护机制的研究重点。Hausenloy等[6]表明在再灌注损伤时Akt和ERK 1/2生存激酶途径被激活,对IPC是个重大发现。Tsang等[7]报道离体鼠心肌经IPC处理后,Akt水平升高,而P13激酶抑制剂LY294002减少心肌Akt水平,同时使IPC的心肌保护作用消失。
2.5线粒体mPTP
mPTP在缺血时关闭,再灌注最初几分钟内开放,而这与IPC的暂时性相一致。而mPTP开放与细胞坏死及凋亡有关,因此,抑制mPTP的开放被看作心肌的保护机制之一,IPC可抑制mPTP孔开放,这可能与NO的增加,抑制mPTP开放从而减少氧化剂及细胞内、线粒体内Ca2+超载有关。
3 IPC对缺血再灌注心脏的保护作用研究现状
Halkos等[8]将后适应与有心脏内源性保护金标准之称的缺血预适应进行了比较。他们发现IPC组使梗死范围较对照组减小程度与缺血预适应组相仿;国内马晓静等[9]以接受急诊PCI的AMI患者为研究对象,同样证实了IPC可改善介入治疗冠脉血流速度,减少氧自由基生成,减少心肌梗死面积,改善心功能。
心律失常是再灌注导致的心肌损伤的最重要表现之一,而再灌注心律失常是导致急性心肌梗死患者猝死的原因之一,Halkos等[8]报道再灌注时通过一次短暂缺血的后适应能够有效减轻持续再灌注诱发的心室颤动,将心室颤动转变为正常节律。经过IPC后在再灌注期间心律维持稳定。
4药物后适应
于再灌注开始时给予药物治疗,如腺苷及其类似物、NO、胰岛素、他汀类物质、麻醉剂等可减轻心梗面积。有研究表明,麻醉药在再灌注时可诱导与后适应类似的表现。Krolikowski等[10]以兔的离体模型证明,吗啡通过激活PI3K和阿片类受体增强了异氟醚诱导的后适应。Piot等[11]在给急性心肌梗死患者行经皮冠状动脉介入术前注射环孢素(mPTP抑制剂),利用肌酸激酶和肌钙蛋白I的释放来评价梗死面积的大小,发现环孢素组在再灌注后第一个72 h即能减少40%的梗死面积。
5远距离后适应
Faraz等[12]以鼠的模型发现,将其肾动脉闭塞5 min,于冠状动脉再灌注时开放肾动脉,可通过内源性激活腺苷受体而保护心肌免受再灌注损伤,并称之为远距离后适应。而肠系膜、肾下主动脉短暂缺血后处理同样可减轻心梗面积。张兴华等[13]报道对兔子行心肌和股动脉远处IPC研究论文,结果显示与Zhao等[2]结果相似。
6 IPC的临床应用前景
在AMI早期进行再灌注治疗,心肌保护作用远远超过再灌注损伤,若能在再灌注治疗中减少再灌注损伤,理论上可以进一步改善患者的预后,因此缺血再灌注损伤的发生机制与防治越来越引起人们的关注。IPC与预适应相比有更重要的临床意义:心肌梗死常常是不可预知的,提前进行预适应处理实施有相当的困难,而IPC在时间上是可知的,并且在减轻再灌注损伤程度上与预适应类似,可能在PCI的过程中进行几次短暂的再灌注/闭塞操作即可取得相当的效果。综上所述,后适应为心肌梗死的再灌注治疗提供了一条新方法,相信在不久的将来,后适应可以作为一项行之有效的治疗手段应用于心肌再灌注治疗。但还有一些问题有待进一步研究如:如何应用更客观的临床观察指标体现后适应的保护作用,后适应应用最安全、最简便的操作方案是什么,远期疗效如何,对不能施行再灌注的患者能否建立有效的药物后适应等。就目前而言,IPC在冠心病临床治疗中的展示了又一个新的探索领域。
缺血后适应 篇7
1 材料和方法
1.1 实验动物:
清洁级健康雄性成年Spraque-dawley (SD) 大鼠80只, 体质量250～350 g (由河北医科大学动物实验中心提供) 。
1.2 主要试剂与仪器
1.2.1 主要试剂及材料:
白细胞介素-8 (IL-8) 酶联免疫吸附 (ELISA) 法分析试剂盒 (晶美生物公司) 、4xdNTP、RNasin Inhibitor、Radom primer均购自Promega 公司、IL-8及β-actin上、下游引物 (上海生工公司) 。
1.2.2 主要仪器:
酶标仪 (上海弗鲁克公司) 、756型紫外分光光度计 (上海精密仪器制造) 、UVPGDS8000凝胶成像分析仪 (美国Gene公司) 、普通光学显微镜及显微照相机 (日本Olympus产品) 。
1.3 方法
1.3.1 分组:
80只SD大鼠随机分为2大组: ①AMI组 (n=32) 和假手术组 (AMI sham, As, n=8) , 采用selye法结扎大鼠心脏冠状动脉左前降支 (left anterior descending coronary artery, LAD) 制作AMI模型:以结扎冠脉20 min内ST段、T波进行性抬高及结扎线以下心肌颜色变暗为LAD成功结扎的标志;开胸并暴露大鼠心脏, 留线不结扎为As组。②LIP组 (n=32) 和假手术组 (LIP sham, Ls, n=8) , 分离双侧股动脉, 用无损伤动脉夹夹闭双侧股动脉, 夹闭5 min, 开放5 min, 反复4次 (一侧夹闭时另一侧开放) 。随后进行LAD结扎制作AMI模型; 不结扎LAD为Ls组。为消除不同组间的影响, 故每组各设一假手术组。
AMI组和LIP组均在操作结束后2 h、4 h、6 h、12 h处死大鼠, 每个时间点处死8只。2个假手术组每组8只, 共16只, 在操作结束时立即处死大鼠。
1.3.2 心电图:
手术操作同时以MS-4000生物信号采集处理系统监测并记录大鼠心电图, 以心电图的改变判断心肌缺血的情况。
1.3.3 心肌梗死面积计算及细胞浸润分析:
实验各组大鼠心肌缺血12 h后, 心肌组织用1%伊文思蓝和2%2, 3, 5-氯化三苯基四氮唑 (TTC) 染色后分区:蓝色为正常心肌, 砖红色为缺血心肌, 灰白色为梗死心肌。染色后吸干水分, 在手术显微镜下仔细分离白色梗死部位 (IS) 和砖红色的缺血危险区 (AAR) , 用精密分析天平称重, 并计算IS与AAR质量比值 (IS/AAR) , 推测心肌梗死面积。同时用显微镜对病理切片进行分析, 高倍镜下观察中性粒细胞浸润数目。用计数板计数外周血细胞。
1.3.4 血清IL-8、心肌酶测定:
取心腔内血液, 4 ℃放置2 h后, 离心 (3000 r/min) , 取血清-80 ℃保存待统一测定。ELISA法测定IL-8。用全自动生化仪测定肌酸激酶同工酶 (CK-Mb) 。
1.3.5 心肌组织IL-8
mRNA、HO-1 mRNA的表达情况: 提取总RNA及合成cDNA, 进行聚合酶链式反应 (PCR) 引物合成及PCR 产物分析, 大鼠β-actin为内参照引物序列。
1.4 统计学方法
所有实验数据采用SPSS 10.0软件包作统计处理, 计量资料均以均值±标准差undefined表示, 组间、组内比较采用单因素方差分析, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 2组梗死区比重比较
LIP组IS/AAR为 (46.89±6.45) %, 较AMI组 (67.58±19.12) %有统计学差异 (P<0.05 ) 。
2.2 中性粒细胞心肌浸润结果
As组为 (29.65±10.96) %, Ls组为 (31.98±11.05) %, 2组间比较无显著差异 (P>0.05) 。LIP组在心梗后2 h、4 h、6 h时与AMI组各时间点之间比较无显著差异, 仅在12 h时心肌组织中中性粒细胞浸润数目较AMI组减少 (P<0.05) , 见表1。
注:与AMI组比较, *P<0.05
2.3 2组外周血白细胞计数结果
As组为 (3.59±1.28) ×109/L, Ls组为 (4.21±1.99) ×109/L, 2组间比较无统计学差异。LIP组与AMI组比较, 心梗后12 h外周血白细胞计数明显降低 (P<0.05) , 其余各时间点之间比较差异无统计学意义 (P>0.05) , 见表2。
注:与AMI组比较, *P<0.05
2.4 血清IL-8和CK-Mb在各组的变化
AMI组血清IL-8呈平稳上升趋势, LIP组2 h低谷, 4 h高峰, 12 h恢复到近AMI组水平。LIP组较AMI组血清IL-8浓度各时间点无明显差异 (P>0.05) 。CK-Mb检测各组不同时间点比较均有显著差异 (P<0.05或P<0.01) , 见表3。
注:与AMI组比较, *P<0.05, **P<0.01
2.5 2组心肌组织IL-8
mRNA和HO-1 mRNA表达 LIP组较AMI组心肌IL-8 mRNA表达量呈下降趋势, 其中在6 h和12 h IL-8 mRNA明显降低 (P<0.05) 。LIP组HO-1 mRNA表达量呈上升趋势, 在各时间段较AMI组均有差异 (P<0.05或P<0.01) , 见表4。
注:与AMI组比较, *P<0.05, **P<0.01
3 讨论
AMI是致炎因子累加作用的结果, IL-8是典型的炎症细胞趋化因子, 在心肌梗死中起直接介导作用, 是趋化白细胞到心肌梗死部位及激活白细胞的关键因子。Kukielka等[2]发现在AMI后可测得高水平IL-8, 是反映心肌缺血及损伤的一个敏感指标, 并且观察到在缺血再灌注 (IR) 心肌中IL-8 mRNA表达增高, 3 h达峰值并保持高水平超过24 h。中性粒细胞是急性炎症期间参与非特异性免疫反应的主要成分, 而激活的中性粒细胞可释放具有趋化作用的炎症介质如白介素等, 促进更多的白细胞聚集和浸润, 导致炎症反应进一步加深, 造成组织损伤。研究表明外周血白细胞计数增加是 AMI发生和预后不良的独立预测因子[3,4]。 白细胞缺失, 运用抗炎药物干预等手段, 均可缩小实验犬心肌梗死的面积[5,6], 这表明中性粒细胞介导的组织损伤在心肌梗死中有决定作用。我们的研究发现无论干预与否, 发生AMI后外周血白细胞计数均明显增高, 说明AMI后全身炎症反应加剧。LIP并没有使随后的AMI 全身反应扩大化, 反而在一定程度上抑制了炎症反应。Daftarian等[7]发现, AMI后兔IR心肌中中性粒细胞聚集在心肌缺血与坏死区, 被激活的中性粒细胞脱颗粒, 释放生物活性物质从而加剧心肌损伤。在我们的研究中, 2个实验组心肌缺血区炎性细胞浸润均有所增加, 在AMI后12 h时, LIP组并没有如AMI组那样升高, 这就给以后梗死面积的变化奠定了基础。
HO-1 是一种热休克蛋白 (HSP) , 可以代谢血红素为一氧化碳、胆红素及游离铁, 是一种强而有效的炎症抑制因子和免疫调节因子, 对心血管系统有重要的保护作用[8], 在心脏主要分布于冠状动脉内皮细胞、心内膜内皮细胞、心肌间质、毛细血管细胞和部分心肌细胞中。HO-1生物学特性与HSP70 相似, 热休克处理在引起HSP70 表达上调的同时也导致HO-1的表达上调, 进一步促进了抗凋亡作用[9], 且热休克对大鼠心肌线粒体呼吸功能的保护作用与这2种应激蛋白均有关。HO-1 基因的表达是热休克诱导细胞保护作用的重要机制之一[10]。HO-1可以抑制细胞间黏附分子1 (ICAM-1) 表达、抑制活性氧族和单核细胞趋化, 从而起到抑制炎症反应的作用。当刺激因素引起细胞免疫应答时, 不但有各种细胞因子产生, 同时亦伴有HSP的产生, 以对抗细胞因子对细胞的损害作用, 产生心肌保护作用。本研究中, LIP组HO-1 mRNA较AMI组增高, 且均有显著性差异, 而心梗面积、CK-Mb含量相应减小, LIP组心肌白细胞浸润和外周血白细胞减少, 心肌组织IL-8 mRNA减少, 均提示HO-1有可能是通过降低炎症反应而对心肌起到保护作用。
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