硝苯地平惡化低鉀狀態(tài)下心臟缺血再灌注后舒張功能

馮建宇，肖國勝，金振曉，姚 遠(yuǎn)，張建英，陳文生，周京軍

鉀是維持機(jī)體正常生理機(jī)能不可缺少的電解質(zhì)，哺乳動(dòng)物的血鉀濃度介于3.5～5.9 mmol/L，在臨床高血壓、慢性心衰者常伴隨不同程度的血鉀濃度降低，現(xiàn)通常把血鉀濃度＜3.5 mmol/L時(shí)界定為低鉀血癥［1］。目前認(rèn)為，低鉀血癥是心源性猝死的重要因素之一，死亡原因可能與患者出現(xiàn)惡性心律失常密切相關(guān)。近期我們的研究發(fā)現(xiàn)，低鉀可使缺血后再灌注心肌產(chǎn)生胞內(nèi)鈣振蕩、并降低心功能［2－3］，提示加重胞內(nèi)鈣超載可能是低鉀心肌損傷的又一重要機(jī)制。因此，探討低鉀血癥影響心肌鈣穩(wěn)態(tài)的機(jī)理有助于揭示其損傷機(jī)制，為臨床糾治低鉀血癥提供理論依據(jù)。

硝苯地平(Nifedipine)是第一代二氫吡啶類L型鈣通道阻斷劑，已有研究提示，缺血再灌注期給予硝苯地平可顯著減輕心肌缺血再灌注損傷［4］。本實(shí)驗(yàn)采用離體心臟灌注模型，首次觀察了L型鈣通道阻斷劑對(duì)低鉀狀態(tài)下缺血再灌注后心功能的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 清潔級(jí)SD雄性大鼠，體重(240±20)g，由第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.2 離體心臟灌流、實(shí)驗(yàn)指標(biāo)監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)分組 按照常規(guī)實(shí)施大鼠離體心臟灌流［3］，簡要方法為，于實(shí)驗(yàn)開始前配制含3.1 mmol/L K+的KH液(低鉀液)，成分為(mmol/L):NaCl 140，KCl 1.9，MgSO41.2，KH2PO41.2，CaCl21.25，NaHCO325，Glucose 11。低鉀KH液于灌流之前45min以體積分?jǐn)?shù)為95%O2和5%CO2混合氣體予以平衡，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，溫度維持在37℃，pH維持在7.35～7.45。之后，大鼠腹腔內(nèi)注射3%戊巴比妥鈉50mg/kg，肝素1 000 U/kg，麻醉后迅速開胸取心臟，置于4℃低鉀KH液。而后將主動(dòng)脈根部固定于灌流管口，用低鉀KH液(37℃)自主動(dòng)脈口恒壓灌注，灌注壓為80 mmHg。待心臟復(fù)跳后于左心耳后方剪一小口，將帶有乳膠球囊(內(nèi)含少量去離子水)的測(cè)壓管經(jīng)二尖瓣插入左心室，測(cè)壓管另一端經(jīng)壓力換能器(MP 100，BIOPAC Systems，Inc.)與計(jì)算機(jī)連接。調(diào)節(jié)球囊內(nèi)的液體使左室舒張末壓(left ventricular end－diastolic pressure，LVEDP)界于5～10 mmHg之間。

實(shí)驗(yàn)中全程記錄左心室內(nèi)壓(left ventricular pressure，LVP)、左室收縮峰壓(left ventricular peak systolic pressure，LVPSP)、LVEDP和左室內(nèi)壓最大變化速率(maximum rates of increase and decrease in left ventricular pressure，±dp/dtmax)的變化。左室發(fā)展壓(left ventricular developed pressure，LVDP)采用LVPSP－LVEDP計(jì)算獲得。

大鼠隨機(jī)分為三組:①對(duì)照組(Control組):心臟接受1 h全心缺血，1 h再灌注處理;②低鈣處理組(Low Ca2+組):再灌注開始后前15 min采用低鈣液灌流，KH液中Ca2+降低至0.5mmol/L，其余條件同①;③硝苯地平處理組(Nifedipine組):于再灌注開始后前10 min給予1 mol/L硝苯地平處理，其余條件同①。

硝苯地平購于Sigma公司，依據(jù)文獻(xiàn)，其使用濃度為 1 mol/L［5－6］。

2 結(jié)果

對(duì)照組心臟經(jīng)1 h缺血、1 h再灌注處理后左室LVDP、+dp/dt和－dp/dt分別降低至缺血前(35.9±5.0)%、(40.7 ±6.1)% 和(40.2 ±5.8)%，LVEDP抬升至(26.3±0.9)mm Hg(圖1 和圖2)。與對(duì)照組相比，低鈣處理后左室LVDP、+dp/dt和－dp/dt均升高(P ＜0.05)，LVEDP顯著降低(P ＜0.05)(圖1和圖2)，提示鈣超載是低鉀狀態(tài)下心肌損傷的重要原因。

與對(duì)照組相比，1 mol/L硝苯地平處理使得LVEDP顯著抬高(P ＜0.05)，對(duì) LVDP、+dp/dt和 －dp/dt雖無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異影響，但有降低趨勢(shì)(圖1和2)，提示，硝苯地平惡化心臟舒張功能。

3 討論

實(shí)驗(yàn)觀察到，在低鉀灌注離體心臟模型中，再灌注早期采用低鈣灌注液顯著減輕心功能損傷，提示鈣超載是低鉀灌注中心臟缺血再灌注損傷的重要原因;首次觀察L型鈣通道阻斷劑硝苯地平的心肌作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，硝苯地平進(jìn)一步抬高缺血再灌注后LVEDP，提示硝苯地平影響低鉀灌注心肌的舒張功能。

圖1 再灌注早期Control組、Low Ca2+組和Nifedipine組的心功能變化

圖2 再灌注早期Control組Low Ca2+組和Nifedipine處理對(duì)心功能的影響

心肌鈣穩(wěn)態(tài)由L型鈣通道、質(zhì)膜鈉鈣交換體、質(zhì)膜鈣泵、肌漿網(wǎng)膜鈣釋放通道(ryanodine受體)、肌漿網(wǎng)膜鈣泵等多分子共同調(diào)節(jié)。課題組之前觀察到，質(zhì)膜鈉鈣交換體反向交換模式抑制劑KBR7943可拮抗低鉀狀態(tài)下缺血再灌注心肌損傷［2－3］;本實(shí)驗(yàn)也觀察到，再灌注早期采用低鈣液灌注將顯著保護(hù)心功能，這些結(jié)果一致提示，鈣超載是低鉀狀態(tài)下心肌損傷的重要原因。L型鈣通道是細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流的主要介質(zhì)，理論推測(cè)阻斷L型鈣通道將保護(hù)心功能。然而給予其阻斷劑硝苯地平后，心臟舒張功能卻進(jìn)一步惡化，因此L型鈣通道在低鉀狀態(tài)下心肌缺血再灌注損傷中的作用仍需明確。

L型鈣通道蛋白是由孔道形成亞單位(α1)與調(diào)節(jié)亞單位(α2、β、δ和γ)組成的異源寡聚體，目前已有的阻斷劑包括二氫吡啶類，如，硝苯地平，苯并硫氮雜類，如，地爾硫卓和苯基烷基胺類生物堿，如，維拉帕米三類化合物［7］。藥物作用機(jī)制研究表明，α1亞單位是三類藥物作用的共同靶點(diǎn)［7］。本實(shí)驗(yàn)觀察到，二氫吡啶類藥物硝苯地平顯著影響缺血再灌注心肌的舒張功能，那么其他鈣通道相關(guān)藥物是否存在類似的心肌作用有待進(jìn)一步明確。

心肌的舒張過程主要依賴于肌漿網(wǎng)鈣泵、質(zhì)膜鈉鈣交換體等分子對(duì)舒張期鈣水平的調(diào)節(jié)［8］。本實(shí)驗(yàn)觀察到，硝苯地平惡化低鉀灌注心臟缺血再灌注后舒張功能，提示改變肌漿網(wǎng)鈣泵、質(zhì)膜鈉鈣交換體活性可能是硝苯地平惡化心臟舒張功能的重要原因。長期以來，硝苯地平臨床應(yīng)用是否增加心血管事件一直存在爭議［9－10］，本研究結(jié)果支持硝苯地平增加心血管事件這一觀點(diǎn)，而惡化心臟舒張功可能是重要原因。

總之，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硝苯地平惡化低鉀灌注心肌缺血再灌注后舒張功能，深入闡明其作用機(jī)制可為臨床用藥提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

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