羥丁酸鈉對(duì)離體大鼠缺血再灌注損傷心肌的影響

于冬梅，張 倩，周 錦，曹惠鵑，張鐵錚*

0 引言

缺血/再灌注(Ischemia reperfusion，IR)?？烧T發(fā)心律失常、心肌抑制、心肌梗死和血管功能障礙。由自由基引發(fā)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)是其重要的發(fā)生機(jī)制。8-異前列腺素能準(zhǔn)確地評(píng)估氧化應(yīng)激狀態(tài)，是可靠的脂質(zhì)過(guò)氧化標(biāo)志物[1-2]。羥丁酸鈉是一種非巴比妥類靜脈麻醉藥，因其對(duì)呼吸系統(tǒng)抑制小，且對(duì)心血管系統(tǒng)有輕度的興奮作用，所以可用于危重患者和心血管手術(shù)的麻醉，但是這類患者是發(fā)生圍術(shù)期心肌缺血的高危人群。有研究表明，羥丁酸鈉能抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)[3-5]，減輕腦缺血再灌注損傷[6-8]，但是對(duì)于心肌缺血再灌注損傷的研究較少，因此,本研究擬通過(guò)觀察羥丁酸鈉對(duì)大鼠離體心肌缺血再灌注心肌8-異前列腺素的影響，評(píng)價(jià)其對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化的作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 24只成年Wistar大鼠(沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供)，雌雄均有，體重240～300 g，隨機(jī)分為心肌缺血再灌注(IR)組、1 mmol/L羥丁酸鈉(RL)組、2.5 mmol/L羥丁酸鈉(RM)組和10 mmol/L羥丁酸鈉(RH)組，每組6只。

1.2 模型制備及分組處理 用10%水合氯醛(0.35 mL/100 g)、肝素1 000 U/kg腹腔注射，將大鼠麻醉和抗凝后，在無(wú)菌條件下摘取心臟，于0～4 ℃ Kerbs-H (K-H)液內(nèi)迅速進(jìn)行主動(dòng)脈插管并連接Langendorff逆灌裝置(2 min內(nèi))。K-H液(mmol/L)成分：NaCl 118、KCl 4.7、CaCl22.5、KH2PO41.2、MgSO41.2、NaHCO325、葡萄糖 11。以95%O2和5%CO2飽和的K-H液行恒溫[(37±0.2) ℃]、恒壓(90 cm H2O)灌注10 min，四組應(yīng)用K-H液，含1 mmol/L、2.5 mmol/L和10 mmol/L羥丁酸鈉的K-H液分別灌注10 min，然后夾閉主動(dòng)脈，全心停止灌注25 min，再灌注30 min。

1.3 標(biāo)本采集和測(cè)定 用全自動(dòng)免疫分析儀檢測(cè)冠脈流出液的乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase，LDH)活性；灌注末取心尖部心肌組織，按照1∶9的比例加入生理鹽水制成10%心肌組織勻漿。按照試劑盒說(shuō)明書(shū)采用ELISA法檢測(cè)心肌組織8-異前列腺素含量；黃嘌呤氧化酶法測(cè)定心肌組織超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)含量；2.5%戊二醛固定左心室心肌組織，生理鹽水沖洗后，硝酸蘭固定，磷酸鹽緩沖液漂染，餓酸固定，逐級(jí)脫水、浸透、包埋、切片，并經(jīng)枸櫞酸鉛、醋酸鈾雙染，透射電鏡下觀察心肌組織超微形態(tài)學(xué)改變。

2 結(jié)果

2.1 大鼠冠脈流出液LDH、心肌組織8-異前列腺素和SOD的變化 與IR組比較，RL組8-異前列腺素、LDH和SOD差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；RM組8-異前列腺素和SOD差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，LDH含量明顯降低(P<0.05)；RH組8-異前列腺素及LDH明顯升高(P<0.05)，SOD差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 各組大鼠8-異前列腺素、SOD及LDH含量變化(n=6)

2.2 心肌超微結(jié)構(gòu)變化 IR組和RL組部分肌絲溶解，線粒體嵴減少，細(xì)胞水腫，外膜破損；RM組心肌纖維排列不夠規(guī)則，肌絲部分間隙增寬，部分線粒體嵴減少；RH組心肌纖維排列紊亂，肌絲溶解，細(xì)胞核形不規(guī)則，線粒體嵴減少，外膜破損及空泡樣變。見(jiàn)圖1。

圖1 心肌組織電鏡觀察結(jié)果(×4 000)

3 討論

羥丁酸鈉具有毒性低、對(duì)呼吸和循環(huán)影響小的優(yōu)點(diǎn)，可用于麻醉的誘導(dǎo)和維持。由于羥丁酸鈉的作用時(shí)間較長(zhǎng)，近年來(lái)在麻醉方面的應(yīng)用有所減少，但是其在心血管麻醉的應(yīng)用價(jià)值不可忽視。羥丁酸鈉能維持冠狀動(dòng)脈疾病患者穩(wěn)定的血流動(dòng)力學(xué)，即使是左室功能損害嚴(yán)重的冠脈搭橋患者，以羥丁酸鈉麻醉誘導(dǎo)，平均動(dòng)脈壓的下降也只<10%，而且不影響心率和心室充盈壓。羥丁酸鈉復(fù)合芬太尼用于冠脈搭橋手術(shù)，不僅能提供充分的鎮(zhèn)靜和遺忘作用，還能增強(qiáng)芬太尼的鎮(zhèn)痛效應(yīng)，有利于維持心肌的氧供需平衡，避免加重心肌缺血[9]，因此，冠脈搭橋患者應(yīng)用羥丁酸鈉麻醉是有益的。由于羥丁酸鈉能自由通過(guò)血腦屏障，在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與中樞神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸(GABA)相似，所以能產(chǎn)生擬GABA樣的作用，調(diào)節(jié)多巴胺、去甲腎上腺素、阿片樣物質(zhì)等神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，通過(guò)興奮中樞交感通路，升高平均動(dòng)脈壓和心率[10]。由于羥丁酸鈉的血藥濃度在0.5～1.5 mmol/L呈淺睡眠，1.5～2.5 mmol/L呈中等睡眠，>2.5 mmol/L呈深睡眠，本研究選擇了1、2.5、10 mmol/L用以模擬亞臨床濃度、臨床濃度和超臨床濃度。

氧化應(yīng)激是體內(nèi)氧化和抗氧化失衡的一種狀態(tài)，能激活炎癥反應(yīng)通路和損傷內(nèi)皮細(xì)胞，與心血管疾病過(guò)程密切相關(guān)[11-12]。有研究表明，自由基和非自由基活性產(chǎn)物是導(dǎo)致心肌缺血再灌注損傷的重要介質(zhì)[13]。雖然自由基在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、粘附、分化、凋亡等方面起重要的作用，但是當(dāng)大量生成而超過(guò)抗氧化系統(tǒng)的清除能力時(shí)，自由基可以與脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸、碳?xì)浠衔锏却蠓肿游镔|(zhì)發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)，尤其是細(xì)胞膜的多聚不飽和脂肪酸，一旦觸發(fā)即引起一系列的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞和器官損傷[14]。8-異前列腺素主要是自由基催化花生四烯酸生成的脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物。外界因素并不能影響只含有少量脂質(zhì)標(biāo)本的8-異前列腺素含量，且在37 ℃放置5 d其含量也未見(jiàn)改變，說(shuō)明其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。8-異前列腺素不僅是氧化損傷的標(biāo)志物，也是一種促進(jìn)氧化損傷的介質(zhì)，更能早期準(zhǔn)確評(píng)估氧化應(yīng)激狀態(tài)[15]。SOD能催化超氧陰離子轉(zhuǎn)化成氧氣和過(guò)氧化氫，是抗氧化損傷的第一道防線。本研究結(jié)果顯示，IR、RL和RM組8-異前列腺素和SOD含量差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示低、中濃度的羥丁酸鈉不能改善心肌缺血再灌注損傷引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)。而RM組的冠脈流出液LDH含量較IR 組明顯降低，心肌超微結(jié)構(gòu)的損傷也有所減輕，說(shuō)明RM組對(duì)缺血再灌注心肌有保護(hù)作用。眾所周知，阿片受體在心肌保護(hù)方面發(fā)揮著重要的作用。羥丁酸鈉能增加心肌強(qiáng)啡肽含量，激動(dòng)阿片受體，從而模擬缺血預(yù)處理，產(chǎn)生心肌保護(hù)作用。并且能降低鈣通道活性，抑制鈣內(nèi)流，因而抑制細(xì)胞內(nèi)鈣超載導(dǎo)致的心肌缺血再灌注損傷。另外，羥丁酸鈉也是一種能量底物，能減少細(xì)胞代謝，降低組織氧需[5]。本研究中RH組8-異前列腺素、LDH明顯高于IR組，心肌超微結(jié)構(gòu)損傷加重，表明10 mmol/L羥丁酸鈉促進(jìn)了心肌的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，并加重了缺血再灌注損傷。

綜上所述，臨床相關(guān)濃度的羥丁酸鈉能夠減輕心肌缺血再灌注損傷，具有較好的心肌保護(hù)作用，但是其保護(hù)機(jī)制與抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)、減少脂質(zhì)過(guò)氧化物的生成無(wú)關(guān)。而高于臨床濃度組則加重心肌缺血再灌注損傷，其機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

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