不同濃度七氟醚預處理對小鼠心肌缺血/再灌注損傷后血漿脂聯(lián)素水平的影響

張琛琳,翟津津,王春暉,劉小霞,劉少凱,張彥清

(1山西醫(yī)科大學麻醉學院麻醉教研室,太原 030001;2山西醫(yī)科大學第一醫(yī)院麻醉科;*通訊作者,E-mail:sxtyzyq@sina.com)

隨著人口老齡化日漸加重,急性心肌梗死的發(fā)病率逐年增加。盡早恢復缺血區(qū)的血流灌注是治療的首要目標,然而再灌注會對心肌造成進一步損傷[1]。因此,如何減輕心肌缺血/再灌注(MI/R)損傷成為臨床研究的一個重點。目前,揮發(fā)性麻醉劑七氟醚已被證明可以減輕MI/R損傷[2]。陳洪濤等[3]發(fā)現(xiàn)七氟醚的心臟保護作用與其吸入濃度有關。此外,脂聯(lián)素(APN)是一種主要由脂肪組織分泌的細胞因子。研究表明,脂聯(lián)素具有心臟保護作用,血液中的高脂聯(lián)素濃度降低了心肌梗死發(fā)生的風險[4,5]。本課題組前期實驗已經證明,七氟醚預處理對MI/R的保護作用可能與其增加血漿脂聯(lián)素濃度有關[6]。但是,不同濃度七氟醚預處理是否會影響機體脂聯(lián)素水平,目前尚未闡明。本研究擬通過動物實驗,探究不同濃度七氟醚預處理對小鼠MI/R損傷后血漿脂聯(lián)素水平的影響,以期為七氟醚的臨床應用提供理論支持。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

健康成年SPF級雄性C57小鼠60只,鼠齡8-10周齡,體質量20-25 g,購自山西醫(yī)科大學動物實驗中心【許可證號SCXK(晉)2015-0001】。所有小鼠實驗前禁食6 h,不禁水。本實驗經動物醫(yī)學倫理學委員會審核通過。

1.2 主要試劑與儀器

七氟醚(國字準藥H20070172,上海恒瑞醫(yī)藥有限公司);伊文思藍(E713BA0028,上海生工生物工程有限公司);2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)(E614BA0011,上海生工生物工程有限公司);小鼠脂聯(lián)素酶聯(lián)免疫雙抗夾心法試劑盒(EK0596,武漢博士德生物工程有限公司);Harvard小動物呼吸機(美國Harvard公司);酶標儀(美國Bio-Rad公司)。

1.3 動物分組與處理

將60只C57野生型小鼠隨機分為5組,每組12只:空白對照組(control)、1%七氟醚預處理組、2%七氟醚預處理組、3%七氟醚預處理組、4%七氟醚預處理組。每組分別按不同時間點(0,6,12,24 h)分為4個不同小組,每組3只。

空白對照(control)組:將單只小鼠放入麻醉誘導箱中,按照2 L/min的體積流量通入氧氣75 min。七氟醚預處理組:將單只小鼠放入麻醉誘導箱中,按照2 L/min的體積流量分別通入不同濃度(1%,2%,3%,4%)的七氟醚與氧氣的混合氣體10 min后,通入純氧,15 min后換回混合氣體,如此循環(huán)3次。預處理結束后,立即建立MI/R模型。

1.4 MI/R模型建立

參考文獻[7]制備小鼠心肌MI/R模型。小鼠腹腔注射戊巴比妥鈉,待小鼠不能自主翻身,將其頭及四肢固定于實驗臺,直視下氣管插管,連接呼吸機,于小鼠左側第四、五肋間水平縱切1 cm切口,分離開胸大肌、胸小肌等結構,暴露心臟,在左心耳下方約2 mm處穿線,結扎冠狀動脈左前降支主干。若看到左室前壁及心尖變白,表明結扎位置正確。缺血30 min后松開結扎線,關胸,模型建立完畢。通過伊文思藍/2,3,5-氯化三苯基四氮唑(Evans Blue-TTC)染色證明建模成功。

1.5 血漿脂聯(lián)素水平檢測

再灌注后各小組分別于0,6,12,24 h由頸總動脈采血0.5 ml,4 ℃、3 000 r/min離心10 min后,取上清,嚴格按照試劑盒說明測定脂聯(lián)素水平。

1.6 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 MI/R小鼠心肌伊文思藍-TTC染色

MI/R建模24 h后,對小鼠心肌行伊文思藍-TTC染色,觀察到非缺血區(qū)呈藍色,缺血區(qū)內的非梗死區(qū)呈紅色,而梗死區(qū)呈灰白色(見圖1),證明建模成功。

藍色代表正常血運區(qū),紅色代表缺血區(qū),白色代表梗死區(qū)圖1 MI/R小鼠心肌伊文思藍-TTC染色Figure 1 Evans blue TTC staining of myocardium in MI/R mice

2.2 各組小鼠血漿脂聯(lián)素濃度比較

再灌注0 h后,與空白對照組相比,各濃度七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05,見圖2)。再灌注6 h后,與空白對照組相比,1%七氟醚預處理組、2%七氟醚預處理組、3%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著增加,而4%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);與1%七氟醚預處理組相比,2%七氟醚預處理組、3%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),4%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05,見圖2)。再灌注12 h后,與空白對照組相比,1%七氟醚預處理組、3%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著增加,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),而2%七氟醚預處理組、4%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);與1%七氟醚預處理組相比,2%七氟醚預處理組、3%七氟醚預處理組、4%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05,見圖2)。再灌注24 h后,與空白對照組相比,1%七氟醚預處理組、2%七氟醚預處理組、3%七氟醚預處理組組血漿脂聯(lián)素水平顯著增加,而4%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);與1%七氟醚預處理組相比,2%七氟醚預處理組、3%七氟醚預處理組、4%七氟醚預處理組血漿脂聯(lián)素水平顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05,見圖2)。

與control組相比,*P<0.05;與1%七氟醚預處理組相比,#P<0.05圖2 各組小鼠血漿脂聯(lián)素濃度比較Figure 2 Comparison of plasma adiponectin level between groups

3 討論

急性心肌梗死是一種臨床上常見的心血管疾病,然而通過血管再通恢復血運后可導致MI/R損傷。MI/R損傷的病理生理過程受到多種機制的調控,但到目前為止,臨床上仍缺乏可顯著減輕MI/R損傷的方法[8]。

術中應用具有心肌保護作用的麻醉藥物,是一種簡單便捷的方法。許多研究表明,揮發(fā)性麻醉劑如七氟醚、異氟醚和地氟醚都具有心臟保護作用[9-12]。七氟醚作為一種新型揮發(fā)性麻醉劑,其血/氣分配系數(shù)較低,麻醉誘導過程平穩(wěn)、快速,安全性強,因此被廣泛應用于臨床。陳洪濤等[3]發(fā)現(xiàn)與1%的七氟醚相比,2%-4%的七氟醚后處理改善了I/R后心肌的收縮和舒張功能,減少心肌梗死面積,說明適宜的麻醉濃度是產生心肌保護作用的關鍵。然而,既往研究對于七氟醚的心肌保護作用是否具有濃度依賴性尚存在爭議[13-16]。Obal等[13]發(fā)現(xiàn)1.0MAC(2.4%)的七氟醚對大鼠有最大的心肌保護作用;Wang等[14]認為,與0.75MAC比較,1.0MAC(2%)和1.5MAC的七氟醚對行冠狀動脈旁路移植術的患者具有明顯的心肌保護作用;而郭圣東等[15]和陽子華等[16]則認為2%濃度七氟烷預處理或后處理產生的心肌保護作用優(yōu)于1%和3%濃度。因此,探究七氟醚產生心肌保護作用的最佳濃度意義重大。

此外,大量動物實驗表明,脂聯(lián)素可顯著保護心臟免受I/R損傷[17,18],血漿中總脂聯(lián)素水平與急性心肌梗死風險呈負相關[19]。本課題組前期實驗證明,七氟醚預處理對MI/R的保護作用可能與其增加血漿脂聯(lián)素濃度有關[6]。但是,不同濃度七氟醚預處理的心臟保護作用與脂聯(lián)素水平是否具有相關性,目前尚未闡明。因此,我們擬通過動物實驗探究不同濃度七氟醚預處理是否會影響小鼠MI/R損傷后的血漿脂聯(lián)素水平。結果表明,再灌注后低濃度(1%-3%)七氟醚預處理可顯著增加小鼠血漿脂聯(lián)素水平,而高濃度(4%)七氟醚預處理則會顯著降低血漿脂聯(lián)素水平,且1%的七氟醚預處理可產生最大濃度的脂聯(lián)素,或許可以發(fā)揮最佳的心臟保護作用。

此外,研究發(fā)現(xiàn),血漿脂聯(lián)素的濃度變化也與再灌注時長有關[20]。Lau等[20]認為,再灌注后3 h,血漿脂聯(lián)素水平開始下降(再灌注后24 h達到最低點),再灌注后7 d恢復到未行MI/R的對照組水平。本研究也觀察到相同趨勢,在24 h內,隨著再灌注的時間增加,血漿脂聯(lián)素水平逐步降低。

本研究中發(fā)現(xiàn),七氟醚預處理可增加小鼠脂聯(lián)素水平的有效范圍較窄,而高濃度七氟醚反而會降低機體脂聯(lián)素濃度,可能對心肌產生負面影響,這提示七氟醚的心肌保護機制是復雜的,在臨床工作中應注意恰當?shù)匕l(fā)揮七氟醚的保護作用。本實驗樣本量較少,這可能會影響實驗結果。此外,不同的七氟醚處理時間、處理方式對脂聯(lián)素水平以及心肌保護作用的影響仍有待后續(xù)實驗闡明。

總之,本實驗發(fā)現(xiàn),低濃度七氟醚預處理(1%-3%)可增加小鼠心肌缺血/再灌注損傷后的血漿脂聯(lián)素濃度,而高濃度七氟醚預處理(4%)則相反,這種改變可能與七氟醚的心肌保護作用有關。這一發(fā)現(xiàn)有望為臨床使用七氟醚改善MI/R損傷提供理論基礎。