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研究背景: 创伤是我国城乡人群各种意外伤害的“第一杀手”。近年来有临床报道指出,创伤能够诱发心肌梗死和心功能障碍、细胞凋亡。实验研究证实发生机械性损伤后虽未休克,心肌细胞却发生了显著的凋亡,且损伤机制不清。近年,我国地震多发以及交通意外猛增,探讨创伤后心肌损伤机制以及防治策略具有重要意义。另一个值得关注的问题是,衰老已经成为我国人群心血管疾病发生率和死亡率增加的重要原因。衰老心肌抵御心肌损伤的能力显著减退,这也导致衰老个体在创伤后心肌损伤显著加重,探讨其中的信号机制将为临床救治提供重要的依据。晚期糖基化终产物(advanced glycation endproducts,AGEs)是蛋白质、脂质、核酸在非酶糖基化反应下,自发地与葡萄糖及其它还原糖反应产生稳定的具有活性的一类聚合物。近年发现AGEs可以急性产生且介导组织损伤。本课题组前期研究证实,抑制AGEs可有效改善心肌功能。此外,已有研究证实,创伤后可致血清 AGEs的水平增加引起组织损伤。然而,在衰老心肌中 AGEs与创伤后心肌损伤的关系尚未见报道。针对 AGEs进行干预能否改善衰老心肌的抗损伤能力亦不清楚。 实验目的: 1.探讨衰老个体创伤后心肌损伤加重的机制,尤其是AGEs在其中发挥的作用。 2.明确针对AGEs进行干预能否抑制衰老个体创伤后继发心肌损害。 实验方法: 以 C57雄性小鼠为实验对象,使用 Noble-Collip创伤仪制备小鼠创伤模型。将成年C57小鼠(2月龄18只)和老年C57小鼠(20月龄18只)随机分为:非创伤组、创伤组、创伤干预组。采用彩色多普勒超声诊断仪检测左室射血分数和左室短轴缩短率。取心肌组织检测磷酸化的AMP蛋白激酶(pAMPK)、AMP蛋白激酶(AMPK)、p16和p53蛋白表达。用ELISA方法检测可溶性晚期糖基化终产物受体(sRAGE)和羧甲基赖氨酸(CML)、甲基乙二醛的水平。 实验结果: 1.老年小鼠创伤后心肌损伤变化:与成年组相比,20月龄老年组小鼠心肌中衰老蛋白标志物p16和p53显著增加(P<0.05)。衰老小鼠在创伤后7天检测心肌功能左室射血分数(EF)和左室短轴缩短率(FS)显著减低(均 P<0.01)。 2.创伤对MG、CML和p-AMPK、AMPK的影响:检测成年及老年小鼠血清发现,老年小鼠循环水平的MG显著上调(P<0.05),与成年组创伤后相比,老年小鼠血清中的以羧甲基赖氨酸(carboxymethyllsine,CML)为代表的AGEs物质显著增加(P<0.05),发现创伤可以促进 MG向 CML转化,在成年小鼠创伤后1小时 CML达到高峰,随后开始下降,由于存在大量的MG为前体物质,老年小鼠的CML始终保持高水平并不下降。创伤后7天AMPK活性检测发现与成年组创伤后相比,老年小鼠心肌AMPK磷酸化显著减退(P<0.05)。 3. sRAGE治疗抑制CML对创伤后衰老小鼠心功能的影响:给予sRAGE注射后,老年小鼠在创伤后的1-10小时CML水平显著降低(P<0.05),老年小鼠创伤后心肌AMPK磷酸化水平显著提高(P<0.05),老年小鼠创伤后心脏功能,EF和FS值显著提高(P<0.05)。 4. CML对成年创伤后小鼠心肌损伤程度的影响:给予成年小鼠注射甲基乙二醛(MG),与成年组血清中CML水平(12.23±0.31)ng/ml相比,创伤1 h后血清中CML水平(13.63±0.32)ng/ml增高(P<0.05)并持续维持高水平,7天后心肌中p-AMPK显著降低(P<0.05),心肌EF和FS显著减小(P<0.05),表现出与老年个体相似的损伤加重。 结论: 1.老年小鼠基础状态下存在较高水平的MG,导致其在遭受创伤后产生高水平的AGEs,并长时间维持。由于CML对心肌的损伤作用,导致心肌保护性激酶AMPK的失活,最终导致心肌损伤。 2.针对该机制,对老年个体创伤后即刻给予sRAGE治疗,可有效降低AGEs的危害,有效保护AMPK活性,改善心肌功能,有效抑制创伤后继发心肌损伤。针对MG-AGEs系统进行干预,可能是提高老年个体临床救治的有效靶点之一。