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随着冠脉搭桥术、溶栓疗法以及心脏外科体外循环术等方法在临床工作中的广泛开展,心肌缺血再灌注损伤成为亟待解决的问题。PGE1具有抑制血小板聚集、血栓素A2生成、动脉粥样硬化、脂质斑块及免疫复合物形成的作用。PGE1能扩张外周血管和冠状血管,降低外周阻力和血压,有保护缺血性心肌,缩小心肌梗死面积等作用。导师组以往的研究已经证实,PGE1可以改善心肌细胞的超微结构变化和功能障碍,缩小心肌梗死范围,改善血流动力学,减轻再灌注心肌心律失常的发生,减轻缺血再灌注心肌细胞内钙超载,提高大鼠心肌抗氧化酶的水平,减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤时脂质过氧化程度,抑制细胞凋亡。然而,对PGE1预处理在离体大鼠心肌缺血再灌注损伤中PKC所介导的信号转导机制及其与HSP70之间的联系,尚未见报道。因此,本实验通过western-blot技术测定PKC的含量、免疫组化法测定HSP70的表达,探讨PKC信号转导通路在PGE1预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤中的保护作用,为PGE1作为药理性预适应的有效药物在防治心血管疾病方面的广泛应用提供理论依据。
目的:采用大鼠Langendorff离体灌流装置制备心肌缺血再灌注损伤模型,探讨PGE1预处理对大鼠缺血再灌注心肌PKC及HSP70的影响,以揭示PGE1预适应在心肌细胞内所介导的信号转导途径,进一步阐明其防治心肌缺血再灌注损伤的作用机制。
方法:实验共分为五组,每组8只大鼠,分别为正常对照组,缺血再灌注组和PGE1小、中、大剂量(14μg/L、42μg/L、126μg/L)预处理组:先用正常台式液平衡灌流15min,正常对照组继续用正常台式液灌流90min;缺血再灌注组用正常台式液灌流30min后停灌30min,然后再灌30min;各PGE1预处理组(14μtg/L、42μtg/L、126μg/L)以正常台式液平衡15min后换用含PGE1的正常台式液灌流30min,停灌30min,正常台式液再灌30min。HE染色制备病理切片,观察大鼠心肌纤维病理形态学变化;采用western-blot技术,半定量检测心肌细胞内PKC表达量的变化:采用免疫组化法测定HSP70的表达变化。结果应用SPSS17.0软件统计处理数据,以均数±标准差((x)±s)表示,组间比较采用单因素方差分析,检验水准α=0.05。
结果:
1心肌纤维形态学变化
光镜下观察,正常对照组心肌纤维完整,染色均匀,排列整齐紧密,形态规则,间质未见血管扩张和炎细胞浸润;缺血再灌注组大范围心肌纤维断裂、肿胀,结构紊乱,局部呈波纹状改变,间质血管可见明显扩张,有大量炎细胞浸润;PGE1各预处理组均有不同程度的改善,PGE1(14μg/L)预处理组心肌纤维肿胀、排列紊乱,间质仍有血管扩张和炎细胞浸润,程度较缺血再灌注组稍有减轻;PGE1(42μg/L)预处理组心肌纤维肿胀,但少有断裂,间质血管扩张不明显,有少量炎细胞浸润;PGE1.(126μtg/L)预处理组心肌纤维肿胀明显减轻,无断裂,偶见炎细胞浸润,形态近似于正常对照组。
2 PGE1预处理对大鼠缺血再灌注心肌PKC的影响
蛋白激酶C在缺血再灌注组的表达(0.383±0.013)较正常对照组(0.220±0.003)增加。与缺血再灌注组相比较,各剂量PGE1预处理组(14μg/L、42μg/L、1.26μg/L)的心肌组织PKC的表达量亦明显增加(P<0.05),分别为0.456±0.006、0.640±0.017、0.822±0.008,呈剂量依赖性(P<0.01)。各剂量PGE1预处理组之间相比有显著统计学意义(P<0.05)。
3 PGE1预处理对大鼠缺血再灌注心肌HSP70的影响
缺血再灌注组心肌组织HSP70的阳性表达为4.90±0.56,较正常对照组(2.36±0.18)明显增多(P<0.05)。各剂量PGE1预处理组(14μg/L、42μg/L、126μg/L)的心肌组织HSP70的表达量为7.18±0.29、11.15±0.23、16.88±0.34,与缺血再灌注组相比,表达量增加更明显(P<0.05),呈剂量依赖性(P<0.01)。各剂量PGE1预处理组(14μg/L、42μg/L、126μtg/L)两两比较,有显著统计学意义(P<0.05)。
结论:
1 PGE1预处理可以改善大鼠缺血再灌注心肌纤维形态学变化,有效减轻离体大鼠心肌缺血再灌注损伤。
2 PGE1预处理组PKC表达明显增多,提示PKC可能是PGE1预处理保护缺血再灌注心肌的重要信号转导途径之一。
3 HSP70在PGE1预处理组表达明显增多,提示HSP70是PGE1预处理发挥心肌保护作用的效应因子之一。