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本研究分为二部分:
第一部分:不同浓度的七氟烷缺血后处理(IPO)对离体大鼠心肌保护作用的研究
目的:采用Langendorff大鼠离体心脏灌注模型,观察不同浓度七氟烷缺血后处理(IPO)对大鼠心肌的保护作用。
方法:50只雄性SD大鼠,体重270g-300g,随机分为5组,每组10只。5组分别为:Control组(空白对照,不加任何干扰因素)、ISCH组(心肌缺血未行保护措施)、IPO-1组(心肌缺血+1%七氟烷缺血后处理)、IP0-2组(心肌缺血+2%七氟烷缺血后处理)、IPO.3组(心肌缺血+4%七氟烷缺血后处理)。腹腔内注射2.5%戊巴比妥钠(50mg/kg)和肝素(10U/g)施行麻醉和抗凝后,开胸,取下心脏放入4℃改良Krebs-Henseleit(K-H)液中,主动脉插管悬挂心脏于Langendorff灌流装置上,用K-H缓冲液行主动脉灌流(灌注压为90mmHg)。连接压力换能器至Biopac5100生物信息采集系统,以AcqKnowledge4.0软件实时观察并分析左室发展压(LVDP)、左室舒张末压(LVEDP)、左心室压力上升变化最大速率(±dP/dtmax)、心率(HR)。分别记录平衡20min、复灌15min和60min的冠脉流量(CF),并收集保存心肌灌注流出液。Control组以K-H缓冲液持续灌注自主跳动的心脏,不行缺血处理。其余各组均以K-H缓冲液灌注20min,以达平衡(baseline)。ISCH组停止灌注30min以造成全心缺血(globalischemia30min),然后复灌60min。IPO-1组、IP0-2组和IPO-3组全心缺血30min后,分别在复灌起始给予七氟烷0.5MAC(1.0vol%)、1.0MAC(2.0vol%)和2.0MAC(4.0vol%)15min施行缺血后处理,缺血后处理后继续复灌45min。所有各组在复灌(复灌60min)结束后,心脏以2,3,5-氯三苯四唑(TTC)染色法染色,以ImageJ1.37行图像分析,梗死面积由心室总坏死区占心室总切片区的百分数来界定。同时取左心室组织进行石蜡包埋、切片,标本行HE、PTH和TUNEL染色,观察心肌组织结构和计算凋亡指数(AI)。分别测定心脏灌流平衡20min,复灌15min和60min时的心脏流出液中肌钙蛋白I(cTnl)的浓度。
结果:1、各组血流动力学基础值之间无明显差异(P>0.05)。Contral组LVDP、LVEDP、+dp/dt、和HR在复灌60min时有降低趋势,但均无统计学意义(P>0.05)。2、LVDP的变化:ISCH组和IPO各组在复灌60min时较基础值均有下降趋势,但无统计学意义(P>0.05)。3、LVEDP的变化:ISCH组在复灌15min和60min时较基础值明显升高(P<0.05),而IPO各组虽较基础值有所升高,但均无统计学意义(P>0.05)。3、+dp/dt的变化:ISCH组在复灌60min时较基础值明显降低(P<0.05),而IPO各组虽较基础值有所降低,但均无统计学意义(P>0.05)。4、-dp/dt的变化:ISCH组和IPO-1组在复灌60nun时较基础值明显降低(P<0.05),而IPO其它各组虽较基础值有所降低,但均无统计学意义(P>0.05)。5、HR的变化:ISCH组和IPO-1组在复灌60min时较基础值明显降低(P<0.05),而IPO其它各组虽较基础值有所降低,但均无统计学意义(P>0.05)。6、CF的变化:Contral组随着灌注时间的延长、ISCH组和IPO各组随着复灌时间的延长CF值进行性减少。ISCH组和IPO-1组在复灌15min时CF的减少即有统计学意义(P<0.05),复灌60min时所有各组CF的减少均有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。尤以ISCH组的减少最为明显,较基础值下降了42%。7、cTnI的变化:Contral组随着灌注时间的延长、ISCH组和IPO各组随着复灌时间的延长,心脏灌注流出液cTnl呈升高趋势。ISCH组、IPO-1组和IP0-2组cTnl的峰值在复灌15min,其中ISCH组和IPO-1组的升高统计学有非常显著差异(P<0.01),至复灌60min,该两组cTnl的升高仍有统计学意义(P<0.05)。组间比较,复灌15minISCH组和IPO-1组cTnl的升高较Contral组有统计学意义(P<0.05);各IPO组复灌15min心脏灌注流出液的cTnl值虽低于ISCH组,但无统计学差异(P>0.05)。8、梗死区的变化:Control组未见明显的梗死区,而ISCH组和IPO-1组的TTC染色均显示出明显的的梗死区(P<0.05)。各IPO组较ISCH组梗死区面积的百分比显著降低(P<0.05),其中以IPO-2组降低最为明显(P<0.01)。IPO各组中,梗死区面积的百分比的顺序为:IPO-1组>IP0-3组>IP0-2组。9、AI的变化:AI呈现较为规则的变化,即ISCH组和IPO各组均明显高于Control组(P<0.05),而各IPO组又明显低于ISCH组(P<0.01)。IPO各组中,尤以IP0-2组AI值降低最为显著(P<0.01)。IPO各组中,AI的顺序为:IPO-1组>IP0-3组>IPO-2组。
结论:不同浓度的七氟烷缺血后处理对离体大鼠心肌均具有保护作用;其保护作用的程度存在差异。与0.5MAC和2MAC浓度的七氟烷相比,1MAC(2vol%)浓度的七氟烷缺血后处理心肌保护作用最佳。
第二部分:七氟烷缺血后处理对体外循环下行冠状动脉旁路移植术病人的心肌保护作用的研究
目的:观察1.OMAC七氟烷缺血后处理(IPO)对体外循环(CPB)下行冠状动脉旁路移植术(CABG)病人的心肌保护作用。
方法:选择体外循环下行CABG的病人40例,以随机、对照、盲法分为对照组和后处理组,每组20例。采用全凭静脉麻醉。对照组常规麻醉,未给予任何保护措施。后处理组于主动脉开放即刻从体外循环机中吸入1.OMAC (2vol%)的七氟烷,持续15分钟。观察围术期血流动力学,心肌组织形态学,心肌酶学及肌钙蛋白含量的变化。
结果:所有入选病例均顺利完成试验,未见明显不良反应,均康复出院。两组病人围术期一般资料和血流动力学参数差异不显著(P>0. 05 )。复灌6h和术后24h血浆CK, CK-MB, LDH和TnI显著升高,以复灌6h升高最明显(P<0. 05)0心肌组织形态学组间比较:后处理组与对照组基础心肌组织病变无明显差异,但是后处理组在行七氟烷处理后较对照组心肌病变轻微;组内比较:后处理组体外循环前后心肌组织病理改变不明显,而对照组体外循环后心肌组织病变明显加重。
结论:体外循环下行冠状动脉旁路移植术的病人应用1.OMAC的七氟烷进行缺血后处理是安全的,而且具有一定的心肌保护作用。