【目的】在体外循环中如何有效地进行心肌保护,防止或减轻心肌缺血再灌注损伤发生,仍然是心血管外科领域中一个极为重要而现实的问题。尽管体外循环时采用各种心肌保护措施,仍不能完全防止心肌缺血再灌注损伤。以往对体外循环中心肌保护的研究大多集中在心脏停搏期间如何减轻缺血,缺氧引起的损伤,而且也多局限于对心肌停搏液温度,成分的改变或给药方法,途径的改进等方面。近年来一些学者提出了内源性心肌保护的概念:缺血预处理及缺血后处理,为心肌缺血再灌注损伤的预防开拓了一个新的研究领域。本课题拟在犬体外循环模型上,研究缺血后处理对体外循环术后心肌细胞凋亡的影响,探讨再灌注损伤补救激酶(RISK)信号传导系统中Akt,ERK在心肌细胞凋亡过程调控机制中的作用,研究Bax/Bcl-2基因蛋白表达的差异,并比较缺血预处理与缺血后处理两者作用机制及效果的异同。本课题分两部分:第一部分:体外循环模型的建立及体外循环对心肌细胞凋亡的影响【方法】6只试验犬模拟人体外循环心脏直视手术的方法,采取不同的阻断时间以建立稳定的试验犬体外循环模型,通过免疫组化及Western-blot法检测RISK系统中Akt,ERK的变化,通过TUNEL法检测术前,阻断循环中及开放循环再灌注后心肌细胞凋亡指数的变化。【结果】采用阻断循环60min,再灌注90min可建立稳定的试验犬体外循环模型,并能满足试验要求。与术前相比,开放循环再灌注后试验犬心肌细胞内P-Akt,P-ERK蛋白明显增多(p＜0.05)。开放循环再灌注后心肌细胞凋亡指数较阻断循环前,阻断循环中明显增多。第二部分:缺血后处理对心肌细胞凋亡及RISK系统,Bcl-2/Bax基因表达的影响【方法】在建立稳定的试验犬体外循环模型基础上,20只试验犬随机分为对照组,缺血预处理组、缺血后处理组及缺血预处理+后处理组。(1)对照组:主动脉阻断60min,再灌注90min。(2)缺血预处理组:阻断主动脉之前,给予2min阻断/3min再灌注2个循环。(3)缺血后处理组:开放主动脉之前,给予开放30s/再阻断30s三个循环。(4)缺血预处理+后处理组:在阻断循环前后给予(2)、(3)组的处理。分别在开始体外循环之前,阻断循环过程中及开放循环再灌注90min时留取心肌标本,采用免疫组化及Western-blot法检测犬心肌细胞中Akt,ERK,Bcl-2及Bax蛋白的表达。采用TUNEL法检测心肌细胞的凋亡指数。【结果】与对照组相比,缺血预处理组、缺血后处理组及缺血预处理+后处理组体外循环后犬心肌细胞内P-Akt,P-ERK,Bcl-2蛋白表达升高,Bax下降(p＜0.05)。心肌细胞凋亡指数降低(p＜0.05)。但三组之间比较无统计学意义。【结论】1.体外循环可引起心肌细胞凋亡发生,而其引起的RISK激酶上调尚不足以完全抑制心肌细胞缺血再灌注损伤导致的心肌细胞凋亡发生。2.缺血后处理作为一种内源性心肌保护性因素,其心肌保护作用可能与RISK通路有关,从而影响凋亡相关基因Bcl-2/Bax的表达,减少体外循环中再灌注心肌细胞凋亡,起到心肌保护作用。3.缺血后处理与缺血预处理具有相同的抗心肌细胞凋亡作用,采用本试验方法未观察到两者的叠加作用。