目的:目前,心肌缺血再灌注损伤是影响急性心肌梗死等急性心肌缺血性疾病预后的重要因素,全球范围内皆是如此,该问题受到了国内外越来越多的临床医师的重视,亦有越来越多的科研人员对此进行了相关研究。心肌缺血后适应,第一次由Zhao等人于2003年报道,并且已有大量实验证实,具有可以缩小心肌梗死范围,缓解内皮细胞的损伤,消除再灌注心律失常,重建心肌代谢,修复心肌舒缩功能,预防心肌顿抑,消除心肌超微结构损伤,抵御心肌细胞凋亡等心肌保护作用,广泛的应用于临床。本研究,利用代谢组学研究平台,建立心肌缺血后适应与心肌缺血直接再灌注代谢轮廓与疾病区分模型,并探寻于不同时间点与心肌缺血后适应心肌保护作用高度相关的代谢产物与代谢通路,以期能为疾病的后续治疗、改善患者预后提供新的靶点,为研究者提供新的思路与方向。方法:10-12周(体重300±25g)Sprague-Dawlay雄性大鼠60只,按照随机数字表的方法,分为10组,每个分组有6只,分组为缺血后适应术后2小时组、缺血后适应术后48小时组、缺血后适应术后2周组,直接再灌注术后2小时组、直接再灌注术后48小时组、直接再灌注术后2周组,急性心肌梗死2小时组、急性心肌梗死48小时组、急性心肌梗死2周组,空白对照组。入组动物进行开胸手术,采用“垫扎球囊法”控制大鼠心脏左冠状动脉前降支的开通与闭塞,以达到控制心肌的缺血与再灌注的目的。其中,缺血后适应组先进行缺血操作,缺血时长30分钟,之后以10s/10s*6的原则实施缺血后适应;直接再灌注组在缺血30分钟后直接开通冠状动脉进行再灌注;急性心肌梗塞组在同一位置穿线结扎。于所有实验动物手术过程中检测心电图变化。上述前三组实验动物,均于术后2小时、2天、2周处死6只动物,测量心输出量以及心率,取血液标本做代谢组学研究,鉴定特征性代谢产物,分析相关通路权重。为了从血浆样本中分析出特征代谢产物,在此,我们采用Accela超高效液相色谱与质谱联用技术。利用Mzmine 2.0数据分析系统对所得数据进行整合和分析,筛选差异性代谢物。将数据导入SIMCA-P+12.0.1.0系统进行模式识别,构建主成分分析(PCA)模型,并在此基础上,进行正交偏最小二乘判别分析(OLPS-DA)模型的建造。利用非参数检验方法进行统计学分析,利用HMDB数据库进行特征代谢产物鉴定,利用Metaboanalyst 3.0数据库筛查相关代谢通路,探讨代谢通路在轮廓中所占的比重,以确定相关通路中参与的特征性代谢产物作用的大小,从而进一步确定和寻找与心肌缺血后适应的心肌保护效应相关的特征性代谢产物。结果:本研究,成功构建了大鼠心肌缺血后适应模型与心肌缺血再灌注模型,并利用动物实验相关手段与临床手段进行了实时的检测,使动物模型构建成功与构建方法的稳定性得到了保障。动物模型构建手术过程中,利用心电图监测动物的心电活动,实验动物于缺血过程中出现了明显的ST段抬高,为典型的心肌缺血甚至心肌梗死的表现。随着冠状动脉重新开放,ST段出现恢复态势,表明冠脉血运的重建。对血浆样本进行代谢组学分析,成功构建了大鼠血浆代谢轮廓,鉴定出与缺血后适应心肌保护效应相关的不同时间段的特征性代谢产物,共筛选出4种代谢产物于术后2d时间段,即溶血磷脂酰胆碱类物质LysoPC(16:0),糖酐衍生物(3b,9R)-5-Megastigmene-3,9-diol9-[apiosyl-(1->6)-glucoside],孕烷三醇Pregnanetriol,m/z=340.334;9种于术后2w时间段,即LysoPC(16:0)、LysoPC(18:2(9Z,12Z))、LysoPC(P-16:0),山嵛酸Behenic acid,Pregnanetriol,磷酸二羟丙酮衍生物DHAP(18:0e),(3b,9R)-5-Megastigmene-3,9-diol 9-[apiosyl-(1->6)-glucoside],以及另外两种未鉴定出物质,m/z分别为340.334,508.363;术后2h时间段未筛查出差异性代谢产物。通过分析上述代谢产物,筛查代谢通道,发现代谢产物主要参与甘油磷脂代谢通道与不饱和脂肪酸的生物合成。结论:心肌缺血后适应是指通过在重建心肌血供的初期多次阻塞、再灌注从而获得心肌保护效应的一种手段。本研究利用动物实验模拟了心肌缺血后适应与心肌缺血再灌注两种情况,利用代谢组学研究平台,筛选出不同时间段与心肌缺血后适应的心肌保护效应高度相关的代谢产物,并筛选出与之相关的代谢通路,从代谢组学的角度阐述了心肌缺血后适应的心肌保护效应的机理,为临床医师和研究者提供了新的治疗靶点和研究方向。