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背景:目前治疗急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)最有效的方法为再灌注治疗,如溶栓、经皮冠状动脉介入术(percutaneous coronary intervention,PCI)和冠状动脉旁路移植术。但再灌注心律失常和再灌注心肌损伤(reperfusion injury,RI),包括心肌细胞凋亡坏死等,是限制再灌注治疗疗效甚或致死的重要因素。因此,如何预防和治疗心肌缺血再灌注(ischemia and reperfusion,IR)心律失常和损伤就成为治疗急性心肌梗死患者的重要任务之一。心脏交感神经过度激活是致心律失常的重要机制之一。心去交感神经支配,例如左侧星状神经节(left stellate ganglion,LSG)消融和肾交感神经消融可以显著降低心梗诱导的室性心律失常(ventricular arrhythemias,VAs)的发生和心源性猝死的风险。另外,交感神经可以调控组织炎症反应、氧化应激水平和钙超载,抑制交感过度激活可以显著减轻心梗和高血压患者炎症反应和氧化应激水平。炎症反应、氧化应激和钙超载是心肌IR损伤的经典机制,三者激活可进一步诱导心肌细胞过度自噬、心肌凋亡等损伤机制的级联放大,因此本实验拟通过抑制心脏交感神经过度激活,探讨其对心肌IR中室性心律失常和心肌损伤的影响,并探讨抑制交感神经过度激活是否可以调节IR中炎症反应、氧化应激、自噬和钙超载。阐明心肌IR损伤的机制,为减轻IR损伤提供新思路。Marshall韧带(the ligament of Marshall,LOM)起自冠状动脉窦,终止于左上肺静脉根部,可以分为近端、中段和远段(即LOM延申至左上肺静脉段,LOM that extends beyond the left superior pulmonary vein,LOMLSPV)。研究证实,Marshall韧带中自主神经分布不均匀,近端以副交感纤维为主,而LOMLSPV以交感纤维为主。近期我们课题组在氯化铯诱导的长Q-T模型中证实了消融LOMLSPV可以显著抑制心脏交感神经活性,并提出LOM是LSG支配心脏的重要神经通路之一。本研究将验证消融LOMLSPV对心脏交感活性的影响,并进一步探讨消融LOMLSPV对IR心律失常和心肌损伤的影响及机制。方法:1.犬IR室性心律失常:分组:34只成年雄性比格犬(8-13kg)随机分为IR组(n=11),LOM远段消融组(LOMLSPV denervation,LOMLSPVD,n=9)和LSG消融组(LSG denervation,LSGD,n=13)。方法:LOMLSPV行苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)染色和乙酰胆碱转移酶(Acetylcholine transferase,CHAT)染色。用Lab Chart(ADinstruments,上海,中国)记录各组基础状态和消融后心率变异性(heart rate variability,HRV),包括低频(low frequency,LF)(0.04-0.15)、高频(high frequency,HF)(0.15-0.5)和LF/LF。Lead 7000(四川,锦江)记录VAs,包括单发室性早搏早(Ventricular Premature Beat,VPB),成对室早(salvo of VPB,s-VPB),室性心动过速(Ventricular Tachycardia,VT),室性心动过速持续时间(ventricular Tachycardia Duration,VTD)和心室颤动(Ventricular Fibrillation,VF)。Elisa法检测血清中肾上腺素(Epinephrine,E)和去甲肾上腺素(noradrenaline,NE)水平。2.犬IR损伤:分题一:分组:将34只比格犬随机分为3组:假手术组(Sham Operate,SO组,n=6)、缺血再灌注组(I/R,n=15)和LOMLSPVD+I/R组(n=13)。方法:记录LOMLSPVD+I/R组消融前后HRV,检测心肌间质去甲肾上腺素(interstitial NE,i NE)水平,血清心肌损伤标记物[肌钙蛋白I(cardiac troponin,c Tn I)、肌酸激酶-MB(creatine kinase,CK-MB)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)],心肌梗死面积,心肌炎症因子表达[(高迁移率族蛋白1,high mobility group box 1,HMGB1)、白介素17A(interleukin-7A,IL-17A)和白介素1β(IL-1β)],心肌自噬水平(beclin-1、自噬标志蛋白LC3II/I),心肌凋亡水平[原位缺口末端转移酶标记法染色(terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated d UTP-biotin nick end labeling assay,TUNEL assay)]。分题二:分组:将23只成年雄性杂种犬随机分为三组:假手术组(Sham Operate,SO组,n=6)、缺血再灌注组(I/R,n=9)和LOMLSPVD+I/R组(n=8)。方法:检测血清心肌损伤标记物(c Tn I和CK-MB)、i NE、心肌组织氧化应激水平[超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-Aoc),丙二醛(malondialdehyde,MDA)],钙转运蛋白[兰尼碱受体2(Ryanodine receptor 2,Ry R2)、磷酸化钙/钙调素依赖性蛋白激酶II(Phosphorylated Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II,P-Ca MKII)和钠钙交换体(sodium/calcium exchanger,NCX)]、心肌凋亡水平[活化的半胱天冬酶-3(cleaved caspase-3)、B淋巴细胞瘤2(B cell lymphoma 2,Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)和TUNEL]。结果:1.犬心律失常:HE、CHAT和TH染色显示LOMLSPV富含交感纤维而非副交感纤维;IR可以显著增加交感神经活性(血清NE和E水平升高)、诱导VPB、s-VPB、VT、VF的发生;LOMLSPV和LSGD均可以降低基础状态交感活性(LF和LF/HF降低);再灌注后,与IR组比较,LOMLSPVD和LSGD均可以显著降低心脏交感神经活性[NE(LOMLSPVD+IR组为1.39±0.068 ng/ml,LSGD+IR组为1.29±0.081 ng/ml vs IR组为2.32±0.17 ng/ml,P<0.05)and E(LOMLSPVD+IR组为114.64±9.22 pg/ml,LSGD+IR组为112.60±9.69 pg/ml vs IR组为166.18 pg/ml±15.78 pg/ml,P<0.05)]和室性心律失常[室速(LOMLSPVD+IR组为0±3.00,LSGD+IR组为0±1.75,IR组为8.00±11.00,P<0.05)和室速持续时间(LOMLSPVD+IR组0±4 s,LSGD+IR组为0±0.88s in LSGD+IR group vs IR组为10.0±22.00s,P<0.05)]。2.心肌IR损伤:分题一:与SO组相比,IR组中交感活性显著增加,心肌炎症因子表达显著升高,心肌自噬水平和凋亡增加,心肌损伤加重。与IR组比较,LOMLSPV可以显著抑制造模前(LF:0.98±0.83 ms2 vs 3.20±1.43 ms2,P<0.05和LF/HF:0.32±0.10 vs 1.71±1.13,P<0.05)和造模后(i NE:2.56±0.95 ng/ml vs 4.46±1.21 ng/ml,P<0.05)交感神经活性,抑制炎症因子表达(HMGB1:16.17±2.13 ng/ml vs 20.75±3.37 ng/ml,IL-17A:445.10±67.63 ng/ml vs 700.27±132.95 ng/ml;IL-1β:157.26±20.53 ng/ml vs 269.74±53.32 ng/ml,all P<0.05),降低心肌自噬水平(Beclin-1:0.16±0.015 vs 0.235±0.014;LC3II/I:1.04±0.20 vs 2.26±0.25,P<0.05)和心肌凋亡(心肌凋亡指数:15.73±3.62 vs 22.20±4.58,P<0.05);分题二:与SO组比较,IR组中交感活性、氧化应激水平、钙转运蛋白表达和心肌心肌凋亡水平显著增加,抗氧化能力减弱。与IR组比较,LOMLSPV可以显著抑制交感神经活性(i NE:2.54±0.45 vs 4.48±0.69,P<0.05),减轻心肌损伤[c Tn I(228.88±20.79 ng/L vs 337.25±20.76 ng/L,P<0.05)和CK-MB(4.03±0.34 ng/ml vs 5.49±0.44 ng/ml,P<0.05)],降低心肌组织氧化应激水平(MDA表达:5.32±1.50 nmol/mgprot vs 10.82±1.52 nmol/mgprot,P<0.05),提高抗氧化能力(SOD:26.73±4.96 U/mgprot vs16.04±1.68 U/mgprot;T-Aoc(42.88±5.80 U/mgprot vs 16.54±3.75 U/mgprot,P<0.05)),减低钙转运蛋白表达和活化(Ry R2:0.38±0.044 vs 0.60±0.54;p-Ca MKII:0.65±0.14 vs 0.95±0.20;NCX:0.16±0.021 vs 0.25±0.033;P均<0.05),减轻心肌凋亡(cleaved-caspase-3:0.34±0.027 vs 0.42±0.027,Bcl-2/Bax:1.81±0.41vs 0.56±0.24;心肌凋亡指数:24%±5%vs 33%±6%,P<0.05)结论:1.我们的研究发现,LOMLSPVD可以通过抑制心脏交感活性和NE和E的表达减轻IR中室性心律失常的发生,且LOMLSPVD对心脏交感活性的影响与LSGD相似。2.LOMLSPVD是一种有效的抑制心脏交感活性的方法,可以显著减轻心肌IR损伤,其机制可能与抑制炎症反应、氧化应激、钙超载、过度自噬进而抑制细胞凋亡有关。