观察二氮嗪后处理对应激性高血糖(SHG)非糖尿病大鼠缺血/再灌注(I/R)心肌的保护作用,并探讨其可能机制。
方法按随机数字表法将60只健康雄性SD大鼠分为假手术(Sham)组、I/R组及低、中、高剂量二氮嗪后处理组(LIPO、MIPO、HIPO组),每组12只。采用结扎左冠状动脉前降支(LAD)30 min、再灌注120 min方法制备SHG心肌I/R损伤大鼠模型,以缺血30 min血糖达到10 mmol/L为合格模型;Sham组只穿线、不结扎LAD。缺血25 min后LIPO、MIPO、HIPO组经股静脉输注4、7、10 mg/kg二氮嗪〔溶于0.1%二甲亚砜(DMSO)〕2 mL;Sham组、I/R组输注等量DMSO。连续监测血糖、血流动力学指标;再灌注120 min测定血清肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)含量,氯化三苯四唑(TTC)染色分析心肌梗死面积,电镜下观察心肌细胞超微结构,蛋白质免疫印迹试验(Western Blot)检测磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)、磷酸化糖原合成酶激酶-3β(p-GSK-3β)表达。
结果与Sham组比较,I/R组大鼠血糖明显升高,心率(HR)减慢,心肌收缩/舒张功能减退,心肌酶升高,心肌梗死面积增加,电镜下心肌组织水肿明显,线粒体肿胀,嵴断裂,糖原颗粒消失。再灌注120 min后,与I/R组相比,HIPO组血糖进一步升高(mmol/L:16.93±3.22比14.65±3.61,P<0.05);LIPO组左心室内压下降最大速率(-dp/dt max)有所改善(mmHg/s:-1 055±16比-982±10,P<0.05),梗死面积明显缩小〔(32.45±3.54)%比(41.30±3.21)%,P<0.05〕;MIPO组和HIPO组左心室收缩压〔LVSP(mmHg,1 mmHg=0.133 kPa):60±2、74±4比54±4〕、左心室舒张期末压〔LVEDP(mmHg):24.6±1.5、18.9±1.3比27.9±1.6〕、左心室内压上升最大速率〔+dp/dt max(mmHg/s):1 049±37、1 262±75比975±17〕、-dp/dt max(mmHg/s:-1 068±21、-1 321±63比-982±10)均有不同程度改善(均P<0.05),肌酸激酶〔CK(kU/L):10.7±0.5、11.0±1.3比12.9±1.0〕、乳酸脱氢酶〔LDH(kU/L):6.8±0.2、7.8±0.1比8.8±0.1〕明显降低(均P<0.05),梗死面积减小〔(31.24±2.45)%、(30.81±2.68)%比(41.30±3.21)%,均P<0.05〕,电镜下观察心肌组织损伤有所修复。与Sham组相比,I/R组p-Akt、p-GSK-3β水平明显降低(灰度值:0比0.187±0.018,0.110±0.045比0.200±0.081,均P<0.05);与I/R组相比,HIPO组p-Akt以及LIPO、MIPO、HIPO组p-GSK-3β水平均显著升高(灰度值:0.101±0.009比0,0.180±0.057、0.270±0.062、0.280±0.039比0.110±0.045,均P<0.05)。不同剂量二氮嗪后处理对HR无明显影响。
结论I/R心肌存在SHG时可显著抑制PI3K/Akt-GSK-3β信号通路的活性,中、高剂量二氮嗪对合并SHG的I/R心肌具有保护作用,且中剂量不引起血糖明显增高;二氮嗪可能部分通过PI3K/Akt-GSK-3β信号通路作用于GSK-3β,使其磷酸化并抑制其活性而发挥心肌保护作用。