本文選題：燒傷　切入點(diǎn)：心功能障礙　出處：《第三軍醫(yī)大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：研究背景和目的： 多器官功能障礙綜合征(MODS)是燒傷后三大死亡原因之一。由于心臟在維持全身臟器的正常功能中極其重要，其損害不僅可引起心功能障礙，還可直接引發(fā)或加重全身其它組織器官的缺血缺氧性損害。臨床上，大面積深度燒傷后，心功能障礙出現(xiàn)早，，可誘發(fā)或加重休克，成為燒傷后多器官功能障礙的重要因素之一�；A(chǔ)研究中，針對(duì)燒傷后心功能障礙的研究發(fā)現(xiàn)的潛在機(jī)制包括： 1.燒傷作為強(qiáng)烈的應(yīng)激因素，導(dǎo)致機(jī)體交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)處于持續(xù)激活狀態(tài)，血液中高濃度兒茶酚胺持續(xù)激活心肌細(xì)胞上的β腎上腺素能受體，心肌細(xì)胞死亡。 2.大量體液滲出，全身血容量不足，心肌局部缺血缺氧，心肌細(xì)胞凋亡。 3.皮膚和腸道屏障受損，大面積侵入性感染，機(jī)體產(chǎn)生多種促炎因子經(jīng)循環(huán)到達(dá)心臟，使心肌細(xì)胞功能受到抑制。 促炎因子前列腺素E2(PGE2)是一種重要的細(xì)胞生長(zhǎng)和功能調(diào)節(jié)因子，在各器官包括心臟有廣泛的分布，是花生四烯酸環(huán)氧合酶代謝產(chǎn)物，為二十碳不飽和脂肪酸。PGE2作為前列腺素(PG)的一種，其主要作用為擴(kuò)張血管，增加器官血流量，降低血管外周阻力，降低血壓，使支氣管平滑肌舒張，降低通氣阻力。有意思的是PGE2同時(shí)具有啟動(dòng)、促進(jìn)炎癥和免疫抑制和抗炎作用。在心肌細(xì)胞膜上，PGE2的EP2和EP4都有表達(dá)，這些受體被PGE2激活時(shí)使心肌細(xì)胞cAMP濃度升高。 作為機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)的一部分，當(dāng)機(jī)體受到各種有害刺激，如缺氧、燒傷和創(chuàng)傷等，交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮，血中的兒茶酚胺含量也相應(yīng)增加。在人和動(dòng)物的心臟中，兒茶酚胺激活β-腎上腺能受體，通過(guò)G蛋白-AC-cAMP途徑激活蛋白激酶A(PKA)，PKA可使心肌細(xì)胞的許多功能蛋白磷酸化，并改變他們的功能活動(dòng)以適應(yīng)環(huán)境的急變。 PGE2和β腎上腺素作為G蛋白偶聯(lián)受體信號(hào)的兩個(gè)重要成員，各自的信號(hào)通路研究已很深入。但在應(yīng)激條件下，PGE2是否參與和如何調(diào)節(jié)心臟功能，現(xiàn)在尚無(wú)研究。本課題的研究目的是明確嚴(yán)重?zé)齻投攀霞I(yíng)養(yǎng)不良時(shí)心功能障礙發(fā)生的過(guò)程和分子細(xì)胞機(jī)理，試圖探索PGE2是如何調(diào)控心臟和心肌細(xì)胞功能和對(duì)交感/腎上腺素能受體刺激的反應(yīng)，揭示其在炎癥引起的心臟功能障礙中的可能作用，并探討PGE2能否成為治療燒傷后心功能障礙的靶標(biāo)，為燒傷后心功能障礙提供新的理論基礎(chǔ)。 方法： 第一部分：阻斷腸淋巴循環(huán)對(duì)燒傷后心功能障礙的保護(hù)作用 本部分實(shí)驗(yàn)通過(guò)建立大鼠燙傷模型，應(yīng)用腸系膜淋巴管結(jié)扎手術(shù)阻斷大鼠體內(nèi)腸淋巴循環(huán)入血后，3小時(shí)后檢測(cè)大鼠左心室血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)指標(biāo)以確定重度燒傷后心臟功能的早期變化。具體地說(shuō)，我們將大鼠體表總面積的30%深度燙傷，然后分成三組：(1)對(duì)照大鼠(沒(méi)有燙傷)；(2)30%燙傷大鼠；(3)30%燙傷+腸系膜淋巴管結(jié)扎組。3小時(shí)后，測(cè)定左心室血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)包括左心室最大上升速率（+dp/dt）、左心室收縮壓峰值（LVSP）、左心室發(fā)展壓(LVDP)、心室出現(xiàn)最大壓力速率所需的時(shí)間(time to+dp/dt max)。 第二部分：慢性炎癥減弱mdx小鼠心臟的β腎上腺素能反應(yīng) 本部分采用mdx小鼠(肌營(yíng)養(yǎng)不良癥模型)模仿燒傷后長(zhǎng)期全身炎癥對(duì)心臟功能的影響。 1.采用超聲心動(dòng)圖連續(xù)監(jiān)測(cè)2-12月齡mdx和對(duì)照小鼠基礎(chǔ)心功能并用Masson's三染色確定心臟組織纖維化。 2.采用血流動(dòng)力學(xué)檢查連續(xù)監(jiān)測(cè)2-12月齡mdx和對(duì)照小鼠基礎(chǔ)和異丙腎上腺素刺激時(shí)的心功能。 3.采用灌流心臟、新鮮分離的心肌細(xì)胞和Western免疫印跡法從器官、細(xì)胞、分子水平解釋年輕mdx小鼠(4月齡)心臟和心肌細(xì)胞對(duì)β腎上腺素反應(yīng)減弱的機(jī)制。 4.用PGE2受體阻斷劑預(yù)處理4月齡mdx小鼠，用血流動(dòng)力學(xué)記錄方法研究心臟對(duì)異丙腎上腺素的反應(yīng)。 第三部分：PGE2抑制由β腎上腺素能受體激活引起的心臟收縮 本部分探討炎癥因子PGE2是如何調(diào)控心臟和心肌細(xì)胞功能。 1.采用Langendorff離體灌流心臟研究不同濃度PGE2對(duì)心臟收縮功能的作用； 2.采用Langendorff離體灌流心臟研究經(jīng)過(guò)或沒(méi)經(jīng)過(guò)PGE2預(yù)處理心臟對(duì)異丙腎上腺素的反應(yīng)。 3.測(cè)量經(jīng)過(guò)或沒(méi)經(jīng)過(guò)10M rolipram預(yù)處理的心肌細(xì)胞對(duì)0.1M PGE2的反應(yīng)； 4.測(cè)量經(jīng)過(guò)或沒(méi)經(jīng)過(guò)0.1M PGE2預(yù)處理的心肌細(xì)胞對(duì)異丙腎上腺素的反應(yīng)； 5.用Western免疫印跡法測(cè)量PDE4的磷酸化水平。 結(jié)果： 第一部分：阻斷腸淋巴循環(huán)對(duì)燒傷后心功能障礙的保護(hù)作用 1.大面積燒傷引起的急性炎癥反應(yīng)因子通過(guò)淋巴回流抑制心臟功能，心功能障礙出現(xiàn)時(shí)間早，3小時(shí)即可檢測(cè)到心室內(nèi)壓最大上升速率明顯降低。 2.阻斷腸道淋巴回流后可以部分恢復(fù)燒傷后受抑制的心臟功能。 第二部分：慢性炎癥減弱mdx小鼠心臟的β腎上腺素能反應(yīng) Mdx小鼠從2月齡開(kāi)始心肌細(xì)胞出現(xiàn)死亡和纖維化，但基礎(chǔ)心功能改變?cè)?月齡后才能被發(fā)現(xiàn)； 1.4月齡mdx小鼠在體和離體心臟對(duì)異丙腎上腺素反應(yīng)都減弱； 2.4月齡及4月齡以上mdx小鼠心肌細(xì)胞基礎(chǔ)收縮功能增強(qiáng)，肌漿網(wǎng)鈣含量增高，鈣電流增大，但對(duì)異丙腎上腺素反應(yīng)減弱； 3.4月齡mdx小鼠心肌細(xì)胞RyR2蛋白表達(dá)水平和Cav1.21c、受磷蛋白、RyR2磷酸化水平增加，但是Cav1.21c、 Cav1.21、 Cav1.22、SERCA、Na+/Ca2+交換的表達(dá)沒(méi)有變化；異丙腎上腺素可使這些分子的磷酸化水平增加到與對(duì)照小鼠一致。 4.4月齡mdx小鼠心肌基礎(chǔ)PKA活性增加，但β1腎上腺素受體減少。 第三部分：PGE2抑制由β腎上腺素能受體激活引起的心臟收縮 1.0.1M的PGE2灌流對(duì)心臟幾乎沒(méi)有刺激作用，只有更高濃度的PGE2才能刺激心臟。 2. PGE2預(yù)處理抑制心臟對(duì)異丙腎上腺素的反應(yīng)。 3.用0.1μM的PGE2處理心肌細(xì)胞后，心肌細(xì)胞收縮幅度和胞質(zhì)內(nèi)鈣瞬變與未處理細(xì)胞無(wú)差異，但同時(shí)給予心肌細(xì)胞0.1μM的PGE2和10μM的rolipram(PDE4選擇性抑制劑)藥物后，心肌細(xì)胞收縮幅度和胞質(zhì)內(nèi)鈣瞬變顯著增高。 4.0.1μM的PGE2預(yù)處理心肌細(xì)胞后可抑制心肌細(xì)胞的β腎上腺素反應(yīng)。未經(jīng)任何處理的心肌細(xì)胞受異丙腎上腺素刺激后表現(xiàn)出正常的β腎上腺素反應(yīng)；但用0.1μM的PGE2預(yù)處理的心肌細(xì)胞，當(dāng)受異丙腎上腺素刺激后， β腎上腺素反應(yīng)受到明顯抑制；但同樣用0.1μM的PGE2預(yù)處理的心肌細(xì)胞，同時(shí)給予心肌細(xì)胞0.1μM的異丙腎上腺素和10μM的rolipram(PDE4選擇性抑制劑)藥物后，心肌細(xì)胞被抑制的β腎上腺素反應(yīng)恢復(fù)正常水平。 5. PGE2預(yù)處理心臟PDE4磷酸化水平活性增高,即PDE4的活性升高。 結(jié)論： 本課題研究了燒傷和肌營(yíng)養(yǎng)不良癥中心功能障礙的表現(xiàn)和分子細(xì)胞作用機(jī)制，探索了炎癥因子PGE2在其中可能起的作用。根據(jù)以上結(jié)果，得出以下結(jié)論： 1.重度燒傷早期可以通過(guò)腸淋巴循環(huán)帶來(lái)的因子抑制心臟功能而肌營(yíng)養(yǎng)不良癥引起的慢性炎癥也抑制心臟對(duì)交感神經(jīng)反應(yīng)。 2. PGE2作為重要的促炎因子，在燒傷和肌營(yíng)養(yǎng)不良癥發(fā)生后，在全身血液循環(huán)中濃度升高；PGE2本身的升高引起的細(xì)胞內(nèi)cAMP的集聚很少而不足以引起心肌收縮力的改變。但是此cAMP足以激活PDE4D亞型而限制由β腎上腺素能受體激活引起的cAMP擴(kuò)散，從而減弱心臟和心肌細(xì)胞對(duì)β腎上腺素能的反應(yīng)。
[Abstract]:Research background and purpose:
Multiple organ dysfunction syndrome (MODS) is one of the three major causes of death after burn. Due to the extremely important function in maintaining the normal heart organ, damage not only cause cardiac dysfunction, hypoxia ischemia damage can also directly cause or aggravate other body organs. Clinically, after severe burn, heart dysfunction occurs early, can induce or aggravate shock, become one of the most important factors of multiple organ dysfunction after burn. The basic research, including the potential for mechanism study of heart dysfunction after burn:
1. burn as a strong stress factor leads to the continuous activation of the sympathetic adrenal medullary system. The high concentration of catecholamine in the blood continuously activates the beta adrenergic receptor on the myocardial cells, and the myocardial cells die.
2. a large amount of body fluid exudate, the whole body blood volume is insufficient, myocardial ischemia and hypoxia, myocardial cell apoptosis.
3. the barrier of the skin and the intestinal tract is damaged, a large area of invasive infection, and the body produces a variety of proinflammatory factors that circulate to the heart and inhibit the function of the cardiac myocytes.
Proinflammatory cytokine and prostaglandin E2 (PGE2) is an important regulator of cell growth and function in various organs, including the heart is widely distributed, is four arachidonic acid cyclooxygenase metabolites, twenty carbon unsaturated fatty acids as prostaglandin.PGE2 (PG) a, its main effect for the dilation of blood vessels. Increase organ blood flow, reduce peripheral vascular resistance, lower blood pressure, the bronchial smooth muscle relaxation, lower airway resistance. Interestingly PGE2 also has started to promote inflammation and immune suppression and anti-inflammatory effect. In the myocardial cell membrane, PGE2 EP2 and EP4 were expressed, these receptors are activated when the myocardial PGE2 the cell concentration of cAMP increased.
As a part of the body's stress response, when the body is subjected to various noxious stimuli, such as hypoxia, burn and trauma, the sympathetic adrenal medulla system stimulation, catecholamine content in the blood also increased. In human and animal heart, catecholamine activation of beta adrenergic receptor, activation of protein kinase A by G protein -AC-cAMP approach (PKA), PKA can make many functions of protein phosphorylation of myocardial cells, and change their functions to adapt to environmental change.
PGE2 and beta adrenergic as two important members of G protein coupled receptor signaling pathway, their research has been very thorough. But under the stress condition, and how PGE2 is involved in the regulation of cardiac function, there are no studies. The purpose of this study is to process and molecular cell clear mechanism of severe burns and Duchenne muscular dystrophy at cardiac dysfunction, attempts to explore how PGE2 regulates cardiac function and the myocardial cells and sympathetic / adrenergic receptor stimulation, reveal its role in inflammation induced cardiac dysfunction, and to explore whether PGE2 will become the target of heart dysfunction after burn treatment, provide a theoretical basis for the new heart dysfunction after burn.
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本文編號(hào)：1718038