【摘要】：背景:由于人民生活水平的提高以及我國已經(jīng)進入人口老齡化社會,中國心血管病患病率逐年增加,缺血性心肌病患病人群也持續(xù)上升。缺血性心肌病是冠心病發(fā)展的終末階段,不應該僅僅被視為心臟疾病,而應該被認為是一種系統(tǒng)性的多器官功能衰竭。胰島素抵抗是指由于各種原因導致胰島素轉運和利用障礙,不能發(fā)揮正常作用,機體代償性的分泌過多胰島素,臨床表現(xiàn)為代謝綜合征或2型糖尿病,已有研究證實胰島素抵抗參與心力衰竭的發(fā)生發(fā)展。最近研究發(fā)現(xiàn)許多缺血性心肌病患者同時還伴隨有肥胖、胰島素抵抗等代謝綜合征,研究表明腸道菌群與肥胖、血脂異常、糖尿病等關系密切,但其與心力衰竭的關系目前尚不明確。厚壁菌為腸道革蘭陽性細菌,為腸道優(yōu)勢菌,已有研究證實厚壁菌與肥胖進展密切相關,但厚壁菌與胰島素抵抗及與心衰的關系均不明確。明確腸道菌群改變在心力衰竭進展中的地位,以及可能的機制,將為完善心力衰竭的綜合治療,降低心力衰竭患者住院率、住院日數(shù)、住院費用以及提高心力衰竭患者的生活質量并改善其遠期預后提供堅實的理論基礎。目的:觀察慢性缺血性心肌病患者腸道菌群豐度變化,篩選可用于監(jiān)測心力衰竭患者腸道微生態(tài)系統(tǒng)失調、滿足一定敏感性和特異性并易于檢測的代表菌株;觀察應用青霉素后缺血性心肌病大鼠心功能及胰島素抵抗水平的變化,推測腸道菌群改變引起心力衰竭可能的機制。方法:(1)收集2016年12月-2017年4月在我院CICU科住院治療的36名NYHAⅢ級和Ⅳ級的缺血性心肌病患者糞便,待提取糞便DNA之后進行測序。入選患者標準為:缺血性心肌病已經(jīng)確診(有冠心病病史,至少有一次或以上心肌梗死病史;心臟超聲提示心臟擴大;有心功能不全癥狀及實驗室依據(jù):BNP"g300pg/ml或NT-pro BNP"g900pg/ml;排除其他心臟疾病及原因引起的心臟擴大和心力衰竭;排除冠心病的某些并發(fā)癥如室間隔穿孔、室壁瘤和乳頭肌功能不全所引起的二尖瓣關閉不全導致的心臟擴大);心功能在NYHAⅢ級及以上;無飲酒不良嗜好(酒精可殺滅腸道內微生物);年齡介于50-80歲之間,男女性別比保持均衡。排除標準:近15日內曾經(jīng)口服過益生菌或抗生素,曾經(jīng)長期口服過糖皮質激素;有長期慢性腹瀉病史或者近一周有急性腹瀉病史的患者;7日內有感染的征象;伴隨有任何肝臟疾病、慢性腸道疾病、肥胖癥或糖尿病、癌癥患者;正在進行任何藥物實驗的心力衰竭患者。按照心力衰竭紐約心功能(NYHA)分級標準,將入選患者分為組1(group1,n=18)和組2(group2,n=18),其中組1為NYHAⅢ級組,組2為NYHAⅣ級組,留取患者一天中第一次成形大便,基于細菌16Sr RNA高通量測序法,分析缺血性心肌病患者腸道的菌群分布結構。(2)通過結扎成年健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠的左冠狀動脈前降支近段,制備心肌梗死后心力衰竭大鼠模型總共20只,利用簡單隨機抽樣法分為模型組(Model組)與青霉素組,每組各10只,另抽取未結扎左冠狀動脈前降支的成年健康雄性SD大鼠10只做為假手術組(Sham組),青霉素組給予青霉素以25mg/(kg·d)連續(xù)口服1周,其余兩組給予等量生理鹽水口服。用藥1周后,通過彩色多普勒超聲心動圖和血流動力學測定大鼠心功能;通過ELISA法檢測大鼠血清NT-pro BNP水平;通過Western-Blotting法檢測左心室梗死邊緣區(qū)心肌葡萄糖轉運蛋白4(glucose trandporter4,GLUT4)、胰島素受體底物-1(insulin receptor substrate 1,IRS-1)蛋白水平。結果:1.心功能差的組2患者厚壁菌門(Firmicutes)豐度顯著提高。2.各組大鼠實驗結束后仍處于存活狀態(tài)。與假手術組相比,模型組大鼠左心室心臟、肝臟和肺臟質量均顯著增加,心臟體重比亦增加。青霉素可以改善心力衰竭引起的肝臟質量增加。3.通過彩色多普勒超聲心動圖和血流動力學測定的心功能結果顯示:模型組與假手術組相比,心功能顯著下降,差異有統(tǒng)計學意義;青霉素組與模型組相比,心功能改善不明顯。4.通過ELISA法檢測大鼠血清NT-pro BNP水平結果顯示:模型組與假手術組相比,NT-Pro BNP水平顯著升高,差異有統(tǒng)計學意義;青霉素組與模型組比較,NT-Pro BNP水平改變不明顯。5.通過Western Blotting法檢測左心室梗死邊緣區(qū)心肌胰島素抵抗相關蛋白水平結果顯示:模型組與與假手術組相比,心肌葡萄糖轉運蛋白4(GLUT4)和胰島素受體底物-1(IRS-1)的蛋白表達量顯著降低,差異有統(tǒng)計學意義;青霉素組與模型組相比,心肌GLUT4和IRS-1的蛋白表達量顯著增加,差異有統(tǒng)計學意義。結論:1.腸道菌群,尤其是厚壁菌門,參與缺血性心肌病的進展。2.腸道菌群,尤其是厚壁菌門,參與缺血性心肌病的進展,機制可能與增加胰島素抵抗有關。3.應用青霉素后,缺血性心肌病大鼠心功能改善并不明顯,但卻能減少缺血性心肌病大鼠的胰島素抵抗,這一發(fā)現(xiàn)也證實了缺血性心肌病患者腸道菌群中,尤其是厚壁菌門會引起胰島素抵抗,而胰島素抵抗參與心衰的進展。
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14圖 1.1 門水平各樣品相對豐度分布圖圖中顯示物種相對豐度≥ 1%符合后續(xù)測序標準。1.2.4 物種相對豐度熱圖分析熱圖（heatmap）使用不同顏色來表示數(shù)據(jù)矩陣中數(shù)值的大小，，并依據(jù)樣本豐度信息、樣本豐度相似性和物種差異聚類。我們對前 30 種物種行聚類分析。下圖中樣本的聚類樹采用縱向排列；物種的聚類樹采用橫向排列。Z-score 方法用于對聚類的各相對豐度值標準化處理。

門水平前30個物種相對豐度熱圖
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R542.2

【參考文獻】

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本文編號：2688315