遠(yuǎn)隔缺血適應(yīng)對心肌缺血再灌注損傷的基礎(chǔ)和臨床研究
發(fā)布時(shí)間:2020-06-21 04:49
【摘要】:研究背景:急性ST段抬高型心肌梗死(ST-Elevation Myocardial Infarction,STEMI)給人類造成沉重的健康與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),迅速地開通閉塞冠狀動(dòng)脈“罪犯血管”(culprit vessel),是限制梗死范圍(infarction size,IS)的最有效方法,然而,缺血心肌再灌注可能導(dǎo)致額外的心肌損傷,稱為缺血再灌注損傷(ischemia-reperfusion injury,IRI)。2003年,Zhao等提出缺血后適應(yīng)(ischemic postconditioning,IPost C)概念,可挽救心肌,然而,最大的DANAMI-3-i POST試驗(yàn)和最新薈萃分析結(jié)果陰性。1993年P(guān)rzyklenk最早提出遠(yuǎn)隔缺血適應(yīng)概念(Remote ischemic conditioning,RIC),RIC可以在心肌梗死發(fā)生后再灌注實(shí)施前(遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)remote ischemic perconditioning,RIPer C)、再灌注實(shí)施后(遠(yuǎn)隔缺血后適應(yīng)remote ischemic postconditioning,RIPost C)實(shí)施。然而,Verouhis等人最近臨床研究,使用多達(dá)7個(gè)下肢RIPost C周期,至少有一個(gè)周期在再灌注前開始,未能減少前壁STEMI梗死范圍。RIPOST-MI研究RIPer C與IPost C聯(lián)合沒有進(jìn)一步減少梗死面積。LIPSIA CONDITIONING研究,院內(nèi)RIPer C與IPost C聯(lián)合干預(yù),RIPer C+IPost C提高心肌挽救指數(shù)。鑒于近年臨床研究IPost C陰性報(bào)道,我們將目光轉(zhuǎn)向RIC,尤其是RIPer C與RIPost C聯(lián)合。魏盟等使用在體大鼠心肌梗死模型RIPer C和RIPost C組合未能進(jìn)一步提供保護(hù),該實(shí)驗(yàn)RIPer C與RIPost C時(shí)間緊密連接在一起,RIPer C與RIPost C時(shí)間間隔為零,類似于一種循環(huán)次數(shù)加強(qiáng)的遠(yuǎn)隔缺血適應(yīng)過程,過度適應(yīng)“hyperconditioning”可能是有害的。RIPer C與RIPost C有一定的時(shí)間間隔才符合臨床,因此,需要探索RIPer C間隔一定時(shí)間再實(shí)施與RIPost C的聯(lián)合,觀察是否比一種RIC獲益。細(xì)胞自噬在心肌IRI中起關(guān)鍵作用,魏超研究大鼠IR模型,活化的自噬在心肌缺血后適應(yīng)中,對心肌起保護(hù)作用。韓志華研究,在正常小鼠而非糖尿病(DM)小鼠,RIPost C誘導(dǎo)心肌細(xì)胞自噬減輕IRI。然而,心肌IRI中RIPer C涉及到自噬的研究尚未見報(bào)道;|(zhì)衍生因子-1α(Stromal derived factor 1α,SDF-1α)、一氧化氮(NO)可能是缺血后適應(yīng)保護(hù)性體液因子,RIPer C如何影響STEMI患者SDF-1α、NO表達(dá)尚無研究。鑒于以上研究背景,我們尋求證明:⑴RIPer C與RIPost C聯(lián)合應(yīng)用能否減輕IRI,對心臟具有保護(hù)作用?RIPer C與RIPost C聯(lián)合是否優(yōu)于一種RIC?⑵RIPer C如果有心臟保護(hù)作用,RIPer C誘導(dǎo)的心臟保護(hù)是否與自噬有關(guān)?⑶SDF-1α、NO是RIPer C對STEMI患者保護(hù)機(jī)制之一嗎?第一部分遠(yuǎn)隔缺血適應(yīng)對兔心肌缺血再灌注損傷的基礎(chǔ)研究目的:在體兔心肌缺血再灌注模型評估遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)(RIPer C)與遠(yuǎn)隔缺血后適應(yīng)(RIPost C)組合是否產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。RIPer C誘導(dǎo)的心臟保護(hù)作用是否涉及自噬?方法:雄性新西蘭大白兔隨機(jī)分成8組。1:假手術(shù)組(Sham組)。2:缺血再灌注模型組(IR組)(Model組),心肌缺血40分鐘,再灌注3小時(shí)。3:遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)組(RIPer C)。4:遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng)組(RIPost C)。5:U1組-遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)+遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng),兩組間隔0分鐘。6:U2組-遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)+遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng),兩組間隔5分鐘。7:U3組-遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)+遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng)(RIPost C)兩組間隔10分鐘。8:3MA組-3MA+遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)(RIPer C)。RIC方案為-對左側(cè)股動(dòng)脈用微血管夾阻斷血流5分鐘,松開五分鐘,重復(fù)三個(gè)循環(huán)。檢測再灌注3小時(shí)血清肌鈣蛋白I(c Tn I),電鏡觀察心肌形態(tài)學(xué)和自噬活性改變,Real-time PCR法檢測Beclin-1、LC3、P62、Bcl2、Bax、Caspase 3六個(gè)基因相對含量在兔心肌中表達(dá)水平。喂養(yǎng)四周后,超聲心動(dòng)圖檢查,測量左室舒張末內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter,LVEDd),左心室收縮末期內(nèi)徑(LVIDs),左室射血分?jǐn)?shù)(left ventriculare jection fraction,LVEF),左室短軸縮短率(fraction shortening,FS)。通過斑點(diǎn)追蹤應(yīng)變評估左心室整體縱向收縮期峰值應(yīng)變(GLPS),用2,3,5—氯化三苯基四氮唑(TTC)染色確定心肌梗死面積。結(jié)果:1.各組兔體重?zé)o差異(P0.05)。七組在結(jié)扎冠狀動(dòng)脈后均有心電圖II導(dǎo)聯(lián)ST段弓背抬高,松開結(jié)扎線后10分鐘ST段均回落,ST段回落無組間差異(P0.05)2.血清肌鈣蛋白I,與Sham組相比,IR、RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3、3-MA+RPer C組c Tn I均升高(P0.05),與IR組相比,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組c Tn I均減少(P0.05)。RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組之間c Tn I無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。3-MA+RPer C組c Tn I比RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組升高。3.RIC對心肌梗死面積的影響Sham組TTC染色無梗死。心肌梗死面積(IS/LV),IR組33.72±9.96%,RIPer C組21.37±11.11%,RIPost C組24.75±6.50%,U1組20.75±6.63%,U2組24.00±9.31%,U3組19.58±7.23%,3-MA+RPer C組38.86±8.66(P0.05)。與IR組相比,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組梗死面積均減少(P0.05),3-MA+RPer C組心肌梗死面積無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組之間,梗死面積無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。4.RIC對左室功能的效應(yīng)各組GLPS結(jié)果(負(fù)值):Sham組21.5125±2.7378,IR組10.4667±1.5338,RIPer C組10.6222±3.9493;RIPost C組11.1444±3.2269,U1組13.9889±2.4882,U2組13.5667±3.1008,U3組12.6667±2.0304,3-MA+RPer C組12.2444±2.5274(P0.05)。與Sham組相比,IR、RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3、3-MA+RPer C組GLPS絕對值均減小(P0.05);與IR組比較,U1、U2組GLPS絕對值增大,RIPer C、RIPost C、U3、3-MA+RPer C組組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。各組EF結(jié)果:Sham組63.5000±4.3753,IR組44.5556±3.5746,RIPer C組49.1111±7.3220;RIPost C組49.7778±4.2361,U1組50.3333±2.9580,U2組53.1111±5.1343,U3組49.6667±4.0927,3-MA+RPer C組48.6667±3.6742。與Sham組相比,IR、RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3、3-MA+RPer C組EF值均減小(P0.05);與IR組比較,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組EF值均增大(P0.05),IR組與3-MA+RPer C組組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。各組FS結(jié)果:與IR組比較,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組FS值均增大(P0.05),IR組與3-MA+RPer C組組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。各組LVEDd結(jié)果:與Sham組相比,IR、RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3、3-MA+RPer C組均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;LVIDs結(jié)果:與Sham組相比,RIPer C、RIPost C、U2、3-MA+RPer C組LVIDs值增加(P0.05);與IR組比較,U3組LVIDs值增大(P0.05)。5.Real-time PCR法檢測Beclin-1、LC3、P62、Bcl2、Bax、Caspase 3六個(gè)基因相對含量。LC3 m RNA與Sham組相比,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3、3-MA+RPer C組均升高(P0.05),IR組升高但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。與IR組比較,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3、3-MA+RPer C組均升高,(P0.05)。與3-MA+RPer C組比,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3均高(P0.05)。Beclin-1 m RNA與Sham組相比,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組均升高(P0.05),IR、3-MA+RPer C組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。與IR組相比,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組均升高(P0.05),3-MA+RPer C組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。P62 m RNA與Sham組相比,IR、RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3、3-MA+RPer C組均降低(P0.05);與IR組相比,RIPost C、U1、U2、U3組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。Bcl2/Bax與Sham組相比,RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組均增大(P0.05);IR、3-MA+RPer C組組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。caspase3 m RNA與Sham組相比,IR、RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3、3-MA+RPer C組均增大(P0.05);與IR組相比,RIPer C、RIPost C、U1、U2、3-MA+RPer C組均減小(P0.05),U3無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。RIPer C、RIPost C、U1、U2、U3組組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。6.透射電子顯微鏡檢測自噬小體結(jié)果在IR組,心肌纖維排列整齊,線粒體可見水腫,線粒體膜完整,自噬小體數(shù)與Sham組相比顯著增多,每1000μm2中的自噬小體數(shù)為39.67±4.93;在RIPer C組有多個(gè)雙層膜包裹著發(fā)生皺縮的線粒體的吞噬小體,每1000μm2中自噬小體數(shù)為90.67±12.06;RIPost C組、U1組、U2組、U3組中,線粒體可見水腫,自噬小體數(shù)與RIPer C組一樣,均明顯增加,每1000μm2中自噬小體數(shù)分別為106.7±16.26、94±17.09、106.3±26.5、97.67±7.02,各組之間沒有顯著性差異。RIPer C組、RIPost C組、U1組、U2組、U3組與IR組相比,自噬小體數(shù)量有顯著性差異(P0.01);在3MA組,線粒體部分腫脹,線粒體嵴清晰可見,膜完整,自噬小體數(shù)較少,每1000μm2中自噬小體數(shù)為57±7,與RIPer C組、RIPost C組、U1組、U2組、U3組相比,自噬小體數(shù)量有顯著性差異(P0.05)。結(jié)論1.RIPer C、RIPost C處理均減少梗死范圍,減輕IRI,但RIPer C和RIPost C組合未能提供進(jìn)一步的保護(hù),不產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。2.RIPer C誘導(dǎo)了自噬,抑制細(xì)胞凋亡,活化的自噬在遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)中對心肌起保護(hù)作用。第二部分遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)對STEMI患者心肌缺血再灌注損傷的臨床研究目的:探討肢體遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)(Remote ischemic perconditioning,RIPer C)對急性ST段抬高性心肌梗死(ST-Elevation Myocardial Infarction,STEMI)患者心肌缺血再灌注損傷的影響。方法:研究對象為蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院2016年1月-2017年6月確診STEMI并行急診直接經(jīng)皮冠脈介入治療(Primary Percutaneous Coronary Intervention,PPCI)患者共78人。隨機(jī)分為遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組(PPCI+RIPer C組:n=40)和對照組(PPCI組:n=38),兩組均接受PPCI。遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組在球囊擴(kuò)張前針對左下肢行RIPer C。術(shù)前和術(shù)后0.5、8、24、48、72小時(shí)抽取患者靜脈血測定血清肌酸磷酸激酶同工酶(creatine kinase-MB,CK-MB)、血清基質(zhì)衍生因子-1α(stromal cell-derived factor-1alpha,SDF-1α)、一氧化氮(nitric oxide,NO)濃度。術(shù)后第7天心臟超聲評估左心功能。結(jié)果:1.兩組在性別、年齡、危險(xiǎn)因素、入院時(shí)生命體征、缺血時(shí)間、冠脈病變情況、造影劑用量、植入支架情況等方面均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。2.遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組相較對照組術(shù)后CK-MB峰值明顯減低(334.13±42.87ng/ml VS 387.21±64.12 ng/ml,P0.01)。遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組CK-MB曲線下面積中位數(shù)為728.36[365.63-931.98],對照組曲線下面積中位數(shù)為817.00[683.30-1126.00],遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組較對照組CK-MB曲線下面積明顯減低(P=0.02)。3.兩組應(yīng)用各時(shí)間點(diǎn)血清SDF-1α濃度繪制曲線,計(jì)算出曲線下面積。遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組中位數(shù)為421.800[304.200-619.000],對照組為357.000[258.600-479.800],遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組顯著高于對照組(P=0.044)。4.兩組應(yīng)用各時(shí)間點(diǎn)血清NO濃度繪制曲線,計(jì)算出曲線下面積。遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組中位數(shù)為5.726[3.924-13.173],對照組中位數(shù)為4.836[3.297-6.142],遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)組顯著高于對照組(P=0.035)。5.兩組術(shù)后心臟超聲評估LVEF,PPCI+RIPer C組及PPCI組患者術(shù)后LVEF分別為51.56±6.57%,49.50±6.38%,(P=0.164),兩組無顯著差異。結(jié)論:針對左下肢行RIPer C可以降低STEMI患者心肌酶評估的梗死面積,升高術(shù)后血清一氧化氮(NO)以及基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1a(SDF-1a)水平。SDF-1a和NO可能參與RIPer C的心臟保護(hù)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究結(jié)論:RIPer C和RIPost C組合不產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),RIPer C誘導(dǎo)了自噬,活化的自噬在遠(yuǎn)隔缺血時(shí)適應(yīng)中對心肌起保護(hù)作用。升高的SDF-1a和NO可能參與RIPer C對STEMI患者的保護(hù)。
【學(xué)位授予單位】:蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號】:R542.2
【圖文】:
圖 1. 實(shí)驗(yàn)方案. 兔穩(wěn)定十分鐘后隨即分成 8 組兔開胸手術(shù): i) 假手術(shù)組 (冠狀動(dòng)脈穿線但不結(jié)扎); ii) 缺血再灌注組(結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左室支四十分鐘,再灌注三小時(shí)iii) RIPerC 組-冠狀動(dòng)脈結(jié)扎但未松開時(shí),即心肌缺血時(shí),對左側(cè)股動(dòng)脈應(yīng)用微血管夾阻斷血流 5 分鐘,松開五分鐘,重復(fù)三個(gè)循環(huán)); iv) RIPostC 組-冠狀動(dòng)脈松開后即心肌再灌注后即刻,對左側(cè)股動(dòng)脈微血管夾阻斷血流 5 分鐘,松開五分鐘,重復(fù)三個(gè)循環(huán); v) U1 -遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng) + 遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng):兩組間隔 0 分鐘。Vi) U2: 遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng) + 遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng)組:兩組間隔 5 分鐘. . Vii) U3 -遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)+ 遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng)組:兩組間隔 10 分鐘. Viii) 3-MA 組-3MA 耳緣靜脈注射十分鐘實(shí)施遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)組. IR, ischemia/reperfusion. RIPerC, remote ischemic perconditioninRIPostC, remote ischemic postconditioning.Figure 1. Experimental protocols. Rabbits underwent open-chest surgery. Subsequent to a 10 mistabilization period, they were randomly assigned into eight groups: i) Sham group (rabbits underwensham surgery); ii) IR (rabbits underwent 40 min left anterior descending artery occlusion, followed by
13圖 3 分離左側(cè)股動(dòng)脈、股靜脈、股神經(jīng)四、研究內(nèi)容4.1 心電監(jiān)護(hù):將 7 號注射器針頭扎入兔四肢皮下作為電極,將多道生理信號采集處理系統(tǒng)和心電圖儀電極線與其連接。術(shù)中持續(xù)心電監(jiān)護(hù),并在術(shù)前、結(jié)扎左室支 15 分鐘后以及再灌注 15min 后,分別記錄Ⅱ?qū)?lián)心電圖,觀察并分析心律、心率、ST 段等的變化。
本文編號:2723539
【學(xué)位授予單位】:蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號】:R542.2
【圖文】:
圖 1. 實(shí)驗(yàn)方案. 兔穩(wěn)定十分鐘后隨即分成 8 組兔開胸手術(shù): i) 假手術(shù)組 (冠狀動(dòng)脈穿線但不結(jié)扎); ii) 缺血再灌注組(結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左室支四十分鐘,再灌注三小時(shí)iii) RIPerC 組-冠狀動(dòng)脈結(jié)扎但未松開時(shí),即心肌缺血時(shí),對左側(cè)股動(dòng)脈應(yīng)用微血管夾阻斷血流 5 分鐘,松開五分鐘,重復(fù)三個(gè)循環(huán)); iv) RIPostC 組-冠狀動(dòng)脈松開后即心肌再灌注后即刻,對左側(cè)股動(dòng)脈微血管夾阻斷血流 5 分鐘,松開五分鐘,重復(fù)三個(gè)循環(huán); v) U1 -遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng) + 遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng):兩組間隔 0 分鐘。Vi) U2: 遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng) + 遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng)組:兩組間隔 5 分鐘. . Vii) U3 -遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)+ 遠(yuǎn)程缺血后適應(yīng)組:兩組間隔 10 分鐘. Viii) 3-MA 組-3MA 耳緣靜脈注射十分鐘實(shí)施遠(yuǎn)程缺血時(shí)適應(yīng)組. IR, ischemia/reperfusion. RIPerC, remote ischemic perconditioninRIPostC, remote ischemic postconditioning.Figure 1. Experimental protocols. Rabbits underwent open-chest surgery. Subsequent to a 10 mistabilization period, they were randomly assigned into eight groups: i) Sham group (rabbits underwensham surgery); ii) IR (rabbits underwent 40 min left anterior descending artery occlusion, followed by
13圖 3 分離左側(cè)股動(dòng)脈、股靜脈、股神經(jīng)四、研究內(nèi)容4.1 心電監(jiān)護(hù):將 7 號注射器針頭扎入兔四肢皮下作為電極,將多道生理信號采集處理系統(tǒng)和心電圖儀電極線與其連接。術(shù)中持續(xù)心電監(jiān)護(hù),并在術(shù)前、結(jié)扎左室支 15 分鐘后以及再灌注 15min 后,分別記錄Ⅱ?qū)?lián)心電圖,觀察并分析心律、心率、ST 段等的變化。
【參考文獻(xiàn)】
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1 Guo-ming Zhang;Yu Wang;Tian-de Li;Xiao-yan Li;Shao-ping Su;Yuan-yuan Sun;Xiu-hua Liu;;Post-conditioning with gradually increased reperfusion provides better cardioprotection in rats[J];World Journal of Emergency Medicine;2014年02期
2 丁延峰,張蔓蔓,何瑞榮;腎神經(jīng)在腎缺血預(yù)處理對麻醉家兔心臟保護(hù)中的作用(英文)[J];生理學(xué)報(bào);2001年01期
本文編號:2723539
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