缺血后处理对减小猪急性心肌梗死面积的作用*

孙海梅,郭 涛,喻 卓,许汪斌,窦兴葵,孟照辉

(昆明医学院:1.第一附属医院ICU;2.第一附属医院心内科,昆明 650032;3.第二附属医院麻醉科,昆明 650101)

缺血后处理通过启动机体内源性的保护机制,减轻心肌缺血再灌注损伤。目前国内外的研究证实,缺血后处理可减轻体型较小的动物种类如小鼠、大鼠、家兔、犬等的心肌缺血再灌注损伤,而对猪的心肌保护作用却尚无定论[1-4]。猪是体型较大且和人类冠状动脉血液循环最为相似的实验动物,本研究采用猪作为实验动物,观察缺血后处理是否同样对猪也存在心肌保护作用,为缺血后处理进一步临床应用提供理论依据。本研究探讨缺血后处理对猪闭胸式急性心肌梗死模型中心肌梗死范围的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物及实验材料 10只8～11个月健康滇南小耳猪,雌雄不拘,体质量19～24.5 kg,由昆明医学院动物实验室提供。各种导丝(长、短导丝及球囊导丝),动脉鞘、各种穿刺针、导管及压力泵等均为德国贝朗公司产品,均为临床使用过的废旧材料,并在术前12 h用2%戊二醛消毒液浸泡消毒。数字减影血管造影机(菲利浦公司,FD10机型);心电监护仪及有创动脉测压仪(美国公司,Dash3000机型);全自动生化检测仪(Olympus,Au5400机型);戊巴比妥钠(杭州赛诺菲公司);利多卡因(上海禾丰有限公司生产);青霉素(山东鲁抗药业生产);2,3,5氯化三苯基氯四氮唑(T TC)购自SIGM A公司。

1.2 麻醉及术前准备 选择小型猪,空腹6 h以上,3%戊巴比妥钠20～30 mg/kg耳缘静脉麻醉后将猪仰卧固定在手术台上施行手术。术中检测猪的生命体征,据肢体运动情况20～30 min重复静脉注射戊巴比妥钠2～5 mg/kg,使猪保持麻醉状态。

1.3 猪闭胸式心肌梗死模型制备 实验猪10只,随机分为2个组,实验组(n=5),对照组(n=5)。右腹股沟区皮肤以碘伏消毒后铺无菌单。2%利多卡因局部麻醉后于腹股沟韧带行股动脉穿刺,置入6F动脉鞘,静脉注入肝素8 000 u,每隔1 h追加肝素2 000 u。经动脉鞘置入6F猪尾导管至左心室,行左心室造影。以6F 3.0 L左冠状动脉造影导管分别行左、右冠状动脉造影,观察猪冠状动脉的分布情况。在导丝指引下,置入2.0 mm或2.5 mm的球囊至左前降支(LAD)第一对角支的远端,以3～4 atm打开球囊堵闭LAD。心肌梗死模型成功标志:冠脉造影示球囊远端血流中断,心电图表现为V1～V3导联出现ST段抬高,T波高耸融合。60 min后撤除球囊并拔除动脉鞘管,压迫止血。实验组行球囊充气堵闭 LAD 60 min后,球囊放气30 s、充气30 s(循环8次);对照组行球囊充气堵闭LAD60 min后直接撤除球囊。肌肉注射青霉素400万单位,在猪清醒之前送回动物中心。手术后约1 h猪苏醒,第2天即可进食。

表1 对照组和实验组心肌酶学变化(n=5,

表1 对照组和实验组心肌酶学变化(n=5,

*:与缺血前相比,P＜0.05;#:与对照组相比,P＜0.05。

CK(IU/L)组别LDH(IU/L)缺血前 再灌注2 h 再灌注24 h 缺血前 再灌注2 h 再灌注24 h实验组 2 218.62±248.45 8 337.08±365.16* 17 829.46±1 339.94*# 593.51±26.56 1 136.92±76.37* 1 072.02±25.52*#对照组 2 318.10±228.93 8 237.08±376.87* 24 015.10±1 366.95* 589.30±28.49 1 246.90±69.49* 1 892.02±27.87*

1.4 心肌酶检测 分别于缺血前,缺血结束,再灌注2、24 h前腔静脉取血,全血生化分析仪测定血清心肌酶:磷酸肌酸激酶(CK)及乳酸脱氢酶(LDH)。

1.5 心肌梗死范围测定 心肌缺血再灌注72 h,将实验猪麻醉后,开胸取心脏,生理盐水冲洗,沿心脏的基底部短轴方向将左心室连续切成4～5 mm的薄片,对心肌行T TC染色,将心肌放入含有10 g/L的TTC的PBS(pH=7.4)溶液中孵育10 min。根据染色与否定义其梗死灶。T TC染色区(深红色)示仍存活的心肌组织,非TTC染色区(灰白色)即梗死区。扫描后用图像分析软件计算心肌梗死体积和左室体积,用梗死体积占左室体积的百分比表示并计算心肌梗死面积。

1.6 统计学方法 采用SPSS10.0统计软件进行分析,结果以表示,组间不同时间点均数比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用t检验,P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 心肌酶学变化 缺血前两组间CK、LDH变化差异无统计学意义(P＞0.05);再灌注后 2、24 h两组的 CK、LDH 较缺血前基础值明显增高,差异有统计学意义(P＜0.05)。组间比较,再灌注后24 h实验组的CK、LDH较对照组明显降低,差异有统计学意义(P＜0.05),见表 1。

图1 缺血再灌注后心肌T TC染色

2.2 病理学检查 术后3 d行T TC染色,存活心肌组织被红染,而未被染色的区域呈白色或灰白色为梗死区。经图像分析处理后,实验组心肌梗死的面积是(10.89±2.02)%,对照组心肌梗死的面积(23.26±3.13)%,两者差异有统计学意义(P＜0.05)。提示缺血后处理组的心肌梗死范围明显低于对照组,见图1。

3 讨 论

随着心肌保护研究的不断深入,心肌的缺血再灌注损伤被认为是心肌保护问题的关键,已引起人们的广泛关注[5-7]。目前缺血后处理对实验动物的心肌保护效果虽较为肯定,但多数国内外的研究均通过一些体型较小的动物如小鼠、大鼠、家兔、犬等的心肌缺血再灌注模型上得到证实,而对猪的心肌保护作用却无定论[1-4]。但多数的研究主要从缺血后处理与再灌注早期(24 h以内)细胞坏死、心肌梗死面积及心功能等方面观察心肌保护作用,而对缺血后处理是否参与再灌注延迟性损伤的心肌保护作用尚不明确[8]。本研究采用猪作为实验动物,猪是体型较大且与人类冠状动脉血液循环相似的动物,观察缺血后处理对猪闭胸式急性心肌梗死模型的心肌酶学变化及3 d后心肌梗死范围的影响,了解其发挥再灌注延迟性损伤的心肌保护作用。

本课题成功应用介入方法行球囊封堵冠脉建立猪闭胸式心肌梗死模型,与传统的开胸结扎心脏冠状动脉建立心肌梗死模型的方法相比,闭胸式心肌梗死模型可最大程度地模拟临床实际情况;减少实验动物的创伤提高建模成功率;并且通过控制球囊的放气-充气,实现了心肌缺血和后处理的反复短暂缺血再灌注时间的准确控制[9]。目前研究已证实,心肌梗死范围的缩小是心肌保护措施发挥作用的主要指标,同时心肌酶升高与急性心肌梗死面积一致,心肌酶越高,表明梗死面积越大。

本研究发现,再灌注2 h,对照组与实验组LDH及CK较缺血前基础值明显升高,但两组间比较差异无统计学意义(P＞0.05);再灌注24 h,实验组的 LDH及 CK明显低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05);再灌注3 d,对心脏进行TTC染色及扫描后用图像分析软件计算,结果显示缺血后处理组心肌梗死的面积明显小于对照组,提示缺血后处理限制心肌梗死范围延伸,发挥再灌注延迟性损伤的心肌保护作用。目前缺血后处理的心肌保护作用的具体机制尚不清楚。可能的机制有以下几方面:(1)抑制再灌注时氧自由基的堆积;(2)抑制中性粒细胞的活化;(3)抑制细胞内及线粒体钙超载;(4)诱导内源性保护性蛋白合成;(5)启动心脏保护信号通路[10-11]。

本研究初步证实缺血后处理可明显缩小猪急性心肌梗死范围,发挥再灌注延迟性损伤的心肌保护作用,对心肌再灌注损伤的治疗进行了有益的探索,但能否应用于临床尚有待进一步深入研究。

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