甘氨酸减轻烧伤大鼠心肌损害的实验研究*

彭 靖，李 腾，吕尚军，张 勇，吴 炜，徐淑秀△，彭 曦▲

(1.蚌埠医学院护理系，安徽蚌埠 233030；2.第三军医大学西南医院全军烧伤研究所/创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室,重庆 400038)

近来研究发现，烧伤早期即可出现严重的心肌损害，由于心脏的特殊性，其损害不仅可引起心功能不全，还可诱发或加重休克，导致全身其他组织器官出现缺血缺氧性损害，从而引发烧伤后多器官功能不全，乃至功能衰竭。近年研究发现，甘氨酸(glycine，Gly)具有抗感染、免疫调节和细胞保护功能[1]。有研究表明，大鼠心肌细胞存在Gly受体,它可能在减轻内毒素和缺血/再灌注引起的心肌损伤中发挥主要作用[2-3]。但Gly是否能减轻烧伤后心肌损害，维护心肌收缩功能等这方面报道鲜见。本研究通过建立动物模型，探讨Gly对烧伤后大鼠心肌细胞的保护作用，现报道如下。

1 材料与方法

1.1材料 健康成年Wistar大鼠72只，体质量(210±20)g，雌雄不拘(第三军医大学实验动物中心提供)。随机分成3组，正常对照组(C组)、烧伤组(B组)和Gly治疗组(Gly组)。实验分烧伤后12、24、48、72 h 4个时相点。C组8只大鼠，B组和Gly组各32只大鼠(每个时相点8只)。C组不予烧伤，其他2组大鼠烧伤前禁食12 h，1％戊巴比妥钠(40 mg/kg)腹腔注射麻醉，背部电推剃毛后10％硫化钠脱毛，抹固体汽油烧伤18 s，造成30％体表面积Ⅲ度烧伤。伤后按50 mL/kg腹腔注射复方乳酸钠抗休克，创面涂2％碘酊抗感染，每天2次。伤后给予标准动物颗粒饲料喂养，自由饮水。

1.2方法 Gly购自美国Sigma公司，制成2％甘氨酸溶液，pH值调定至7.2～7.4，用0.22 μm微孔滤膜除菌，4 ℃ 低温保存，用前复温至37 ℃。伤后6 h开始，Gly组腹腔注射甘氨酸(0.5 g·kg-1·d-1)，每次2.5 mL，每天2次，B组腹腔注射等容量生理盐水。

1.3检测指标

1.3.1心肌酶活性的检测 各组各时相点麻醉大鼠从插管导管中取血，置入促凝管中，4 ℃冰箱放置凝固后，8 000 r/min，离心5 min，取上清液，-20 ℃保存。血清肌酸激酶(CK)、谷草转氨酶(AST)和乳酸脱氢酶(LDH)采用血生化自动分析仪检测。

表1 大鼠不同时相点烧伤后血清CK含量的变化

表2 大鼠不同时相点烧伤后血清LDH含量的变化

表3 大鼠不同时相点烧伤后血清AST含量的变化

表4 大鼠不同时相点烧伤后心肌力学指标的变化±s,kPa，n=8)

1.3.2心肌力学指标的检测 大鼠麻醉按5 mL/kg剂量腹腔内注射20％乌拉坦，麻醉后仰卧固定于鼠台，剪开颈部正中皮肤，分离出右颈总动脉，远端结扎，从近心端将自制充满100 U/mL肝素生理盐水的聚乙烯导管插入至右心室，导管远心端与三通管、压力换能器、载波放大器串接八导生理记录仪(RM-86型，日本光电公司生产)，并经计算机接口连接生物信号处理软件，信号稳定后记录主动脉收缩压(AOSP)、舒张压(AODP)，左心室收缩压峰值(LVSP)和左心室内压变化最大速率(+dp/dtmax)。

2 结 果

大鼠心肌酶谱CK、LDH、AST含量变化情况，心肌力学指标AOSP、AODP、LVSP、+dp/dtmax变化情况，见表1～4。

3 讨 论

近来研究发现，烧伤早期即可出现严重的心肌损害。烧伤后30 min，心肌营养性血流量即减少15％,12 h减少60％，24 h仍明显低于对照值，表明严重烧伤早期心脏的血供即显著减少，导致心肌的缺血缺氧性损伤[4]，而心肌在缺血缺氧后数分钟内即可出现能量代谢和功能的变化，并随着时间的推移呈进行性加重[5]。

本研究结果显示，B组大鼠烧伤后CK和LDH 12 h即达峰值，AST 24 h达峰值，随后逐渐下降。而给予Gly后心肌酶谱升高程度明显低于B组，提示Gly能有效阻止酶的漏出，减轻心肌细胞的进一步损伤。其机制可能是：Gly通过维护细胞膜稳定性，防止心肌重要酶类流失，维护细胞能量代谢。血清CK、AST和LDH均为细胞内的酶类,参与细胞的正常代谢过程，在一定程度上其漏出多少可反映组织、细胞的损伤程度。CK位于线粒体内，是线粒体三磷酸腺苷(ATP)产生、利用、转换和贮存的关键酶；LDH催化糖酵解产物丙酮酸与乳酸相互转化以保证细胞内能量代谢的正常进行；AST催化谷氨酸与草酰乙酸之间的转氨作用，对于谷氨酰胺的代谢具有重要意义。烧伤后细胞代谢状态异常，糖酵解产物乳酸的堆积和脂质过氧化损伤等原因引起心肌细胞膜通透性升高，促使酶从细胞内释放进入血循环，胞内重要酶的丢失导致细胞能量代谢障碍[6-7]。而Gly可以防止ATP耗竭引起的细胞膜通透性增加，抑制磷脂酶A2的激活，防止细胞膜降解从而保护细胞膜完整性。

本研究采用的心肌力学指标主要包括AOSP、AODP、LVSP和+dp/dtmax。其中AOSP和AODP主要反映心脏压力后负荷状态和外周血管阻力情况，LVSP反映心肌最大收缩力，+dp/dtma则反映心肌最大收缩速度。本研究结果提示，伤后12 h AODP即处于较低水平，24 h达谷底；AOSP随时相持续下降，48 h达谷底并开始升高，但72 h仍较低；LVSP随时相下降程度进行性加重，72 h达谷底；+dp/dtmax随时相持续下降，72 h达最低。而给予Gly后烧伤大鼠心肌力学指标下降程度均有所缓解，提示Gly能减轻心肌细胞的损害，维护心肌收缩力。其可能机制为：(1)维护心肌细胞膜稳定性。大鼠心肌细胞可能存在Gly受体[8]，Gly与受体结合后稳定了心肌细胞膜电位，减轻心肌细胞钙离子超载，进而维护细胞膜的稳定性[9-10]。(2)改善心肌细胞能量代谢。高能磷酸化合物作为细胞直接能量物质影响心肌细胞的活性和收缩功能，烧伤后由于心肌血流灌注不足导致心肌缺血缺氧，再灌注时心肌组织产生大量的活性自由基可以直接攻击线粒体蛋白巯基，影响线粒体氧化代谢，导致烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)减少，ATP合成障碍[11]。此外，缺氧状态下，心肌细胞在无氧酵解代偿能量代谢障碍的过程中会使得代谢产物乳酸的堆积，造成细胞进一步损伤[12]。本研究前期显示，严重烧伤大鼠给予Gly后乳酸含量明显降低，同时ATP明显增加。

烧伤早期即出现心肌损害，心肌收缩功能受抑,泵血能力下降导致有效循环血量减少,从而诱发或加重休克，进一步造成全身其他组织器官缺血缺氧性损害。本研究表明，Gly能减轻烧伤后心肌损害，改善心肌能量代谢，维护心肌收缩功能。

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