妊娠大鼠對急性心肌缺血損傷的反應(yīng)及其機(jī)制(一)

1、妊娠大鼠對急性心肌缺血損傷的反應(yīng)及其機(jī)制(一)    作者：鄭小璞，馬愛群，牛常民，董安平，張偉，耿濤【關(guān)鍵詞】 心肌缺血摘要：目的 探討妊娠鼠是否比正常生理狀態(tài)能更好地耐受心肌缺血損傷以及發(fā)生的可能機(jī)制。方法 雌性SD大鼠20只，早孕SD大鼠10只，分為正常對照組、未孕心梗組及早孕心梗組，于造模后3周使用Image 1.31軟件，測量心肌梗死范圍。使用powerLAB 4.12系統(tǒng)進(jìn)行血流動力學(xué)測量，并應(yīng)用 TUNEL法檢測細(xì)胞凋亡，Massion染色觀察心肌膠元。結(jié)果 早孕心梗組梗死范圍為28.86%，未孕心梗組為36.8%。早孕心梗組心肌梗死范圍較

2、未孕心梗組明顯減?。恍墓?周后早孕心梗組左室收縮末壓下降及左室舒張末壓升高均較未孕心梗組為輕。兩組凋亡指數(shù)比較早孕心梗組凋亡指數(shù)明顯高于未孕心梗組。Massion染色顯示：早孕心梗組心肌膠元含量明顯較未孕心梗組少。結(jié)論 妊娠對大鼠急性心肌缺血損傷有保護(hù)作用。關(guān)鍵詞：妊娠；心肌缺血；細(xì)胞凋亡；心臟功能ABSTRACT: Objective To explore the effect of acute myocardial ischemia on the heart function of the pregnant rats and the rats without pregnancy. Meth

3、ods 20 Female SD rats and 10 early pregnancy rats were divided into normal group, unpregnant group with acute myocardial infarction and early pregnant group with acute myocardial infarction. After 3 weeks, we used Image 1.31soft to measure areas of myocardial infarction, and eva luated hemodynamics

4、of heart with power LAB4.12, meanwhile apoptosis was tested by TUNEL,and cardiac tissues were stained with Massion. Results Compared with unpregnant group with acute myocardial infarction, the early pregnant group with acute myocardial infarction had less myocardial infarction area (28.86% vs. 36.8%

5、),and had a higher left ventricle end systolic pressure, +-dp/dt max ,and lower left ventricle end diastolic pressure. TUNEL positive cells were significantly increased in early pregnant group (P0.05 vs. control). Massion stain showed the collagen of the lesion was less in the early pregnant group w

6、ith acute myocardial infarction than that in unpregnant group with acute myocardial infarction. Conclusion Early pregnant group with acute myocardial infarction had better heart contractive and diastolic function.KEY WORDS: pregnancy; myocardium ischemic; apoptosis; heart function急性心肌缺血發(fā)生后，心肌細(xì)胞出現(xiàn)損傷、

7、壞死，使具有正常收縮及舒張功能的心肌細(xì)胞數(shù)量減少，并逐步發(fā)生心室重構(gòu)，最終導(dǎo)致慢性心力衰竭。因此，盡可能減少心肌壞死面積，并抑制隨后發(fā)生的心室重構(gòu)，是治療缺血性心臟病的熱點(diǎn)。但現(xiàn)有治療手段，諸如：藥物、介入手術(shù)、外科手術(shù)，在一定程度上雖然可以緩解患者癥狀，卻不能減少己壞死的心肌細(xì)胞?；诖朔N情況，尋找影響梗死面積的因素并對其機(jī)制進(jìn)行探討，對于指導(dǎo)臨床更好的治療缺血性心臟病具有重大的意義。我們在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了一個現(xiàn)象：在急性心肌梗死模型的大鼠和兔子中有妊娠的個體，它們安全的經(jīng)歷了手術(shù)并生存了下來。在處死時(shí)發(fā)現(xiàn)這些動物的心肌梗死面積較小。所以，我們旨在探討妊娠動物是否比正常生理狀態(tài)能更好的耐受心

8、肌缺血、損傷以及發(fā)生的可能機(jī)制。1 材料與方法1.1 實(shí)驗(yàn)動物 雌性SD大鼠20只，早孕SD大鼠10只。體重200-280g。由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心提供。1.2 實(shí)驗(yàn)分組 分為正常對照組、非妊娠心肌梗死對照組及早孕心肌梗死組妊娠后(7±2)d，分別于左心耳下2mm處結(jié)扎左冠狀動脈前降支。術(shù)后21d處死，處死前行血液動力學(xué)檢查。1.3 心肌梗死模型的建立 將大鼠置于厭氧麻醉罩內(nèi)，投入乙醚紗布麻醉。在左側(cè)第四肋間處剪開胸腔，擠出心臟，以0/5無損傷縫線于左心耳和肺動脈圓錐之間左心耳下緣結(jié)扎左冠狀動脈前降支，心電圖表現(xiàn)為R增寬、增高，或ST抬高，同時(shí)可見左心室前側(cè)壁及心尖部顏色變

9、暗，搏動減弱，為造模成功。1.4 心肌梗塞面積的測量 使用ImageJ 1.31軟件，測量壞死瘢痕化的心肌外緣周長(A)及正常心肌周長(B)，心肌梗死面積=A/(A+B)×%。1.5 血流動力學(xué)測量 以200g/L(20%)烏拉坦0.5mL/kg腹腔麻醉大鼠。游離右頸總動脈1cm左右。結(jié)扎遠(yuǎn)心端，在游離動脈段中上1/3處剪一小口。插入PE50導(dǎo)管，將導(dǎo)管送入近心端1.5cm左右，穩(wěn)定3-5min后記錄頸動脈血壓。之后將導(dǎo)管繼續(xù)向下送，直到動脈血壓圖形變?yōu)椤案咴汀?。穩(wěn)定3-5min后。使用powerLAB 4.12系統(tǒng)測量左室收縮末壓(LVESP)，左室舒張末壓(LVEDP)，+dp

10、/dtmax，-dp/dtmax等指標(biāo)。1.6 TUNEL法檢測細(xì)胞凋亡 結(jié)果判定：細(xì)胞核中有棕黃色顆粒為陽性細(xì)胞，即凋亡細(xì)胞。凋亡程度用凋亡指數(shù)表示(凋亡指數(shù)=凋亡細(xì)胞核數(shù) /視野細(xì)胞核總數(shù))。1.7 Massion染色顯示心肌膠元含量 在染色中，膠元組織為蘭色，心肌組織為紅色。1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 數(shù)據(jù)用SSPS11.0軟件進(jìn)行分析。依據(jù)資料性質(zhì)進(jìn)行t檢驗(yàn)及2檢驗(yàn)。所有計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，計(jì)數(shù)資料用百分率表示。取0.05為顯著性標(biāo)準(zhǔn)。2 結(jié) 果2.1 心肌梗死3周后兩組血流動力學(xué)指標(biāo)的比較 無論早孕心梗組，還是未孕心梗組與正常組比較，左室收縮末壓、+dp/dtmax 均降低

11、，以未孕組為著(P0.05)。另外，未孕心梗組左室舒張末壓、-dp/dt與正常對照組相比均顯著升高。分別升高了24.3%、23.1% ，而早孕組左室舒張末壓、-dp/dt與正常對照組相比無明顯變化(表1)。表1 心肌梗死后3周血流動力學(xué)結(jié)果的比較（略）2.2 兩組心肌梗死面積的比較 早孕心梗組梗死面積為28.86%，對照組為36.8%。早孕心肌梗死面積較未孕組明顯減小(P0.05，表2)。表2 心肌梗死3周后心肌梗死面積的比較（略）2.3 早孕心肌梗死組與未孕心肌梗死凋亡指數(shù)的比較 早孕心肌梗死組凋亡指數(shù)明顯高于未孕心肌梗死組(表3)。表3 早孕心肌梗死組與未孕心肌梗死組凋亡指數(shù)的比較（略）2

12、.4 Massion染色 顯示早孕心肌梗死組心肌膠元含量明顯較未孕心肌梗死組減少（圖1-2）。圖1 早孕心肌梗死組（略）圖2 未孕心肌梗死組（略）3 討 論在妊娠過程中，循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生了許多結(jié)構(gòu)及功能的改變，如血容量增加，且整個妊娠期間血容量約增加30%-50%。心輸出量在妊娠期間可以比正常高30%-50%。妊娠時(shí)機(jī)體神經(jīng)體液改變，其中有許多具有損傷保護(hù)作用的因子高度表達(dá)，如雌激素、孕激素、NO等。還有一些可以進(jìn)行強(qiáng)大的血管修復(fù)作用，如血管內(nèi)皮生長因子、堿性成纖維細(xì)胞生長因子、胰島素樣生長因子等。這些因子在妊娠期與正常生理情況相比升高許多倍。所以，我們推測它們會對妊娠期間發(fā)生的心肌梗死起到特殊的

13、作用，即可以對急性心肌梗死對機(jī)體造成的損傷起保護(hù)作用。事實(shí)上，從生物進(jìn)化的角度來講，這也是合理的。因?yàn)樯餅榱烁玫谋Ｗo(hù)種群的生存，必須在妊娠這一重要的時(shí)刻保持較好的應(yīng)激反應(yīng)能力。本試驗(yàn)的結(jié)果也證實(shí)了此觀點(diǎn)(妊娠心肌梗死組心肌梗死面積顯著小于未妊娠心梗組)；其梗塞后心功能也較未妊娠組為佳。現(xiàn)已明確，心臟損傷后其大小、形態(tài)和功能的改變(即心臟重構(gòu))是導(dǎo)致心功能失代償?shù)闹匾?。心臟重構(gòu)是基因調(diào)控的分子細(xì)胞和間質(zhì)變化，其中心肌細(xì)胞的主要變化是壞死和凋亡，而壞死位于梗死中心，凋亡主要分布于梗死的邊緣區(qū)。本研究中，我們對兩組凋亡指數(shù)比較后發(fā)現(xiàn)，早孕心梗組凋亡指數(shù)明顯高于未孕心梗組，但心功能優(yōu)于未孕心梗

14、組。另外，Mccully等在兔心肌缺血損傷研究中也發(fā)現(xiàn)，在損傷中細(xì)胞凋亡要比壞死出現(xiàn)的早，但應(yīng)用特異的凋亡抑制劑卻不能改善受損的心肌功能。提示細(xì)胞凋亡似乎對心臟功能影響不大，或者可能有益于心臟修復(fù)？目前，認(rèn)為在心梗后組織的修復(fù)方面，干細(xì)胞的作用巨大。有研究顯示應(yīng)用動員骨髓干細(xì)胞的方法修復(fù)梗死的心臟。結(jié)果使死亡率下降，梗死面積減少，梗死區(qū)擴(kuò)張下降，舒張期心室壁張力下降。本實(shí)驗(yàn)室前期的研究中也發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞動員可以使心肌梗死面積減少，血管重建增強(qiáng)，缺血后自體干細(xì)胞變化曲線與凋亡出現(xiàn)一致。而Jackson等從一種遺傳變種的小鼠身上純化了一種造血干細(xì)胞。這些細(xì)胞隨后被注入事先接受過致死劑量射線照射的心肌梗

15、死小鼠的骨髓中，結(jié)果在梗塞周圍凋亡高發(fā)區(qū)發(fā)現(xiàn)有供體來源的心肌細(xì)胞。在成年個體，外周血中造血干細(xì)胞僅占有核細(xì)胞的0.1%，而在妊娠早期，臍血中干細(xì)胞可達(dá)到11.1%。因此，我們推測凋亡細(xì)胞是否是為修復(fù)騰出的“龕位”。其修復(fù)可能源于干細(xì)胞生成的心肌細(xì)胞。妊娠期較高的干細(xì)胞將更利于其修復(fù)。而壞死的心肌細(xì)胞則由于細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)的釋放刺激細(xì)胞間質(zhì)的增生、纖維化。凋亡比例高于壞死成分，干細(xì)胞的修復(fù)大于間質(zhì)纖維化也許是妊娠組心功能優(yōu)于非妊娠組的主要原因之一，其機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)：1Longo LD.Maternal blood volume and cardiac output during preg

16、nancy: A hypothesis of endocrinologic control . Am J Physiol, 1983,720(5):245246.2Robson SC, Hunter S, Boys R J, et al. Serial study of factors influencing changes in cardiac output during human pregnancy . Am J Physiol,1989, 1060(7):256258.3Paul S. Ventricular remodeling . Crit Care Nurs Clin North

17、 Am, 2003,15(4):407411.4Murriel CL, MochlyRosen D. Opposing roles of delta and epsilon PKC in cardiac ischemia and reperfusion: targeting the apoptotic machinery. Arch Biochem Biophys . Arch Biochem Biophys, 2003, 420(2):246254.5Mccully JD, Wakiyama H, Hsieh YJ, et al. Differential Contribution of N

18、ecrosis and Apoptosis in Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury . Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2004, 286(5):H19231307.6Lin L, Zhou SH, Qi SS, et al. Subcutanous abministration of granulicyce conony stimulating factor and stem cell factor ameliorates the outcome of acute myocardial infarction . Chin Med J, 2005,118(15):13031307.7Jackson KA, Majka SM, W