缺血心肌細(xì)胞骨架損傷研究

1、缺血心肌細(xì)胞骨架損傷研究         06-11-16 16:31:00     作者：王孟杰，張銀環(huán)    編輯：studa20【摘要】  目的  建立動(dòng)物心肌缺血模型，探討心肌缺血時(shí)細(xì)胞骨架的改變。方法  15只清潔級(jí)健康成年雄性Wistar大白鼠，采用左冠狀動(dòng)脈結(jié)扎術(shù)造成部分心肌缺血，分別于缺血30min、60min、120min時(shí)取缺血心肌組織用免疫組織化學(xué)方法觀察心肌細(xì)胞骨架蛋白肌動(dòng)蛋白（-a

2、ctin）、波形蛋白（vimentin）、肌球蛋白（myosin）、結(jié)蛋白（desmin）的變化，與未缺血部分心肌對(duì)比，并用計(jì)算機(jī)圖像模擬分析系統(tǒng)計(jì)算細(xì)胞骨架蛋白量的變化。結(jié)果  心肌缺血時(shí)30min時(shí)即有骨架蛋白actin、myosin的損傷，隨后見(jiàn)desmin、vimentin受損。結(jié)論  心肌缺血時(shí)可以早期導(dǎo)致心肌細(xì)胞的細(xì)胞骨架損傷。        【關(guān)鍵詞】  心肌缺血；細(xì)胞骨架        The myocytoskeleton da

3、maging in ischemic myocardium        【Abstract】  Objective  To study the damaging of several cytoskeleton proteins in ischemic myocardium in animal model.Methods  15 Wistar white mouse，all male，weighing approximately 160g，are selected for study.Ische

4、mia model are made by tie up the left coronary artery，after 30min，60min，120 min，the ischemic tissue is taken out for study，the samples are investigated by immunohistochemistry using monoclonal antibodies against actin，vinculin，desmin and myosin.Results  Ischemia can induce  disruption of t

5、he cytoskeleton in myocardium，early in 30 minuses actin，myosin，may be injuryed，desmin and vinculin is a little endurable to anoxia，but also showed damaged after 120 minutes of ischemia（anoxia）.Conclusion  Ischemia can cause the injury of cytoskeleton in myocardium，which is in response to the ir

6、reversible injury to myocardium.        【Key words】  myocardial ischemia;cytoskeleton        心肌缺血的病理生理改變一直是心臟科學(xué)研究的熱點(diǎn)，近年研究發(fā)現(xiàn)，心肌細(xì)胞骨架在心肌缺血時(shí)的改變具有其獨(dú)立的特點(diǎn)，對(duì)心肌缺血時(shí)心肌細(xì)胞的不可逆損傷具有極為重要的意義1。心肌缺血的保護(hù)與臨床有密切的聯(lián)系，尤其為臨床研究所關(guān)注。心肌缺血時(shí)細(xì)胞骨架發(fā)生變化的一些特點(diǎn)，國(guó)外有所研究，并通過(guò)藥物干

7、預(yù)，解釋了一部分可能的機(jī)制2，3，國(guó)內(nèi)較少有相關(guān)研究。        1  對(duì)象與方法        1.1  實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組  15只清潔級(jí)健康Wistar大白鼠，均為雄性。體重138165g，由同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。分為3小組，每組5只，分別為缺血30min、60min、120min組。對(duì)照組：未缺血區(qū)心肌。        1.2  試劑  采用鼠抗動(dòng)物骨

8、架蛋白肌動(dòng)蛋白（-sarcomeric actin）、波形蛋白（vimentin）、肌球蛋白（myosin）、結(jié)蛋白（desmin）均購(gòu)于Boster生物工程有限公司。        1.3  方法          心肌缺血模型制備與缺血心肌標(biāo)本的制備  心肌缺血模型與缺血心肌標(biāo)本的制備采用Barbosa6的方法：依次麻醉動(dòng)物、氣管切開(kāi)、插管進(jìn)行人工呼吸、切開(kāi)胸壁、暴露心臟，左冠狀動(dòng)脈根部23mm處結(jié)扎，觀察心肌缺血區(qū)的變化。于心肌缺血30mi

9、n、60min、120min時(shí)迅速切取完整心臟，于生理鹽水中清洗干凈后，切取3mm大小缺血組織塊，放入4多聚甲醛中固定。切取未缺血組織作為對(duì)照。標(biāo)本固定、石蠟切片。          形態(tài)學(xué)觀察  采用常規(guī)HE染色，顯微鏡下觀察心肌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)。          免疫組織化學(xué)染色  -sarcomeric actin、vimentin、myosin、desmin單抗免疫組化染色。     &#

10、160;  2  結(jié)果        心肌缺血時(shí)大體標(biāo)本上可以見(jiàn)到，缺血區(qū)心肌呈現(xiàn)出顏色變淺、缺血區(qū)周圍充血、色彩加深。心肌細(xì)胞的病理改變?cè)贖E切片上可以見(jiàn)到缺血時(shí)心肌細(xì)胞腫脹，梗死區(qū)周邊形成出血帶。在細(xì)胞骨架的免疫組化染色中觀察到，actin、myosin在缺血30min的心肌細(xì)胞中即有斷裂、減少，60min時(shí)更加明顯；desmin缺血60min也可以見(jiàn)到減少。vimentin在缺血120min的心肌組織中可見(jiàn)減少（見(jiàn)圖15）。    計(jì)算機(jī)圖像模擬分析計(jì)算細(xì)胞骨架蛋白相對(duì)量的變化（

11、見(jiàn)表1）?？梢钥吹皆谌毖?0min時(shí)即可以見(jiàn)到actin、myosin的減少，在缺血60min、120min時(shí)actin、myosin明顯減少，與未缺血心肌比較差異有顯著性，同時(shí)desmin及vimentin也開(kāi)始減少，在120min時(shí)更加顯著。 表1  心肌缺血時(shí)細(xì)胞骨架蛋白密度值隨時(shí)間變化的情況  （x±s） 注：與0min相比，*P0.05    3  討論        心肌缺血是心血管臨床極其常見(jiàn)的問(wèn)題之一，對(duì)其病理生理研究一直是心血管研究的熱門

12、。怎樣加強(qiáng)對(duì)心肌缺血時(shí)心肌細(xì)胞的保護(hù)，從而保護(hù)心功能，更是臨床工作者關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)缺血心肌的保護(hù)應(yīng)當(dāng)最好是在心肌雖然發(fā)生缺血，但是尚且沒(méi)有發(fā)生心肌不可逆損傷之前，因而對(duì)心肌缺血不可逆損傷的機(jī)制進(jìn)行研究也就顯得極其重要。對(duì)心肌缺血不可逆損傷的研究曾有多種學(xué)說(shuō)，如溶酶體作用說(shuō)、線粒體受損說(shuō)、代謝終產(chǎn)物作用說(shuō)、鈣超負(fù)荷說(shuō)及脂質(zhì)過(guò)氧化物作用說(shuō)1，2等，但都只是揭示了心肌細(xì)胞不可逆損傷的某一方面，而沒(méi)有一種學(xué)說(shuō)能完滿解釋各種現(xiàn)象，而以細(xì)胞骨架受損作為細(xì)胞不可逆損傷的原因，則可以解釋很多其他學(xué)說(shuō)所解釋不了的物理學(xué)現(xiàn)象3，4。認(rèn)為當(dāng)ATP嚴(yán)重耗竭時(shí)，細(xì)胞骨架之間的連接減弱，使在機(jī)械力的作用下而發(fā)生斷裂，進(jìn)而

13、促使細(xì)胞的各種功能失常，細(xì)胞骨架與膜脂質(zhì)有關(guān)，參與維持膜的完整性，當(dāng)細(xì)胞骨架損傷時(shí)，導(dǎo)致細(xì)胞膜的破壞，進(jìn)而發(fā)生不可逆損傷并進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞死亡5。Sschneijdenberg等6證明，心肌缺血時(shí)表現(xiàn)出的肌膜蛋白（intramembranous particle，IMPs）的聚集現(xiàn)象的發(fā)生與細(xì)胞骨架的作用消失沒(méi)有必然的聯(lián)系，而IMPs的聚集是可逆的。細(xì)胞骨架在心肌缺血不可逆損傷中起如此重要的作用，是與心肌細(xì)胞骨架自身的重要作用分不開(kāi)的。心肌細(xì)胞骨架的首要作用是起著連接細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)成分的作用，而且心肌細(xì)胞的分化、分泌、代謝都與它的參與有關(guān)7，8，不僅如此，細(xì)胞骨架還與心肌細(xì)胞的電依賴性鈉通道的開(kāi)放、鉀通道內(nèi)流的整體調(diào)節(jié)中起著一定的作用911。心肌細(xì)胞骨架主要有以下幾種：actin、myosin、desmin以及vimentin等。它們對(duì)缺血的耐受能力各不相同，其中，actin、myosin的耐受力最