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编号:10271681
降钙素基因相关肽对大鼠心肌缺血损伤的影响
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第3期
     作者:谭建新 李岩松 黄宇戈 吕文清 李昌荣

    单位:谭建新 黄宇戈 李昌荣(广东医学院附属医院儿科,广东 湛江 524001);李岩松(广东医学院附属医院病理科);吕文清(广东医学院生理研究室)

    关键词:降钙素基因相关肽;心肌;局部缺血;氧;自由基;酶类

    中国病理生理杂志000310

    [摘 要] 目的:观察降钙素基因相关肽对大鼠缺血心肌的保护作用。方法:用单剂量异丙肾上腺素皮下注射复制大鼠心肌缺血损伤模型,单剂量降钙素基因相关肽静脉注射治疗,2 h后采血测定血清心肌酶及血清MDA、SOD水平,同时取心肌组织匀浆测组织MDA、SOD水平,并观察心肌组织结构改变。结果:(1)异丙肾上腺素致缺血心肌损伤大鼠血清和心肌组织MDA升高、SOD下降,而CGRP治疗能逆转上述改变(P<0.05)。(2)CGRP治疗组心肌酶CK、LDH明显低于损伤组(P<0.05)。(3)心肌光镜、电镜结果示CGRP组细胞损伤程度明显低于损伤组(P<0.05)。结论:CGRP对异丙肾上腺素所致大鼠缺血心肌有保护作用,抗膜脂质过氧化可能是其重要机制。
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    [中图分类号] R322.1+1 [文献标识码] A

    [文章编号] 1000-4718(2000)03-0226-03

    Effect of calcitonin gene-related peptide (CGRP) on myocardial ischemic injury in rat

    TAN Jian-xin , HUANG Yu-ge, LI Chang-rong

    ( Dept. of Pediatrics)

    LI Yan-song

    (Dept. of Pathology)

, 百拇医药     LU Wen-qing

    (Dept. of Physiology,Affiliated Hospital of Guangdong Medical College, Zhanjiang 524001, China)

    [Abstract] AIM: To study the protective effects of intravenous (iv) CGRP on myocardial injury in rat. METHODS: Establish a rat myocardial ischemic injury model by subcutaneous injection of single dose of isoproterenol (ISO), and treat the model with single dose of iv CGRP. Two hours later, serum CK, LDH, MDA and SOD levels were measured, MDA and SOD in myocardial tissue were tested, and myocardial tissue structures were observed. RESULTS:(1) Serum MDA and tissue MDA levels increased significantly and serum SOD and tissue SOD decreased significantly in injury group, in the CGRP treated group, the above changes were reversed (P<0.05). (2) Serum CK and LDH levels of the treated group decreased significantly when comared with injury group(P<0.05). (3) Microscopic and electron microscope observation showed that degree of injury of myocardial structure in the CGRP treated group was slighter than injury group (P<0.05). CONCLUSION: Iv CGRP had protective effect on ischemic myocardium produced by isoproterenol, inhibition of membrane lipid peroxidation maybe its important machanism.
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    [MeSH] Calcitonin gene-related peptide; Myocardium; Ischemia; Oxygen; Free radicals; Enzymes

    降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP)是一种属非肾上腺素能非胆碱能的强力扩血管多肽物质,含CGRP神经纤维广泛分布于心血管系统,对心血管功能具有重要的调节作用[1,2]。许多作者[3,4]采用离体心脏及培养心肌细胞进行研究,证实CGRP可保护缺血、缺氧心肌组织,而采用静脉用CGRP观察其对缺血心肌的保护作用较少报道。故本研究旨在观察单剂量静脉注射CGRP对异丙肾上腺素致缺血心肌保护作用,并观察其对氧自由基的影响以探讨其作用机制。

    材 料 和 方 法

    一、材料
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    SD大鼠由第一军医大学实验动物中心提供,CGRP为Sigma公司产品,丙二醛(malondialdehyde, MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)检测试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

    二、动物分组

    取体重300~350 g的健康SD大鼠36只,雄雌各半,随机分为:对照(control)组(12只)、异丙肾上腺素(isoproterenol, ISO)损伤组(12只)、ISO+CGRP组(12只)。

    三、心肌损伤模型复制及实验方法

    20%乌拉坦(5 mL/kg, ip)麻醉大鼠,气管切开插管,分离颈外静脉以备注药和取血,连接心电图机记录肢体Ⅱ导联。ISO(30 mg/kg)缓慢皮下注射,观察心电图改变,注射ISO 10 min即可见心率及ST-T波明显改变,30 min取心脏作病理检查可见心肌损害,提示心肌损伤模型复制成功。对照组皮下注射等量生理盐水。ISO+CGRP组于ISO注射30 min后,由颈外静脉用微泵匀速缓注CGRP(3 μg/kg,浓度为3 ng/mL),持续25~30 min,余两组按同样方法注射生理盐水,各组观察120 min,以后取血作检查,并处死大鼠取心脏作病理组织检查。
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    四、观察指标

    (一)血清MDA、SOD、LDH、CK水平测定 由颈外静脉取血4 mL,离心取血清用721型分光光度计,根据试剂盒操作检测MDA、SOD水平,用全自动生化分析仪检测乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase, LDH)、肌酸激酶(creatine kinase, CK)水平。

    (二)心肌MDA、SOD水平测定 采血后立即将大鼠处死,取出心脏,用生理盐水冲净血迹,取20~50 mg心室肌组织,在1~4℃条件下制成10%生理盐水匀浆,然后离心(3 000 r/min,10 min), 取上清液,检测心肌细胞MDA和SOD水平。

    (三)心肌显微结构的观察 取小块左右心室肌组织,置于10%甲醛液中固定,石腊包埋,切片作HE染色,光镜下观察。另取小块左右心室肌,于2%戊二醛液中固定,经脱水,包埋后作超微切片,用电子显微镜观察心肌超微结构。
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    五、统计分析

    数据用均数±标准差(±s)表示,用方差分析、q检验和卡方检验作统计学处理。

    结 果

    一、CGRP对血清及组织SOD、MDA水平的影响

    结果显示心肌缺血组的血清MDA水平明显高于,而SOD水平明显低于正常对照组,治疗组的血清MDA水平显著低于心肌缺血组,接近正常对照组,而SOD水平明显高于缺血组,但仍明显低于正常对照组。缺血组的心肌组织MDA水平明显高于,而SOD水平明显低于对照组,治疗组心肌组织MDA水平明显低于,而SOD水平明显高于缺血组,但仍与对照组有明显差异。

    表1 CGRP治疗对血清及组织SOD、MDA水平的影响
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    Tab 1 Effects of CGRP on SOD and MDA levels in serum and myocardial tissue (±s, n=12) Group

    Serum MDA

    (nmol/mL)

    Serum SOD

    (U/mL)

    MT MDA

    (nmol/100 mg pro)

    MT SOD

    (U/mg pro)
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    Control

    4.95±0.90

    136.6±19.3

    26.2±4.3

    345.3±52.8

    ISO

    8.12±1.10*

    87.7±19.9*

    67.8±5.6*

    213.8±29.9*

    ISO+CGRP
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    5.28±0.90

    115.4±15.9*△

    38.3±7.1△

    337.7±49.2

    *P<0.05, vs control group;△P<0.05, vs ISO group; MT:myocardial tissue; pro: protein表2 CGRP治疗对血清LDH、CK水平的影响

    Tab 2 Effects of CGRP on serum LDH and

    CK levels(±s, n=12) Group
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    LDH(U/L)

    CK(U/L)

    Control

    310±82

    254±72

    ISO

    651±153*

    802±165*

    ISO+CGRP

    325±109

    352±132
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    *P<0.05, vs control group;△P<0.05, vs ISO group

    二、CGRP对血清LDH、CK水平的影响

    结果显示心肌缺血组心肌酶LDH、CK水平显著高于正常对照组,CGRP治疗组心肌酶活性基本正常。

    三、组织学观察

    光镜下,根据Rona等[5]心肌组织病理分类法将心肌组织改变分为4级:0级:无病变;Ⅰ级:心内膜下局灶性病变;Ⅱ级:心肌大范围灶性病变;Ⅲ级:心肌广泛融合性病变。本研究正常对照组均为0级,ISO组均异常,其中Ⅲ级4例,Ⅱ级7例,Ⅰ级1例,ISO+CGRP组0级5例,Ⅰ级6例,Ⅱ级1例,无Ⅲ级病变。经卡方检验,ISO+CGRP组心肌病变明显轻于ISO组(P<0.05),两组与正常组比较亦有显著性差异(均P<0.05)。
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    电镜观察表明,缺血心肌组心肌线粒体呈现不同程度的空化或致密化变化,少数心肌肌浆网呈扩张改变,而ISO+CGRP组心肌细胞仅见轻度水肿,心肌线粒体大小均匀,个别轻度肿胀,对照组无异常变化。

    四、心电图改变

    异丙肾上腺素皮下注射后,心率增快3%~5%,ST段明显下降达0.05~0.10 mV,T波全部低平。应用CGRP治疗后,心率无明显改变,ST段逐渐恢复,下降程度均低于0.05 mV,T波恢复接近正常。治疗组3例在注射ISO后,出现室性早搏,应用CGRP后消失。缺血组有5例频发室早,发生率为41%。

    讨 论

    CGRP是目前已知体内最强扩血管物质,它不但有显著的降压作用,且对损伤心肌有保护作用。李红梅等[6]利用结扎大鼠心脏制成缺血模型,冠脉内注射CGRP明显减少缺血心肌细胞LDH、GOT的漏出,本文采用大剂量异丙肾上腺素作大鼠皮下注射造成心肌损伤,结果显示,血清心肌酶LDH、CK活性明显增高,CGRP静脉注入可显著降低血清LDH、CK水平,说明CGRP局部或静脉应用均可逆转心肌细胞损伤和对心肌有保护作用。
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    已知异丙肾上腺素致心肌损伤,心肌组织MDA和SOD水平失衡,本文结果证实,血清MDA和心肌组织MDA水平明显增高,SOD活性下降,CGRP静脉注射能显著或部分逆转上述变化,即能减少膜脂质过氧化反应,加强了自由基的清除,因而对损伤心肌具有保护作用。宋开梅等[7]报道CGRP能减少精氨酸加压素对培养心肌细胞脂质过氧化反应影响,裴建明等[3]亦报道利用家兔心脏结扎冠脉造成缺血-再灌注损伤模型,CGRP能抑制其过强的脂质过氧化反应,CGRP对心肌细胞脂质过氧化反应影响的具体机制不十分清楚,可能与其扩张冠脉[4]、改善心肌氧化代谢、保护心肌细胞膜流动性有关。大剂量异丙肾上腺素皮下注射大鼠,心肌细胞光镜及电镜下可见心肌细胞超微结构发生严重损伤,CGRP治疗后能稳定细胞形态,减轻或逆转心肌细胞结构损伤,裴建明等[3]报道局部用CGRP能显著缩小缺血再灌注心肌梗塞面积,表明CGRP保护心肌细胞功能可以防治心肌损伤。

    国内外许多作者从离体、在体心脏缺血模型[3,8,9]及心肌细胞培养等实验中,证实CGRP能通过增加心室肌细胞静息电位,提高动作电位幅度,延长缺血心肌复极化时间,从而拮抗心律失常。张剑峰等[10]通过大鼠心肌缺血-再灌注模型,证实CGRP能防治缺血心肌损伤所致室性心律失常。本文实验结果证实静脉注射CGRP能改善或逆转异丙肾上腺素致缺血心肌所致的ST-T波改变,防治心律失常。
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    [基金项目] 广东省卫生厅资助课题(卫 A1997341)

    [参 考 文 献]

    [1] Struthers AD, Broun MJ, MacDonald DWR, et al. Human calcitonin gene-related peptide:a potent endogenous vasodilator in man[J]. Clin Sci, 1986, 70:389~393.

    [2] Gulbenkian S, Saetrum O, Ekman N, et al. Peptidergic innevation of human epicardial coronary arteries[J]. Circ Res, 1993, 73:579~588.

    [3] 裴建明,牛国保,牛妙章,等. 降钙素基因相关肽对缺血再灌注心肌的保护作用[J]. 第四军医大学学报,1995, 16:262~265.
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    [4] Nobuyo S, Hiroshi K, Kouichi S, et al. Effect of calcitonin gene-related peptide on coronary mircovessels and its role in acute myocardial ischemia[J]. Circulation, 1994, 89:366~374.

    [5] Rona G, Bill W, Guilman A, et al. An infarct-like myocardial lession and other toxic manifestations produced by isopenaline in the rat[J]. Arch Pathol Lab Med, 1959, 67:443.

    [6] 李红梅,裴建明,朱妙章. 降钙素基因相关肽对缺血心肌保护作用的实验研究[J]. 心电学杂志,1993, 12:126~131.
, 百拇医药
    [7] 宋开梅,赵连发,林树新. 精氨酸加压素和降钙素基因相关肽对实验性心肌细胞脂质过氧化的影响[J]. 第四军医大学学报,1994, 15:412.

    [8] 裴建明,减益明,牛国保. 降钙素基因相关肽的心肌电生理作用[J]. 中国应用生理学杂志,1996,12:41~44.

    [9] Frenco CA, Cundberg JM, Saria A, et al. Calcitonin gene-related peptide:release by capsaicin and prolongation of the action potential in the guinea pig heart[J]. Acta Physiol Scand, 1988, 132:181~190.

    [10] 张剑峰, 刘 皇,刘玄重,等.降钙素基因相关肽对缺血-再灌注性心律失常的作用[J]. 首都医学院学报,1995, 16:124~127.

    [收稿日期]1998-12-02 [修回日期]1999-05-17

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