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编号:10271682
磷酯酶A2抑制剂DTNB对大鼠心肌缺血再灌注心律失常的影响
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第3期
     作者:孟繁学 焦晓慧 韩大英

    单位:(首都医科大学心血管生理研究室,北京 100054)

    关键词:心肌;局部缺血;心律失常;硝基苯甲酸盐;钙;磷脂酶A类;钾通道

    中国病理生理杂志000309

    [摘 要] 目的:研究非钙依赖性的磷脂酶A2 (PLA2)和ATP敏感性钾通道(KATP)在大鼠心肌缺血再灌注(I/R)心律失常中的作用。方法:结扎大鼠左冠状动脉前降支造成缺血10 min,然后放开再灌注10 min。在心肌缺血前5 min分别给予PLA2抑制剂5,5-dithio-bis(2-nitrobenzoic acid)(DTNB)(16 mg/kg),KATP开放剂pinacidil(0.2 mg/kg),KATP阻断剂glibenclamide(0.3 mg/kg)。结果:与对照组相比,DTNB可降低心律失常评分、磷酸肌酸激酶(CPK)和乳酸脱氢酶 (LDH)值(P<0.05);而glibenclamide对I/R心律失常无影响,但升高CPK,LDH值(P<0.05);与glibenclamide组比,在glibenclamide阻断KATP后,DTNB可引起致死性心律失常,并可升高LDH值(P<0.05);pinacidil可完全抑制I/R引起的室颤和室速。结论:PLA2抑制剂DTNB可减轻I/R损伤,表明PLA2在I/R心律失常中起着重要作用,同时也表明激活的KATP具有抗I/R心律失常的作用。但DTNB对抗I/R心律失常的作用与KATP的关系仍有待进一步研究。
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    [中图分类号] R 541.7 [文献标识码] A

    [文章编号] 1000-4718(2000)03-0222-04

    The effect of phospholipase A2 inhibitor DTNB on the rat ischemia reperfusion arrhythmia

    MENG Fan-xue, JIAO Xiao-hui, HAN Da-ying

    (Department of Cardiovascular Physiology, Capital University of Medical Sciences, Beijing 100054, China)

    [Abstract] AIM: To determine the effects of phospholipase A2 (PLA2) and KATP on rat ischemia/reperfusion(I/R)-induced arrhythmia. METHODS: Myocardial ischemia and reperfusion were produced by occlusion and reirregation of the left anterior descending artery(LAD). An inhibitor of PLA2, 5,5-dithio-bis(2-nitrobenzoic acid) (DTNB) (16 mg /kg), a KATP opener pinacidil (0.2 mg/kg), a KATP blocker glibenclamide (0.3 mg/kg) was used 5 min prior to 10 min regional ischemia and 10 min reperfusion. RESULTS: DTNB (16 mg/kg) reduced the scores of arrhythmia, creatine kinase (CPK) and lactate dehydrogenase(LDH) (P<0.05). Glibenclamide had no effect on I/R arrhythmia, but increased CPK and LDH (P<0.05). After KATP was blocked by glibenclamide, DTNB led to lethal ventricular fibrillation and increase LDH, higher than without DTNB (P<0.05). Pinacidil depleted ventricular fibrillation and ventricular tachycardia. CONCLUSIONS: PLA2 inhibitor DTNB enhances membrane stability both in structure and function, so that reduces myocardial damage caused by I/R, and suggests that PLA2 plays an important role on myocardial I/R arrhythmia, and also implies that activated KATP prevents rats from I/R arrhythmia under condition of our experiments, but the relationship between DTNB protective effect and KATP activity remains indefinite.
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    [MeSH] Myocardium; Ischemia; Arrhythmia; Nitrobenzenes; Calcium; Phospholipases A; Potassium channels

    大量研究表明心肌细胞膜磷脂的减少与心肌缺血再灌注(ischemia/reperfusion, I/R)损伤有着密切的关系[1]。心肌I/R时,磷脂酶A2(phospholipase A2, PLA2)被激活,不但引起磷脂的减少,而且对KATP活性具有调节作用。但目前尚未有关于PLA2在I/R心律失常中作用的报道。DTNB全名5,5二硫代-二(2硝基苯甲酸),是一种巯基抑制剂,可通过共价修饰作用抑制PLA2[2]。离体组织细胞实验表明DTNB对KATP有一定的抑制作用[3]。本实验选用PLA2抑制剂DTNB观察PLA2在大鼠I/R心律失常中的作用,并探讨了DTNB对抗I/R心律失常的作用与KATP激活的关系。
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    材 料 和 方 法

    一、实验动物

    健康雄性Wistar大鼠体重200~300 g,由本校实验动物中心提供。

    二、主要试剂

    药品:DTNB(Sigma,美国);Glibenclamide(RBI,美国);Pinacidil(RBI,美国);Isoptin(Knoll,德国)。

    试剂盒:磷酸肌酸激酶(creatine phosphokinase, CPK)测定试剂盒(中国北京化工厂精细产品有限公司);乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)测定试剂盒(中国北京化工厂精细产品有限公司)。

    三、主要仪器
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    FZG-81直流前置放大器(中国上海嘉龙);SR54超低频双线示波器(中国宁波东风无线电厂);奔腾计算机(中国联想);微型动物呼吸机(中国第二军医大学);生物信号采集板(中国南京隆海科技实业公司生理科学研究所);全自动生化分析仪(瑞士,COBAS)。

    四、实验方法

    1.大鼠心肌I/R模型复制 大鼠用乌拉坦(20%,1g/kg ip)麻醉后,气管插管,微型动物呼吸机维持呼吸,频率50~60次/min,潮气量5 mL/100 g。左侧第4肋间开胸,暴露心脏,在左心耳与肺动脉圆锥之间左冠状动脉起始点下方2~3 mm处,垫一薄乳胶圈,用4号线结扎左冠状动脉前降支,对照组只穿1条4号线但不结扎。实验组于结扎前5 min给药,结扎左冠状动脉前降支10 min后,放开再灌注10 min。整个实验过程中用Ⅱ导联记录心电,经FZG-81直流前置放大器放大。 一方面由SR54超低频双线示波器监测,另一方面经生物信号采集板采集心电图数据,用GNSA软件记录在奔腾计算机。然后断头取血3~5 mL测定LDH和CPK。实验结束后进行统计分析。
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    2.心律失常实验分组(每实验组大鼠6只) a. 对照组:给予0.9% NaCl 1.0 mL(Con组);b. DTNB(16 mg/kg)组 (D组);c. KATP阻断剂glibenclamide(0.3 mg/kg)组(G组);d. glibenclamide(0.3 mg/kg)+DTNB(16 mg/kg)组(GD组);e. KATP开放剂pinacidil(0.2 mg/kg)组(P组)。

    3. LDH,CPK水平测定 见试剂盒说明书。

    4.心律失常评分标准 心律失常分析遵守Lambeth规则。心律失常评分标准参考Curtis等[4]标准。其中非持续性与持续性室颤以2 min为限。早搏(premature ventricular contraction,PVC):1分; 二联律/齐射(bigeminy/salvos):2分;室速(ventricular tachycardia,VT):3分;非持续性室颤(non-sustained ventricular fibrillation,non-sustained,VF):4分;持续性室颤(sustained ventricular fibrillation, sustained VF):5分。
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    5.数据处理 本实验心律失常评分,血清酶数据均以均数±标准差(±s)表示,用单因素方差分析进行统计分析。

    结 果

    近年来,KATP在I/R时对受损心肌的保护作用受到广泛的关注,有作者指出PLA2阻断剂对心肌保护作用可能与KATP有关[3]

    图1示心律失常评分:Con组为4.33±0.51。D组为3±0,P组为1±0,后两组与Con组相比,P<0.01,均有明显的抗心律失常作用。G组为4.17±0.42,与Con组相比,对I/R心律失常无影响。但GD组,大鼠产生严重心律失常,并全部死亡,心律失常评分为5±0,与G组相比,P<0.05。

, http://www.100md.com     图2示CPK值:Con组为2 133±125。D组为1 636±311,低于Con组,P<0.05。G组为3 663±269, 高于Con组,P<0.05。GD组为3 974±306, 高于G组,但P>0.05。

    图3示LDH值:Con组为1 245±130。D组为1 039±115,低于Con组,P<0.05。G组为1 512±326, 高于Con组,P>0.05。GD组为1 785±147, 高于G组,P<0.05。

    Fig 1 Effect of DTNB, glibenclamide, isoption and pinacidil on the severity of reperfusion-induced arrhythmias (arrhythmia score) in rat hearts±s,n=6;*P<0.05,**P<0.01,vs Con;▲▲P<0.01,vs GD
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    Con=control; D=DTNB; G=glibenclamide; GD=glibenclamide+DTNB; P=pinacidil

    图1 DTNB, glibenclamide, isoption 和 pinacidil对大鼠I/R心律失常的影响

    Fig 2 Effect of DTNB, glibenclamide and isoption on the severity of reperfusion-induced CPK(U/L) in rat hearts±s, n=6; *P<0.05, **P<0.01, vs Con

    Nor=normal; Con=I/R control; D=DTNB; G=glibenclamide; GD=glibenclamide+DTNB
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    图2 DTNB, Glibenclamide 和 isoption对大鼠I/R时CPK的影响

    Fig 3 Effect of DTNB, glibenclamide and isoption on the severity of reperfusion-induced LDH(U/L) in rat hearts±s,n=6;*P<0.05, **P<0.01, vs Con. ▲P<0.05, vs GD

    Nor=normal; Con=I/R control; D=DTNB; G=glibenclamide; GD=glibenclamide+DTNB

    图3 DTNB, glibenclamide和isoption对大鼠I/R时LDH的影响
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    讨 论

    动物心肌细胞中的PLA2的主要特点是:(1)绝大多数的PLA2是非钙依赖性。(2)可被DTNB中的巯基基团通过共价修饰作用抑制[2]。本实验结果显示16 mg/kg DTNB有明显的抗心律失常作用,并且可降低CPK,LDH。这表明在I/R情况下DTNB从结构和机能两方面对I/R心肌细胞膜起到稳定性作用,同时也间接地说明了PLA2在心肌I/R损伤中的重要作用。

    大量研究表明心肌I/R时心肌细胞膜结构和功能紊乱与细胞膜磷脂含量降低密切相关[2]。I/R时PLA2被激活[5],水解细胞膜磷脂酰胆碱(PC),产生游离脂肪酸(FFA)和溶血性磷脂酰胆碱(LPC)。LPC在心肌细胞膜大量积聚[2],反过来进一步激活PLA2,两者之间形成恶性循环。LPC是膜代谢产物, 它具有亲脂、亲水的双重特性,因而很容易与细胞膜相结合, 引起钙过载[6]。DTNB抗I/R心律失常作用可能主要是通过打断PLA2与LPC之间的恶性循环途径实现的。
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    另外,Carol等[7]在大鼠心肌I/R研究中发现,PLA2阻断剂溴烯醇内酯对心肌泵功能的保护作用可被KATP阻断剂sodium 5-hydroxydecanoate(5-HD)和glibenclamide阻断,因而认为PLA2阻断剂对I/R心肌的保护作用是通过KATP起作用的。那么,PLA2抑制剂DTNB的抗I/R心律失常作用是否通过KATP呢?实验表明急性心肌I/R条件下,glibenclamide对I/R心律失常无显著影响,pinacidil却可完全消除I/R时的室速和室颤,既便是1%剂量。这表明本实验条件下,I/R并没有明显提高KATP活性,而一旦应用开放剂使KATP开放量增加,便可消除I/R心律失常。关于KATP在I/R心律失常中作用的研究结果有很大分歧[8,9],而以上分歧可能与实验模型,动物种属,缺血时间,给药途径与药物剂量不同有一定的关系。
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    当然,DTNB作为一种巯基氧化剂,其作用机制相当复杂,I/R时DTNB抗心律失常可能是以抑制PLA2为主的多因素,多环节的过程。

    [参 考 文 献]

    [1] Das DK, Engelman RM, Rousou JA, et al. Role of membrane phospholipids in myocardial injury induced by ischemia and reperfusion [J]. Am J Physiol, 1986, 251(1 Pt 2): H71~H79.

    [2] Hazen SL, Gross RW. Identification and characterization of human myocardial phospholipase A2 from transplant trcipients suffering from end-stage ischemic heart disease [J]. Circ Res, 1992, 70(3): 486~495.
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    [3] William AC, Tomoe YN, Jean-Francois F. Effects of thiol-modifying agents on KATP channels in guinea pig ventricular cells [J]. Am J Physiol, 1995, 269: H1625~H1633.

    [4] Curtis MJ, Walker MJ. Quantification of arrhythmias using scoring systems: an examination of seven scores in an in vivo model of regional myocardial ischemia [J]. Cardiovasc Res, 22(9):656~665.

    [5] Prasad MR, Popescu LM, Moraru II, et al. Role of phospholipasas A2 and C in myocardial ischemic reperfusion injury [J]. Am J Physiol, 1991, 260 (Heart Circ. Physiol.29): H877~H883.
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    [6] Hashizume H, Abiko Y. Dilazep and d-propranolol attenuate calcium overload induced by lysophosphatidylcholine in cardiac myocytes [J]. Clin Exp Cardiol, 1996, 1: 45~48.

    [7] Carol AS, Marry WW, Steven D, et al. Glyburide-reversible cardioprotective effects of calcium-independent phospholipase A2 inhibition in ischemic rat hearts [J]. Cardiovasc Res, 1996, 31: 270~270.

    [8] Cole WC, Mcpherson CD, Sontag D. ATP-regulated K+ channels protect the myocardium against ischemia/reperfusion damage [J]. Circ Res, 1991, 69: 571~581.

    [9] Bellemin-Baurreau J, Poizot A, Hicks PE, et al. Effects of ATP-dependent K+ channel modulators on an ischemia-reperfusion rabbit isolated heart model with programmed electrical stimulation [J]. Eur J Pharmacol, 1994, 256(2): 115~122.

    [收稿日期] 1998-12-04 [修回日期] 1999-05-17

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