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编号:12049254
瑞芬太尼预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤保护作用的研究(3)
http://www.100md.com 2009年12月1日
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    参见附件(3060KB,4页)。

     与缺血再灌注组相比,△P<0.05,△△P<0.01

    2.3MIR时心肌组织凋亡相关基因表达的变化及瑞芬太尼预处理对其影响

    为了提高实验数据的可靠性,对照组、MIR组、瑞芬Ⅱ组各分别行三次基因芯片检测,然后取每组的均值行两两比较。该信号转导通路发现者基因芯片包含了与18个信号转导通路有关的标志基因,主要与细胞的生长周期、调亡、损伤修复、信号转导、炎症反应、氧化应激、能量代谢、转录调控、细胞增殖、细胞黏附等等途径有关。在本实验中,模型组和瑞芬太尼预处理组与对照组相比涉及多个基因的改变,其中有多条相关凋亡基因表达异常。MIR组与对照组比较,Bax、Bcl-2、Bcl-2L1、Bcl2a1和Birc1b等相关调亡基因表达下调,Bcl-2/Bax比率下降。瑞芬太尼预处理组与模型组相比,Bax、Bcl-2、Birc1b等相关凋亡基因表达上升而Bcl2a1、Bcl-2L1等相关凋亡基因表达下调,Bcl-2/Bax比率上升。

    3讨论

    瑞芬太尼是一种人工合成的新型超短效的阿片类药物,该药物分布容积小,分布过程迅速,消除半衰期短(3~10min),血浆与效应器官的平衡半衰期短(1.3min)。由于其独特的药代动力学特点,更适合输注。瑞芬太尼输注后起效快、药效消失快、镇痛作用强,是真正的超短效及强效镇痛药。因此瑞芬太尼在临床运用十分广泛。因此研究瑞芬太尼对心肌缺血再灌注损伤保护作用有很重要的意义。

    本研究发现,心肌缺血再灌注损伤时,大鼠心肌细胞膜Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性显著下降。MIR组再灌注时室性心动过速和室颤发生率高,瑞芬太尼组出现室性早博、室性心动过速和室颤发生频率和持续的时间明显低于缺血再灌注组,两组比较心律失常评分有显著的统计学意义,表明瑞芬太尼预处理能减少再灌注后心律失常的发生,再灌注性心律失常是心肌缺血再灌注损伤的重要表现形式之一,其发生机制与细胞内钙超载和氧自由基损伤有关,但确切的发生机制尚未完全明了。心律失常的发生机制与细胞膜离子转运异常有关,细胞膜上Na+-K+-ATP酶的作用是维持细胞内外Na+、K+离子的分布,进而影响细胞内水平Ca2+。三磷酸腺苷酶对维持细胞的正常生理功能极为重要。细胞膜上Na+-K+-ATP酶即钠泵在细胞静息状态时通过水解一个ATP获得能量,逆电化学梯度向细胞外转运3个Na+,同时向细胞内转运2个K+,维持细胞内高K+低Na+状态。Ca2+-Mg2+-ATP酶也是一种膜转运蛋白,对维持细胞内Ca2+稳态有重要作用,它主要分布在骨骼肌和心肌细胞内部的肌浆网上,在心肌细胞肌浆网中含量最为丰富,约占其总蛋白的90%以上,激活时可将胞浆中的Ca2+迅速集聚到肌浆网内部,使胞浆中Ca2+浓度在短时期内下降到原来的1/100。Ca2+-Mg2+-ATP酶活性受Na+-K+-ATP酶活性调节,这两种酶对细胞内离子平衡和心肌兴奋收缩耦联有重要作用[1]。可能机制与瑞芬太尼恢复心肌细胞膜ATP酶的活性、减轻细胞Ca2+超载有关。

    自1995年Schena等首次报道基因表达谱以来.基因芯片技术成为研究基因表达快速而有效的方法。本实验中应用信号转导通路发现者基因芯片对大鼠心肌缺血再灌注损伤的分子机制进行了研究,它不同与以往的从单个基因、单条信号通路对缺血再灌注损伤的机制进行研究,缺血再灌注损伤是一个机体应答的整体网络调控过程,其损伤的机制不能用单一的基因和信号通路来解释,近几年来随着基因芯片技术的发展,高通量基因表达谱的出现为从整个基因组角度研究基因在转录水平的变化带来了曙光,但表达谱基因芯片的包罗万象的特征会受到这样的批评:如大海捞针式的缺乏科学假设为前提的实验方案。剔除基因芯片上对研究对象毫无意义的基因正是功能分类基因芯片与表达谱基因芯片的本质区别。功能分类基因芯片上通常只有几百个或更少的基因,这些基因包括了那些与研究对象有确定关系的基因,或至少是与研究对象的关系有待考证的基因。

    在大鼠心肌缺血再灌注过程中,心肌细胞的死亡形式包括坏死和凋亡,而且在此过程中细胞的凋亡占有相当大的比例,近年研究发现细胞凋亡是心肌缺血再灌注中心肌细胞死亡的机制之一,细胞凋亡是机体在内外环境刺激下启动自身机制,由基因调控的细胞死亡过程,细胞凋亡的调控基因很多,如Bcl-2,Bax,P53,Fas基因等[2-7]。Bcl-2是一种抑制调亡基因,Bcl-2主要位于线粒体、细胞核及内质网的膜上,它能抑制线粒体通透性转变(permeabilitytransition,PT),抑制线粒体凋亡诱导因子(apoptosisinducingfactor,AIF)和细胞色素C的释放,而Bax是一种促凋亡基因,Bcl-2基因和Bax基因相互作用调控细胞凋亡[8]。Bcl-2/Bax比率可反映Bcl-2/Bax在细胞凋亡中的效应,若Bcl-2/Bax比率升高,则抑制细胞凋亡;反之,则促进细胞凋亡[9]。

    如Misao等[2]对37例患者包括急性心肌梗死15例、陈旧性心肌梗死12例和正常的10例进行了Bc1-2和Bax对比性观察。结果显示,正常对照和陈旧性心肌梗死者的心肌细胞未检测到Bc1-2蛋白,而急性心肌梗死9例(60%)Bc1-2过度表达,而Bax在陈旧性心肌梗死10例(83%)过度表达,急性心肌梗死中仅有2例;表明Bc1-2/Bax表达比值可能对心肌IRI中心肌细胞凋亡的保护或促进起着重要的病理生理作用。

    在本实验中MIR组与对照组相比虽然Bcl-2和Bax基因在心肌缺血再灌注都是下调的,但Bcl-2/Bax比值是降低,最终介导细胞的凋亡。与MIR组比较,瑞芬太尼组Bcl-2和Bax上调,Bcl-2/Bax比值却是上升的,抑制心肌细胞凋亡。瑞芬太尼预处理可能通过影响细胞凋亡相关基因的表达而发挥抗凋亡作用。

    4结论

    瑞芬太尼对MIR大鼠心肌有明显的保护作用,其作用机制可能是通过恢复心肌细胞膜Na+-K+-ATP酶活性有关。

    瑞芬太尼能通过对MIR大鼠心肌细胞凋亡相关基因的调控,达到减轻或防止心肌缺血再灌注损伤的作用。

    参考文献

    [1]LuoW,GruppIL,HaryerJ,etal.Targetedablationofthephosphlambangeneisassociatedwithmarkedlyenhancedmyocardialcontractilityandionofbeta-agoniststimulation[J].CircRes,1994,75:401-409

    [2]王建设,袁灿,等.大鼠心肌缺血预适应相关基因5的克隆与特性分析[J].中国动脉硬化杂志,2006,14(3)

    [3]徐军美,谭嵘,胡冬煦,等.缺血预处理对兔缺血再灌注心肌bol-2,bax,p53基因表达的影响[J].湖南医科大学学报,2003,28(2)

    [4]唐白云,刘喜利,吴钟凯,等.核转录因子κB在体外循环下缺血预处理心肌保护机制中的作用

    [J].中华实验外科杂志,2007,24(2):207-208

    [5]MisaoJ,HayakawaY,OhnoM,ela1.ExpressionofBcl-2protein,aninhibitorofapoptosis,andBax,anacceleratorofapoptosis,inventricularmyocytesofhumanheartswithmyocardialinfraction[J]Circulation,1996;94(7):l506

    [6]HoehhauserE,KivityS,OftenD,etal.Baxablationprotectsagainstmyocardialischemia-reperfusioninjuryintransgenicmice[J].AmJPhysiolHeartCircPhysiol,2003,284(6):H2351-1-12359

    [7]刘颖,陈晨,吴伟康等.细胞凋亡的线粒体信号通路在大鼠缺血延迟预适应抗心肌细胞凋亡机制中的作用[J].中国康复医学杂志,2006,21(5)

    [8]MisaoJ,HayakawaY,OhnoM,ela1.ExpressionofBcl-2protein,aninhibitorofapoptosis,andBax,anacceleratorofapoptosis,inventricularmyocytesofhumanheartswithmyocardialinfraction[J]Circulation,1996;94(7):l506

    [9]MachyTJ,BorkowskiA,Amin,ela1.Bc1-2/Baxratioasapredictivemarkerfortherapeuticresponsetoradiotherapyinpatientswithprostatecancer[J]Urologe,1998,56(2):1085

    (收稿日期2009-12-07)(编辑吴友农)

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