外源性硫化氢对异丙肾上腺素诱导的大鼠急性心肌缺血的保护作用

郭一尘 程东升 刘颖璐 周荣 鲁彦

心血管疾病是全世界危害人类生命健康最严重、最普遍的疾病，其患病率占各类疾病之首，病死率仅居于恶性肿瘤之后，成为影响人类健康和制约社会和经济发展的重要因素之一。内源性硫化氢(H2S)是新近发现的继一氧化氮和一氧化碳的第三类气体信号分子，具有舒张血管、降低血压、抑制血管平滑肌细胞增殖、心肌负性肌力等多种心血管效应，并在动脉粥样硬化、高血压、心肌缺血等多种心血管疾病的发生发展中具有重要的病理生理意义[1～5]。Geng等[6～8]研究者已通过在体和离体实验，通过结扎大鼠冠状动脉左前降支，证实硫化氢对局部缺血再灌注损伤大鼠心脏有明确的保护作用，而硫化氢对异丙肾上腺素(ISO)诱导的大鼠急性全心缺血损伤是否也具有同样显著的保护作用，目前国内外相关研究文献报道很少，故笔者采用ISO制备大鼠急性心肌缺血模型，观察外源性硫化氢对急性心肌缺血大鼠心电图和心脏血清酶学的影响，为进一步探讨硫化氢在心肌缺血疾病中的作用机制提供理论和实验依据。

材料与方法

1.实验药品:NaHS(外源性H2S供体，购自Sigma公司)，实验时用生理盐水制成 50mmol/L浓度[9]。ISO由上海禾丰制药有限公司生产，批号:100501，规格:2ml:1mg。乌拉坦购自BIO BASIC INC公司。

2.实验动物与分组:清洁级雄性SD大鼠18只，体质量200～250g，购自兰州大学医学实验动物中心(动物合格证SCXR(甘)(2005-0007)。

3.实验方法:(1)造模:参考文献[10]方法，采用皮下多点注ISO(10mg/kg)方法制备大鼠急性心肌缺血模型。皮下注射ISO 40min后，将实验大鼠用质量分数为20%的乌拉坦(50mg/kg)腹腔麻醉后，仰卧固定于手术台，分离大鼠任意一侧股静脉，置入股静脉导管。四肢安插针状电极，标定增益1000、滤波100Hz、电压50V，描记Ⅱ导联心电图。(2)实验方法:将大鼠随机分为3组:正常对照组，模型组，NaHS组，每组6只大鼠。皮下注射ISO后1h，正常对照组与模型组均通过股静脉导管注射生理盐水(0.1ml/100g)，NaHS组注射NaHS 50mmol/L(0.1ml/100g)[9]。各组大鼠在实验结束后经颈总动脉取血，离心后测血清中ALT、AST、CK及CK-MB。(3)检测方法:实验中大鼠Ⅱ导联心电图由RM6240BD型多道生理信号采集处理系统记录(成都仪器厂)。各组大鼠在实验结束后经颈总动脉取血，3000r/min离心20min后分离血清。(4)观察指标及统计分析:连续记录并观察给药后70min大鼠心电图变化。同时，检测各组血清中ALT、AST、CK及CKMB。所有数据均用均数±标准差表示，用 SPSS 16.0版统计软件进行统计，多组间两两比较用单因素方差分析，P＜0.05为差异有显著的统计学意义。

结 果

1.静脉注射NaHS对急性心肌缺血大鼠心电图的影响:皮下注射ISO 10min后，大鼠心电图ST段开始明显下降，和对照组大鼠比较有显著性差异(P＜0.05)，提示造模成功。皮下注射ISO后对大鼠心电图P、QRS波和T波无明显影响。股静脉注射NaHS溶液(50mmol/L)能明显改善大鼠心肌缺血。静脉注射NaHS 10min后大鼠心电图开始抬高，70min基本恢复正常，与模型组比较差异有显著性(P＜0.05)。皮下注射生理盐水不影响大鼠心电图。静脉注射等容积生理盐水也不影响模型组大鼠心电图(表1)。

表1 静脉注射NaHS(50 mmol/L)对ISO诱导的急性缺血大鼠心电图ST段的影响

表1 静脉注射NaHS(50 mmol/L)对ISO诱导的急性缺血大鼠心电图ST段的影响

与正常对照组比较，*P＜0.05;与模型组比较，#P＜0.05

10min 30min 50min 70min正常对照组组别 n大鼠心电图ST段0.04±0.04 0.01±0.04 0.01±0.05 0.01±0.05模型组 6 -0.21±0.20* -0.18±0.16* -0.19±0.17* -0.20±0.18*NaHS组 6 -0.19±0.11* -0.09±0.06 -0.01±0.06# -0.04±0.086#

2.NaHS对急性心肌缺血大鼠血清酶的影响:模型组大鼠血清中ALT、AST、CK及CK-MB显著高于正常对照组，差异具有统计学意义(P＜0.05)。NaHS组大鼠血清中ALT、AST、CK及CK-MB与模型组比较显著降低(P＜0.05)(表2)。

表2 各组大鼠血清酶测定结果(U/L，)

表2 各组大鼠血清酶测定结果(U/L，)

与正常对照组比较，*P＜0.05;与模型组比较，#P＜0.05

ALT AST CK CK-MB正常对照组 6 54.3±7.6 164.2±22.5 5044.4±758.3 1516.3±2组别 n 14.8模型组 6 120.1±11.0* 306.4±57.7* 10076.2±2672.6* 2688.4±477.5*NaHS组 6 61.9±10.7# 172.3±37.4# 6872.7±1517.8# 1773.3±397.2#

讨 论

冠心病的病理发展过程早期，致冠心病危险因素造成血管内皮功能损害，不仅NO产生减少，内源性H2S的产生也明显减少;在冠心病病理发展的晚期，不稳定型心绞痛和急性心肌梗死患者中，一方面冠状动脉粥样硬化程度更加严重，内皮分泌功能进一步紊乱，另外冠状动脉严重痉挛、血栓形成，使心肌细胞处于缺氧状况，两者均可能导致血浆H2S的浓度进一步降低[11]。H2S作为气体信号分子在生理或病理状态下调节血管平滑肌的张力和心脏的收缩功能，当内源性H2S不足时则出现血管平滑肌舒张功能下降，平滑肌细胞增殖凋亡，心脏肌力升高，从而导致冠心病的发生[5]。

最近有研究发现，在ISO诱发的大鼠心肌缺血模型中，血浆H2S水平明显下降，心肌胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)活性下调，CSE基因表达显著增多。而外源性给予H2S供体NaHS后，不仅可降低心肌缺血大鼠的病死率，改善左室功能，而且可减少白细胞的黏附、心肌纤维原细胞的增生和肥大以及脂质过氧化作用，这些均表明H2S在冠心病的发病过程中可能起重要保护作用[11～13]。

大剂量ISO可诱导大鼠发生急性心肌缺血，其致心肌缺血性损伤的渐进性，心电图和酶学变化均类似于人类心肌急性缺血或心肌梗死[12，13]。本实验模型组大鼠经皮下多点注射ISO 1h后，心电图Ⅱ导联ST段较正常对照组明显降低，说明急性心肌缺血模型成功。大鼠在给予外源性硫化氢供体NaHS后，明显减轻ISO诱导的大鼠心肌缺血程度，大鼠心电图ST段逐渐抬高，给药30min后ST段基本恢复至正常水平，并一直持续到实验结束。经外源性硫化氢(NaHS)治疗的大鼠血清中ALT、，AST、CK和CK-MB水平明显低于未经治疗的模型组大鼠。心电图ST段的恢复和血清中ALT、AST、CK和 CK-MB含量的显著降低，均提示外源性硫化氢对急性心肌缺血大鼠心脏有较好的保护作用。

目前研究认为内源性硫化氢参与心肌缺血的保护机制可能主要与抑制炎症反应，减轻心肌细胞损伤;调节血管张力，舒张血管，改善心肌供血;减慢机体代谢，减少氧耗，降低心肌做功[14];促进血管生成和内皮再生以及抑制血小板聚集等机制有关[15，16]。Cai等[17]研究表明，内源性H2S是血液系统稳态的调节因子。同NO相似，外源性NaHS(H2S供体)能抑制胶原、二磷酸腺苷(ADP)、肾上腺素、花生四烯酸、凝血酶诱导的人类血小板聚集，降低血液黏度。

近年的研究已表明，内源性H2S能够通过抑制炎症反应、减轻钙超载、减少细胞凋亡、保护线粒体等多种途径减少心肌缺血梗死面积，挽救存活心肌，恢复心肌功能，且能抑制血管平滑肌细胞增生，逆转血管重构，促进受损内皮细胞修复。本实验给予外源性硫化氢(NaHS)治疗ISO诱导的大鼠急性心肌缺血，所得到的显著心肌保护作用与其在局部缺血再灌注损伤中的保护作用一致，这说明外源性硫化氢不仅对大鼠局部心肌缺血有明确的保护作用，而且对由ISO诱导的大鼠急性全心缺血同样具有明显的保护作用。

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