七氟醚预处理对缺血再灌注大鼠心肌活性氧产生的影响及其发挥心肌保护作用的机制*

2011-08-02 07:38廖锦华李健玲严彦念李雅兰胡冬华项明方莫世煌彭雪梅王小平
中国病理生理杂志 2011年8期
关键词:信号转导一氧化氮七氟醚

廖锦华, 李健玲, 严彦念, 李雅兰△, 胡冬华, 项明方, 黄 强, 莫世煌, 彭雪梅, 王小平

(1暨南大学附属第一医院麻醉科,广东 广州 510630;2深圳市第二人民医院麻醉科,广东 深圳 518035;3暨南大学附属第二医院麻醉科,广东 深圳 518020)

#现工作单位:南昌大学附属赣州医院麻醉科

1960年,Jennings首次提出心肌缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury,IRI)的概念,证实再灌注损伤会引起心肌超微结构不可逆的坏死[1]。近年来,随着溶栓疗法、冠脉搭桥术、导管技术、经皮冠状动脉血管成形术和心脏外科体外循环的建立和推广,研究药物预处理减少心肌缺血再灌注损伤的机制有着重要的意义。继发现麻醉性镇痛药的心肌保护作用后,卤素类吸入麻醉药氟烷、安氟醚、异氟醚、七氟醚和地氟醚均被证明具有心肌保护作用。

七氟醚(sevoflurane,Sevo)具有诱导迅速及苏醒快而完全,血流动力学稳定,与儿茶酚胺类药合用不增加心律失常发生率的优点,是目前使用最多的吸入麻醉药[2]。近些年来对七氟醚预处理的心肌保护作用做了广泛的研究,其中活性氧(reactive oxygen species,ROS)和一氧化氮(nitric oxide,NO)通过各种错综复杂的信号转导级联反应与其它机制联系起来,它们在七氟醚预处理心肌保护中的作用也备受争议。

缺血再灌注时产生的大量ROS是缺血再灌注损伤的主要原因[3]。七氟醚预处理产生 ROS[4],七氟醚是如何通过ROS的产生来抑制缺血再灌注时ROS的增加,以及NO与ROS的关系仍有待进一步研究。阐明这些事件的机制将为解释以往研究出现不一致结果提供理论依据,并为七氟醚预处理心肌保护作用的临床应用给予理论支持。

根据以上的研究结果,我们假设七氟醚预处理产生的ROS和NO刺激心脏产生了超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx)和过氧化氢酶(catalase,CAT),这些抗氧化酶抑制了缺血再灌注时ROS的产生。本研究利用ROS清除剂N-(2-巯基丙酰基)甘氨酸[N-(2-mercaptopropionyl)glycine,2-MPG]和一氧化氮合酶抑制剂Nω-硝基-L-精氨酸甲酯(Nω-nitro-L-arginine methyl ester,LNAME),观察它们对七氟醚预处理时缺血再灌注心肌SOD、GPx和CAT产生的影响以及它们对七氟醚减轻心肌缺血再灌注损伤的影响,以验证上述科学假说。

材料和方法

1 动物

SPF级雌性SD大鼠,体重(200±20)g,由广东省医学实验动物中心提供,许可证号为SCXK(粤)2008-0002;在自然昼夜周期和自主获得食物与水条件下饲养。

2 实验方案

见图1,大鼠随机分为8组。为了比较缺血再灌注前后 ROS、NO、SOD、GPx和 CAT的不同,其中的4组[groupⅠ(sham,n=5);groupⅡ (Sevo,n=5);groupⅢ (2-MPG+Sevo,n=5);groupⅣ (LNAME+Sevo,n=5)]不进行缺血再灌注,只对左冠状动脉前降支穿线而不结扎。其它4组[groupⅤ(IRI,n=10);group Ⅵ (Sevo+IRI,n=10);group Ⅶ(2-MPG+Sevo+IRI,n=10);group Ⅷ (L-NAME+Sevo+IRI,n=10)]通过对左冠状动脉前降支的结扎和放松进行30 min的缺血和120 min的再灌注处理。除sham组和IRI组只给予100%氧30 min外,其余各组都用100%氧作为载气给予2%七氟醚预处理30 min;2-MPG(10 mg/kg)和L-NAME(100 mg/kg)用生理盐水溶解稀释至2 mL,在七氟醚预处理前5 min至七氟醚预处理后5 min从右股静脉滴入,其它组则滴入同等容量的生理盐水;在缺血前等待15 min作为2-MPG和L-NAME的洗脱时间。

Figure 1.Experimental protocol.图1 实验方案

3 动物模型的建立

3%戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔内注射麻醉大鼠,以针状电极插入两上肢及左下肢皮下连续监测标准Ⅱ导联心电图。白炽灯照射保暖。颈部剃毛消毒后横行切开皮肤约1 cm,逐层分离暴露气管,正中第3、4气管软骨环间作一倒“T”切口,置入气管导管,接呼吸机 PCV模式下人工呼吸(f 50次/分,I/E 1∶1.5,Plimit20 cmH2O)。

左侧胸壁剃毛消毒后在胸骨左侧3-4肋间行横切口切开皮肤,用止血钳钝性分离各肌层并刺破胸膜,再用两把止血钳横行夹住胸骨,在两钳之间剪断胸骨,插入牵拉器撑开肋骨,剪开心包膜,暴露心脏,在前室间沟可见心大静脉,以此为标志于左心耳下离根部2-3 mm用2×6带线圆针6-0号医用锦纶单丝线绕过动脉深面,在肺动脉圆锥旁沟出针,深约1 mm,宽约2 mm。将丝线两端从一直径2 mm聚乙烯(polyethylene,PE)管中间穿出备用。稳定10 min后,将一棉签棒插入PE管,拉紧丝线用棉签棒将PE管向前推直至阻断冠状动脉血流。再灌注时将棉签棒从PE管中拔出。

缺血成功后可见心电图Ⅱ导联R波增宽,ST段抬高,心肌苍白随后变青紫,心室壁运动减弱,可见心律失常。再灌注成功的标志为抬高的ST段逐渐下降,局部反应性充血呈鲜红色,有炎性水肿、渗出。

4 ROS的测定

ROS荧光探针 -二氢乙啶(dihydroethidium,DHE;Vigorous Biotechnology),可自由透过活细胞膜进入细胞内,并被细胞内的ROS氧化,形成氧化乙啶;氧化乙啶掺入染色体DNA中,产生红色荧光。根据活细胞中红色荧光的产生,可以判断细胞ROS含量的多少和变化。取左心室心肌组织0.5 cm×0.5 cm×0.3 cm,放入液氮中速冻后贮存于-80℃冰箱备用。恒冷切片机预冷,冷冻头温度设为-20℃,箱内温度为-20℃。从-80℃冰箱中取出组织,放置于滴有OCT包埋剂的组织支承器上,温度平衡后切片,厚度10 μm,将切片附贴于预先处理好的载玻片上。用磷酸盐缓冲盐水工作液(PBS,pH 7.4)将 DHE 稀释至 10 μmol/L,取 50 μL 稀释后的检测液滴于组织上,37℃潮湿环境中避光孵育30 min。孵育结束后,用 PBS溶液清洗2次,每次5 min。荧光显微镜下选择N21滤色镜(激发波长480-535 nm,发射波长590-610 nm)观察和拍摄细胞红色发射图像,ROS阳性细胞在整个核区被染成红色。拍照后用图像分析软件Image-Pro Plus 6.0(Media-Cybernetics Inc)计算平均吸光度值(mean absorbance,MA)。

5 组织匀浆的制备

取左心室心肌组织0.5 cm×0.5 cm×0.3 cm,放入液氮中速冻后贮存于-80℃冰箱备用。融解RIPA裂解液(Beyotime,China),混匀,取适当量的裂解液,在使用前数分钟内加入苯甲基磺酰氟(PMSF),使 PMSF的最终浓度为 1 mmol/L。从-80℃冰箱中取出组织,在冰面上把组织剪切成细小的碎片,按照每20 mg组织加入200 μL裂解液的比例加入裂解液,用玻璃匀浆器在冰浴中匀浆6 min。充分裂解后,12000×g、4℃离心10 min,取上清。

6 NO含量的检测

总NO检测试剂盒(碧云天)采用硝酸盐还原酶还原硝酸盐为亚硝酸盐,然后通过经典的Griess reagent检测亚硝酸盐,从而测定出总NO。NO本身极不稳定,在细胞内很快代谢为硝酸盐和亚硝酸盐,通过上述方法检测出所有的硝酸盐和亚硝酸盐的量,就可以推算出总的NO含量。

7 SOD活性的检测

总SOD活性检测试剂盒(NBT法)(碧云天)。通过黄嘌呤及黄嘌呤氧化酶反应系统产生超氧阴离子,将氮蓝四唑还原为蓝色的甲臜,后者在560 nm处有强吸收。而SOD可清除超氧阴离子,从而抑制了甲臜的形成。据此通过比色分析就可以计算出SOD活性水平。

8 GPx活性的测定

总GPx检测试剂盒(碧云天)可以定量检测出最常见的含硒的GPx和少量不含硒的GPx的总量。GPx可以催化GSH产生GSSG,而谷胱甘肽还原酶可以利用 NADPH催化 GSSG产生 GSH,通过检测NADPH的减少量计算出GPx的活性。

6.5m~6.8m标高亲水平台受风浪侵蚀概率大,同时该平台作为亲水步道,要求护坡结构耐久性好,且平整度高。因此,采用耐久性好,强度高、美观性优、厚度大的砌条石护坡。

9 CAT活性的检测

CAT检测试剂盒(碧云天)。在过氧化氢相对比较充足的情况下,CAT可以催化过氧化氢产生水和氧气。残余的过氧化氢在过氧化物酶的催化下可以氧化生色底物,产生红色的产物N-(4-antipyryl)-3-chloro-5-sulfonate-pbenzoquinonemonoimine,最大吸收波长为520 nm。用过氧化氢标准品,制作标准曲线,计算出样品中的CAT在单位时间单位体积内催化了多少量的过氧化氢转变为水和氧气,从而计算出样品中CAT的活性。

10 心肌缺血面积与梗死面积的确定

使用2,3,5- 氯化三苯基四氮唑(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TTC)染色来确定心肌梗死面积。再灌注结束后再次阻断冠状动脉血流,从左心房注入0.2%伊文斯蓝(Evans blue,EB)2 mL进行心肌染色,以区分缺血和非缺血组织。迅速取出心脏,去除非心脏组织、左右心耳,冷生理盐水将残血洗净,用滤纸吸去水分后置于-20℃冷冻10 min。然后垂直于心脏长轴将其切成1.5 mm厚的薄片,可见有蓝色区域和淡红色区域,蓝色区域为有血液灌注区,淡红色区域为缺血区(area at risk,AAR),拍照片后浸入1%TTC磷酸缓冲液中(pH 7.4),37℃孵育20 min,可见白色的梗死区(ischemia,IS)和砖红色未梗死区。然后用10%福尔马林固定24 h,拍照,通过计算机图像分析软件Photoshop CS3(Adobe)计算AAR占左室面积(left ventricle,LV)的百分率(AAR/LV%),IS占AAR的百分率(IS/AAR%)以及IS占LV的百分率(IS/LV%)。

11 心肌细胞凋亡的测定

使用一步法TUNEL细胞凋亡检测试剂盒(碧云天)。取缺血区心肌组织0.5 cm×0.5 cm×0.3 cm,放入液氮中速冻后贮存于-80℃冰箱备用。恒冷切片机预冷,冷冻头温度设为-20℃,箱内温度为-20℃,从-80℃冰箱中取出组织,放置于滴有OCT包埋剂的组织支承器上,温度平衡后切片,厚度5 μm,将切片附贴于预先处理好的载玻片上。用4%多聚甲醛固定组织30min,PBS洗涤2次,每次15 min,加入含0.1%Triton X-100的PBS,冰浴孵育2 min,用PBS洗涤2次。在样品上加50 μL TUNEL检测液,湿盒中37℃避光孵育60 min。PBS洗涤3次。用抗荧光淬灭封片液封片后荧光显微镜下选择GFP滤色镜观察。激发波长范围为450-500 nm,发射波长范围为515-565 nm(绿色荧光)。每个心肌标本随机取3个缺血区组织。正常心肌细胞核无荧光,凋亡心肌细胞核可见绿色荧光。每张切片随机选取10个视野(10×20倍),拍照,对凋亡阳性细胞进行计算机图像计数和分析,计算凋亡细胞数和细胞总数,然后计算凋亡指数,凋亡指数(%)=凋亡细胞数/细胞总数×100%。设阴性对照和阳性对照。

12 统计学处理

结 果

1 ROS含量

见图2,与假手术对照组相比,在缺血再灌注前,七氟醚预处理增加ROS(12.0±0.8 vs 2.6±0.5,P<0.05),2-MPG减少七氟醚预处理引起的ROS升高(5.1±0.7 vs 12.0±0.8,P<0.05),L-NAME也减少七氟醚预处理引起的ROS升高(9.5±0.5 vs 12.0±0.8,P<0.05),但高于2-MPG处理组(9.5±0.5 vs 5.1±0.7,P<0.05);在缺血再灌注后,七氟醚预处理组升至16.2±0.9,低于IRI组的24.9±1.3(P <0.05),2-MPG+Sevo+IRI组与 IRI组比较无显著差异 (24.9±1.4 vs 24.9±1.3,P>0.05),L-NAME+Sevo+IRI组比IRI组低 (19.6±1.2 vs 24.9±1.3,P<0.05)。

2 心肌NO含量

见图3,与对照组比较,七氟醚预处理增加NO含量(34.5±3.2 vs 15.9±1.4,P <0.05),使用2-MPG后NO含量与对照组比较无显著差别(P>0.05),一氧化氮合酶抑制剂也抑制NO含量升高(15.6±1.3 vs 15.9±1.4,P>0.05)。

3 心肌SOD活性

见图4,与对照组比较,七氟醚预处理增加SOD活性 (1.5±0.5 vs 0.6±0.2,P<0.05),2-MPG 消除了七氟醚预处理引起的SOD活性增加,L-NAME没有这个作用(1.1±0.1 vs 1.5±0.5,P >0.05);在缺血再灌注后SOD活性Sevo+IRI组高于IRI组(0.5±0.1 vs 0.1 ±0.1,P <0.05),2-MPG+Sevo++IRI组与IRI组无显著差异(0.2±0.1 vs 0.1±0.1,P>0.05),L-NAME+Sevo+IRI组与 Sevo+IRI组无显著差异(0.3±0.1 vs 0.5±0.1,P>0.05)。

4 心肌GPx活性

Figure 2.Effect of Sevo on ROS production(DHE fluorescence,×200).图2 Sevo对ROS的影响

Figure 3.Effect of Sevo on the concentration of NO in myocardium..n=5.*P<0.05 vs sham.图3 Sevo对心肌NO含量的影响

见图5,七氟醚预处理使GPx活性从对照组的12.7±2.2增至22.8±2.5(P<0.05),2-MPG减少GPx的增加 (P>0.05),L-NAME部分减少GPx的增加,高于对照组(18.0±1.1 vs 12.7±2.2,P<0.05)而低于Sevo组(18.0±1.1 vs 22.8±2.5,P<0.05);在缺血再灌注后,Sevo+IRI组高于 IRI组(6.6±0.9vs3.1±0.6,P <0.05),与IRI组比较,2-MPG减少GPx的增加但仍高于IRI组 (4.4±0.3 vs 3.1 ±0.6,P <0.05),在 L-NAME+Sevo+IRI组与Sevo+IRI组GPx活性无显著差异(5.6±

Figure 4.Effect of Sevo on the activity of SOD..n=5.*P<0.05 vs sham;△P <0.05 vs IRI.图4 Sevo对SOD活性的影响

Figure 5.Effect of Sevo on the activity of GPx..n=5.*P<0.05 vs sham;△P <0.05 vs Sevo;▲P <0.05 vs IRI.图5 Sevo对GPx活性的影响0.4 vs 6.6±0.9,P>0.05)。

5 心肌CAT活性

见图6,七氟醚预处理使CAT活性从对照组的11.2±1.4增至 15.5±1.8(P<0.05),2-MPG 减少缺血再灌注前CAT活性的增加(P>0.05),LNAME不能抑制 GPx活性的增加 (13.6±1.0 vs 15.5±1.8,P>0.05);在缺血再灌注后,Sevo+IRI组高于IRI组 (5.2±1.1 vs 1.1±0.4,P<0.05);2-MPG减少缺血再灌注后CAT活性的增加(P>0.05),L-NAME部分抑制了七氟醚预处理诱导的GPx活性增加,高于IRI组 (3.2±0.8 vs 1.1±0.4,P<0.05)而低于Sevo+IRI组(3.2±0.8 vs 5.2±1.1,P<0.05)。

Figure 6.Effect of Sevo on the activity of CAT..n=5.*P<0.05 vs sham;△P<0.05 vs IRI;▲P <0.05 vs Sevo+IRI.图6 Sevo对CAT活性的影响

6 心肌梗死面积

见图7,七氟醚预处理使心肌梗死面积从IRI组的82.0±9.4减小至Sevo+IRI组的41.2±7.5(P<0.05);2-MPG完全消除了七氟醚预处理的保护作用 (79.3±6.5 vs 82.0±9.4,P>0.05);LNAME减弱了七氟醚预处理的保护作用,因为使用L-NAME后梗死面积大于Sevo+IRI组(58.1±8.0 vs 41.2±7.5,P<0.05)而小于 IRI组(P<0.05)。

7 心肌细胞凋亡

见图8,与IRI组比较,七氟醚预处理使细胞凋亡指数从52.3±7.0降至12.1±2.4(P<0.05);2-MPG完全阻断了七氟醚预处理的保护作用(51.2±7.7 vs 52.3±7.0,P>0.05);L-NAME 减弱了七氟醚预处理的保护作用,该组的细胞凋亡指数高于Sevo+IRI组 (12.1±2.4 vs 32.1±4.2,P<0.05)而低于IRI组 (P<0.05)。

讨 论

我们的研究结果表明七氟醚预处理诱导ROS和NO的产生,由此增加心肌SOD、GPx和CAT的活性,从而减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤。

在过去的几十年,缺血再灌注损伤被广泛的研究。研究对象包括心肌细胞,在体或利用Langendorff装置制备的离体缺血再灌注损伤模型。因为在体研究更接近临床应用的环境,所以我们的研究采用的是在体模型,实验结果能更好地类推到临床。大鼠的心脏侧支循环少,更容易产生明显的梗死。并且根据Philipp等[5]的实验我们采用缺血30 min后再灌注120 min的方法制作心肌缺血再灌注损伤模型。

Figure 7.Effect of Sevo on the infarction size of IRI rat hearts..n=5.The upper and lower whiskers represent the 95%confidence intervals.*P <0.05 vs IRI;△P <0.05 vs Sevo+IRI.图7 Sevo对心肌梗死面积的影响

七氟醚预处理的心肌保护作用虽然已被证实,但是保护的机制仍旧不清楚,许多研究都已经表明它是一个包括启动物、信号转导中介物和效应物的复杂信号转导过程。ROS和NO最有可能是启动物[6]。因为七氟醚呈现高度脂溶性,可以通过细胞和线粒体膜,抑制线粒体电子传递链复合物Ⅰ-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化还原酶,引起电子漏和产生 ROS[7]。

Figure 8.Effect of Sevo on the apoptotic index of IRI rat myocardial cells..n=5.*P<0.05 vs IRI;△P<0.05 vs Sevo+IRI;▲P<0.05 vs Sevo+IRI.图8 Sevo对心肌细胞凋亡指数的影响

自由基是指单独存在的,具有不配对电子的离子、原子、分子基团。自由基化学性质活泼,为了追踪自由基的产生必须使用电子捕获剂,目前常用的有 2',7'- 二氯二氢荧光素二乙酯(2',7'-dichlorodihydrofluorescein,DCDHF)和二氢乙啶(dihydroethidium,DHE),它们被氧化后分别显示绿色荧光和红色荧光,DCDHF对过氧化氢和一氧化氮比较敏感,而DHE对超氧阴离子较敏感[8]。为了避免一氧化氮对检查结果的影响,我们选择了DHE。ROS被认为是有害的,但是许多的事实表明它的作用与量有关,具有明显的剂量-效应关系:低剂量有信号转导和促进细胞增殖的作用,中剂量可诱导细胞凋亡,高剂量具有细胞杀伤作用,当少量存在时可以作为一种信号分子,在细胞保护的信号转导中发挥有利的作用[9]。缺血预处理之所以有细胞保护作用是因为能够诱导产生腺苷、阿片肽和缓激肽,这些大分子细胞间信号分子是如何保护细胞免受长时间的缺血和再灌注损伤的机制已经阐述得比较清楚,它们都产生2种物质:ROS和NO。七氟醚预处理可能与缺血预处理有共同的机制。我们的实验表明ROS是七氟醚预处理心肌保护的启动物,ROS可能通过激活蛋白激酶的方式转导信号。有研究表明ROS可以修饰蛋白激酶 C(PKC)的锌指模体[10],使 PKC转位到细胞膜[11],PKC转位后开放线粒体 ATP敏感性钾通道(mKATP)。开放mKATP已被证实是某些药物预处理细胞保护的作用机制[12]。PKC的另一个作用是延迟线粒体通透性转换孔(mitoPTP)的开放[13]。mitoPTP开放后位于线粒体基膜上的细胞色素C释放至胞浆,细胞色素C可以介导细胞死亡。七氟醚预处理引起的抗氧化酶系统的激活是否与这些信号转导通路有关目前不清楚。

在我们的研究中,七氟醚预处理没有直接诱导NO的产生,因为当使用ROS清除剂2-MPG后没有看到有NO的升高,这就意味着ROS位于NO的上游,是ROS诱导了NO的产生。NO是一氧化氮合酶(NOS)以L-精氨酸和分子氧为底物生成。NOS分为组成型一氧化氮合酶(cNOS)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)。ROS诱导NO合成的信号通路已经被证实。七氟醚预处理可以通过ROS-AMPK信号转导通路激活一氧化氮合酶(NOS)[4]。也有研究表明ROS激活了转录因子如激活子蛋白-1(AP-1)、核因子-κB(NF-κB),这些因子使NOS mRNA的转录增加,也使NO产生增加。在我们的实验中,七氟醚预处理使心肌NO升高的原因很可能与这些信号通路有关。NO的保护作用也是通过复杂的信号级联反应产生的。有证据表明NO参与了缺血预处理的细胞保护作用。缺血预处理产生的缓激肽激活B2受体导致Ca2+的内流,Ca2+的内流激活了NOS而产生NO。NO通过一氧化氮-可溶性鸟苷酸环化酶-蛋白激酶G(NO-sGC-PKG)信号通路开放mKATP。开放mKATP具有细胞保护作用[14]。NO也可以通过sGC-PKG-MAPK/ERK1/2信号转导通路产生细胞保护作用,该通路诱导硫氧化还原蛋白(thioredoxin,Trx)产生。Trx可以抑制ROS的产生,调节氧化还原因子-1(Ref-1)、AP-1等转录因子的氧化还原状态,激活环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB),诱导Bcl-2和 Mn-SOD的表达[15]。GPx和 CAT是否也是通过这条信号通路仍然不清楚。有实验表明使用硝酰比使用NO的保护作用更有效[16],原因有可能是因为硝酰能够同时产生ROS和NO,这同时也说明ROS和NO通过不同的途径参与细胞保护。NO作为ROS的下游参与七氟醚预处理的心肌保护作用,因为NOS抑制剂减弱了七氟醚的保护作用。

以往的研究主要集中在七氟醚预处理对信号转导通路的激活上,而且由于信号转导通路的复杂性以及各信号通路之间存在“串话”现象,各个研究产生了不同的结果甚至是相互矛盾的。虽然如此,对于这些信号通路最终通过什么效应保护细胞,特别是七氟醚如何抑制缺血再灌注时ROS的产生研究甚少。我们的研究表明,诱导抗氧化酶产生有可能是七氟醚预处理心肌保护作用的效应物,因为当使用自由基清除剂2-MPG后没有看到抗氧化酶的升高并且保护作用消失。七氟醚预处理是否激活了心肌抗氧化酶系统的研究并不多见,七氟醚肝损害的研究表明ROS是七氟醚肝损害的原因,同时七氟醚预处理明显增加肝细胞内 SOD、GPx和 CAT的活性[17]。在我们的研究中,正是SOD、GPx和CAT活性的增加保护心肌免受缺血再灌注的损伤。七氟醚诱导产生的ROS不足以对心肌细胞产生损伤。相反,它作为一种信号分子使心肌产生预适应。有关心衰心肌的研究表明,心肌内SOD、GPx和CAT的活性与 ROS 呈正相关[18]。

本研究不仅解决了七氟醚预处理诱导产生ROS和NO与抑制ROS对心肌保护作用的机制的理论问题,同时也提供了器官保护的新途径,那就是可以使用那些诱导产生SOD、GPx和CAT的物质用于器官保护。但是我们的实验并没有回答ROS和NO如何诱导SOD、GPx和CAT的产生。由于未进行血流动力学监测,本实验不能反映所做处理是否对血流动力学产生影响以及由此产生的对所检测指标的影响。根据参考文献[19],我们在进行缺血再灌注前预留了15 min的药物洗脱时间,这个时间是否能够使药物作用完全消失还有待进一步研究。

[1]Jennings RB,Sommers HM,Smyth GA,et al.Myocardial necrosis induced by temporary occlusion of a coronary artery in the dog[J].Arch Pathol,1960,70:68-78.

[2]李文志.吸入全身麻醉药[A].见:庄心良,曾因明,陈伯銮 主编.现代麻醉学[M].第3版.北京:人民卫生出版社,2003.446-448.

[3]Garciarena CD,Fantinelli JC,Caldiz CI,et al.Myocardial reperfusion injury:reactive oxygen species vs.NHE-1 reactivation[J].Cell Physiol Biochem,2011,27(1):13-22.

[4]Lamberts RR,Onderwater G,Hamdani N,et al.Reactive oxygen species-induced stimulation of 5'AMP-activated protein kinase mediates sevoflurane-induced cardioprotection[J].Circulation,2009,120(11 Suppl):S10-S15.

[5]Philipp S,Cui L,Ludolph B,et al.Desferoxamine and ethyl-3,4-dihydroxybenzoate protect myocardium by activating NOS and generating mitochondrial ROS[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2006,290(1):H450-H457.

[6]Lebuffe G,Schumacker PT,Shao ZH,et al.ROS and NO trigger early preconditioning:relationship to mitochondrial KATPchannel[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2003,284(1):H299-H308.

[7]Hanley PJ,Ray J,Brandt U,et al.Halothane,isoflurane and sevoflurane inhibit NADH:ubiquinone oxidoreductase(complex I)of cardiac mitochondria[J].J Physiol,2002,544(3):687-693.

[8]Sharikabad MN,Ostbye KM,Lyberg T,et al.Effect of extracellular Mg2+on ROS and Ca2+accumulation during reoxygenation of rat cardiomyocytes[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2001,280(1):H344-H353.

[9]Dröge W.Free radicals in the physiological control of cell function[J].Physiol Rev,2002,82(1):47-95.

[10]Korichneva I,Hoyos B,Chua R,et al.Zinc release from protein kinase C as the common event during activation by lipid second messenger or reactive oxygen[J].J Biol Chem,2002,277(46):44327-44331.

[11]Okusa C,Miyamae M,Sugioka S,et al.Acute memory phase of sevoflurane preconditioning is associated with sustained translocation of protein kinase C- α and ε,but not δ,in isolated guinea pig hearts[J].Eur J Anaesthesiol,2009,26(7):582-588.

[12]Kabir AM,Clark JE,Tanno M,et al.Cardioprotectioninitiated by reactive oxygen species is dependent on activation of PKCε[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2006,291(4):H1893-H1899.

[13]Pravdic D,Sedlic F,Mio Y,et al.Anesthetic-induced preconditioning delays opening of mitochondrial permeability transition pore via protein kinase C-ε-mediated pathway[J].Anesthesiology,2009,111(2):267-274.

[14]Oldenburg O,Qin Q,Krieg T,et al.Bradykinin induces mitochondrial ROS generation via NO,cGMP,PKG,and mitoKATP channel opening and leads to cardioprotection[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2004,286(1):H468-H476.

[15]Chiueh CC,Andoh T,Chock PB.Induction of thioredoxin and mitochondrial survival proteins mediates preconditioning-induced cardioprotection and neuroprotection[J].Ann N Y Acad Sci,2005,1042:403-418.

[16]Pagliaro P,Mancardi D,Rastaldo R,et al.Nitroxyl affords thiol-sensitive myocardial protective effects akin to early precondition[J].Free Radi Biol Med,2003,34(1):33-43.

[17]Dikmen B,Unal Y,Pampal HK,et al.Effects of repeated desflurane and sevoflurane anesthesia on enzymatic free radical scavanger system[J].Mol Cell Biochem,2007,294(1-2):31-36.

[18]Borchi E,Bargelli V,Stillitano F,et al.Enhanced ROS production by NADPH oxidase is correlated to changes in antioxidant enzyme activity in human heart failure[J].Biochim Biophys Acta,2010,1802(3):331-338.

[19]Novalija E,Varadarjan SG,Camara AKS,et al.Anesthetic preconditioning:triggering role of reactive oxygen and nitrogen species in isolated hearts[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2002,283(1):H44-H52.

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