硒化钠对高龄大鼠心肌氧化应激的保护作用

杨 煜 杨成君 曲成刚 孙国光 张 明 李金成 王志和 谭宇才

(吉林大学白求恩医学院，吉林 长春 130021)

动脉粥样硬化、冠心病、糖尿病等心血管相关疾病在老年人中发病与氧应激密切相关，其预后亦取决于氧应激的干预。治疗心肌缺血时血管再通后进一步引发心肌的缺血再灌注(I/R)损伤〔1～3〕，氧应激损伤是心肌I/R的重要因素，参与了心肌凋亡及衰竭，是I/R不可逆转的损伤，可进一步导致I/R钙超载，细胞坏死，心律失常，最终导致心脏猝死〔4，5〕。硒作为生物体生命活动必需的一种微量元素，有重要生物学作用，有研究显示硒化钠(SS)对红细胞流变性有保护作用，对蛋白质的合成、糖代谢、生物氧化等都有影响，同时，硒对维持内环境稳定也相当重要〔6，7〕。虽然SS通过红细胞流变性可保护心肌I/R损伤，但其对心肌氧应激损伤及心肌I/R的干预作用尚未见报道。本实验研究SS对高龄大鼠心肌损伤的保护作用及其机制，并应用离体灌流装置，检测单纯SS治疗对氧应激的作用。

1 材料与方法

1.1 材料 清洁级Wistar大鼠，生产许可证号SCXK(吉)2007-0003，使用许可证号 SYXK(吉)2007-0011，体重 450～550 g，由吉林大学白求恩医学院动物实验中心提供;SS购自Sigma公司，其他试剂均购自北京化学试剂厂。

1.2 动物及分组 8月龄雄性Wistar大鼠，体重450～550 g，随机分为:①正常对照组:灌流液灌流65 min;②过氧化氢(H2O2)灌注组:灌流液灌注20 min，H2O2(150μmol/L)灌注20 min;③SS100 nmol/L H2O2灌注组:灌注方法同H2O2组，在H2O2(150μmol/L)灌注前10 min至实验结束持续给药。③黄嘌呤氧化酶联合黄嘌呤(X+XO)灌注组:灌流液灌注20 min，X+XO(2 mmol/L+0.03 U/ml)灌注20 min;④SS 100 nmol/L X+XO灌注组:灌注方法同X+XO灌注组，在X+XO灌注前10 min至实验结束持续给药。⑤I/R组:灌流液预灌注20 min，停止灌注30 min，再灌注30 min;⑥SS 100 nmol/L I/R组:灌注方法同再I/R组，但在缺血前10 min及再灌注期持续给药至实验结束;各组5只大鼠，记录各组血流动力学指标。

1.3 大鼠离体心脏Langendorff工作模型 大鼠乌拉坦(1 g/kg)腹腔注射麻醉，舌下静注肝素5 mg/kg，分离心脏将其立即放入4℃ Krebs-Henseleit(KH)缓冲液(120 mmol/L NaCl，4.8 mmol/L KCl，1.35 mmol/L CaCl2，1.2 mmol/L MgSO4，1.2 mmol/L KH2PO4，25 mmol/L NaHCO3和 11 mmol/L 葡萄糖，pH 7.4)。于液面下行主动脉插管，丝线结扎固定。将心脏接入Langendorff灌流装置上，用95%O2-5%CO2平衡的37℃KH液行主动脉逆行恒压灌流，灌流压力为80 cmH2O，刺激器维持心脏博动300次/min。

氧应激灌注实验时在20 min正常灌流后给予含H2O2或者含X+XO的氧饱合KH缓冲液20 min，同时持续观察左室发展压恢复率(LVDP)，左室舒张末期压(LVEDP)，最大收缩速率(+dP/dt)及最大舒张速率(-dP/dt)并计算实验结束时恢复率(当前值/基础值)。

1.4 统计学方法 应用SPSS10.0统计软件，数据以x±s表示，组间比较采用t检验。

2 结果

2.1 SS对H2O2灌注后LVDP、LVEDP、dP/dt的影响 20 min H2O2灌注后可明显抑制心室收缩功能，LVDP仅恢复了4.9%，相当于功能上的停搏(P＜0.05)，而LVEDP则上升了11.7倍(P＜0.05)，SS在H2O2灌注前10 min开始给药明显改善心室收缩功能，LVDP恢复了30.4%(P＜0.05)，±dP/dt恢复了30.5%(P＜0.05)，LVEDP亦明显降低了56.8%(P＜0.05)。见表1。

2.2 SSX+XO灌注后LVDP、LVEDP、dP/dt的影响 20 min X+XO灌注后可明显抑制心室收缩功能，LVDP显著下降了8.4倍(P＜0.05)，而LVEDP则上升了18.5倍(P＜0.05)，同时±dP/dt下降了97.1%(P＜0.05)，SS在 X+XO灌注前10 min开始给药明显改善心室收缩功能，LVDP恢复了21.9%(P＜0.05)，LVEDP亦明显降低了40.9%(P＜0.05)。见表2。

2.3 SS对I/R时LVDP、LVEDP、dP/dt的影响 30 min缺血和30 min再灌注可以引起显著的心功能抑制。30 min再灌后LVDP显著降低，是缺血前的9倍(P＜0.05)，而LVEDP显著升高是缺血前的16倍(P＜0.05);同时dP/dt亦显著降低是缺血前的94%(P＜0.05)，SS 100 nmol/L缺血前10 min给药组与对照组相比，明显改善左心室功能，LVDP恢复90%(P＜0.05)，LVEDP亦明显降低了83%(P＜0.05)。见表3。

表1 SS对H 2 O 2灌注心功能的影响(x ± s，n=5)

表2 SS对XXO灌注心功能的影响(x ± s，n=5)

表3 SS对I/R心功能的影响(x ± s，n=5)

3 讨论

氧应激损伤是心肌I/R损伤的重要因素，参与了心肌的凋亡及功能衰竭，是I/R不可逆转的损伤，可进一步导致I/R钙超载，细胞坏死，心律失常，最终导致心脏猝死〔8～10〕，在离体灌流条件下避免神经体液因素的干扰，可直接看到氧应激对心功能的损伤作用，LVDP及+dP/dt均明显下降，而在这一基础上给予药物的干预则能够体现出药物对氧应激的直接作用，本研究表明SS具有抗氧化作用，SS可以改善大鼠心肌缺血缺氧后心肌的舒缩能力，增强心肌缺血缺氧的耐受性，可以有效地保护缺氧心肌。

体内的硒水平降低引起机体多种血管活性物质的代谢紊乱和冠状动脉平滑肌对刺激的敏感性增强，低硒通过影响体内前列环素(PGI2)和血栓烷素(TXA2)的平衡对血小板的活性和凝集作用以致对微循环功能产生重要作用。但其对心肌I/R时氧应激损伤的作用还不清楚。

1 Ytrehus K.The ischemic heart-experimental models〔J〕.Pharmacol Res，2000;42(3):193-203.

2 Turer AT，Hill JA.Pathogenesis of myocardial ischemia-reperfusion injury and rationale for therapy〔J〕.Am JCardiol，2010;106(3):360-8.

3 Misra MK，Sarwat M，Bhakuni P，et al.Oxidative stress and ischemic myocardial syndromes〔J〕.Med Sci Monit，2009;15(10):209-19.

4 韦 薇，沈爱华.心肌缺血再灌注损伤机制及保护因素〔J〕.中国现代医药杂志，2007;9(7):128-31.

5 刘胜中.细胞凋亡与心肌缺血/再灌注损伤〔J〕.心血管病学进展，2007;28(4):613-7.

6 景 昊，邢西忠，徐 平，等.硒对心内直视手术中的心肌缺血再灌注损伤的保护〔J〕.山东医学高等专科学校学报，2006;28(2):89-91.

7 朱善良.硒的生物学作用及其研究进展〔J〕.生物学通报，2004;39(6):6-8.

8 Milei J，Grana DR，Forcada P，et al.Mitochondrial oxidative and structural damage in ischemia-reperfusion in human myocardium.Current knowledge and future directions〔J〕.Front Biosci，2007;12:1124-30.

9 Neuzil J，Rayner BS，Lowe HC，et al.Oxidative stress in myocardial ischaemia reperfusion injury:a renewed focus on a long-standing area of heart research〔J〕.Redox Rep，2005;10(4):187-97.

10 Lazou A，Seraskeris S，Tsiona V，et al.Oxidative status and anti-oxidant enzyme activity during calcium paradox in the rat isolated heart〔J〕.Clin Exp Pharmacol Physiol，2000;27(3):160-6.