论文部分内容阅读
目的:心肌缺血/再灌注损伤(ischemia/reperfusion,I/R)是由冠状动脉完全或局部闭塞后,在一定时间内恢复再灌注致使心肌损伤加重的病理过程,其主要成分为心肌的缺氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)损伤。心脏是一个对氧供敏感的器官,H/R可对心肌代谢、形态结构和生理功能造成严重损害。虎杖苷(Polydatin)是蓼科蓼属草本植物虎杖等的主要活性成分,它是白藜芦醇与葡萄糖结合的产物,属于羟基二苯乙烯类化合物,化学名称为3,4′,5-三羟基芪-3-B-单-D-葡萄糖苷,在植物中分布广泛,目前至少在70余种植物中发现了虎杖苷。研究表明,虎杖苷具有明显的心血管保护作用,可改善离体心脏I/R损伤,减少心肌梗死面积。此外,虎杖苷还具有抗动脉硬化、抗急性缺血缺氧性肺动脉高压、抑制颈动脉窦压力感受性反射等作用,但是虎杖苷对心血管保护作用的机制远未阐明。内质网作为维持细胞内环境稳态的主要细胞器之一,在蛋白质合成、折叠、成熟,以及脂质合成及钙稳态等方面发挥重要的生物学作用。持续的缺氧可导致内环境稳态失衡,引发细胞内质网应激。越来越多的研究表明,内质网应激与急性心肌H/R损伤密切相关。但虎杖苷是否可通过减轻内质网应激改善心肌H/R损伤,未见报道。本课题通过构建在体大鼠急性H/R心肌损伤模型,以及离体心肌组织水平二硫苏糖醇(Dithiothreitol,DTT)诱导的内质网应激模型,应用心功能检测导管法和分子生物学等技术,观察虎杖苷对大鼠H/R心脏损伤的保护作用,并进一步探讨虎杖苷对大鼠心脏的保护作用是否通过改善心肌内质网应激所产生。方法:1.选用30只雄性Wistar大鼠,12周龄,体重320-360g,随机分为对照组(CON)、急性缺氧组(Hypoxia)和虎杖苷+急性缺氧组(Poly+Hypoxia)。每组10只大鼠,自由饮水和饮食,适应性喂养1周。大鼠麻醉状态下采用小动物呼吸机行人工呼吸,经右侧颈总动脉逆行左心室插管,描记在体左心室功能参数。Hypoxia和Poly+Hypoxia组通过小动物呼吸机给予90%氮气和10%氧气的混合气体进行30 min急性缺氧和1h复氧处理。Poly+Hypoxia组动物在急性缺氧处理前腹腔注射Polydatin(60mg/kg)。通过Labchart记录系统分别描记各组动物在缺氧前、缺氧过程中和复氧过程中动脉血压和左心室功能的变化。记录的功能参数包括:左心室收缩压(Left ventricular systolic pressure,LVSP)、左心室舒张末期压(Left Ventricular End Diastolic Pressure,LVEDP)、左心室内压最大上升速率(Maximum rate of the increase of left ventricular pressure,+dp/dtmax)、左心室内压最大下降速率(Maximum rate of the decrease of left ventricular pressure,-dp/dtmax)、心率(Heart rate,HR)和平均动脉压(Mean blood pressure,MBP)。2.功能学实验结束后,立即进行开胸取出心脏,留取左心室标本,迅速置于液氮并转存入-80度冰箱保存。采用Western Blot技术检测三组大鼠心肌内质网应激相关蛋白GRP 78,CHOP和Caspase-12的表达。3.虎杖苷对DTT诱导的心肌内质网应激的作用实验分三组:Control组(CON)心肌组织片用K-H液孵育,二硫苏糖醇组(DTT)心肌组织片用2mmol/L DTT孵育,Polydatin+DTT组(Poly+DTT)心肌组织片用Polydatin(100μmol/L)和DTT(2 mmol/L)孵育,置于37℃下的水浴箱中,孵育处理3小时后收集心肌组织-80度冻存。用Western Blot技术检测三组大鼠心肌细胞中内质网应激相关蛋白GRP78,CHOP和Caspase-12的表达。结果:1.功能学数据显示:急性缺氧过程中,Hypoxia和Poly+Hypoxia组大鼠LVSP、+dp/dtmax、-dp/dtmax、MBP较CON组大鼠明显降低,且Poly+Hypoxia组大鼠功能学指标的降低程度明显小于Hypoxia组大鼠(P<0.05)。Hypoxia组较CON组大鼠LVEDP升高,Poly+Hypoxia组大鼠LVEDP的升高程度与Hypoxia组大鼠差异不大。复氧后各功能学指标均有一定程度的恢复,复氧60分钟时,Poly+Hypoxia组大鼠LVSP、+dp/dtmax、-dp/dtmax和MBP的恢复明显好于Hypoixa组大鼠(P<0.05),Poly+Hypoxia组大鼠LVEDP变化率低于Hypoixa组大鼠(P<0.01)。2.Western Blot技术数据显示:与CON组大鼠相比较,Hypoxia组大鼠心肌GRP 78,CHOP和Caspase-12蛋白表达明显上调(P<0.05);与Hypoxia组大鼠相比较,Poly+Hypoxia组大鼠心肌GRP 78,CHOP和Caspase-12蛋白表达明显下调(P<0.05)。与CON组相比,DTT组大鼠心肌细胞中GRP 78,CHOP和Caspase-12的表达明显上调(P<0.01);与DTT组相比,Poly+DTT组大鼠心肌细胞中GRP 78,CHOP和Caspase-12的表达明显下调(P<0.05)。结论:虎杖苷可明显改善急性缺氧/复氧对大鼠左心功能的损伤和恢复血压的降低。虎杖苷抗急性缺氧/复氧损伤心脏保护作用可能与降低内质网应激有关。