异氟烷预处理对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌p38丝裂原活化蛋白激酶水平的影响.pdf

复里学提(医学版) Fudan Univ J Med Sci 269 异氟烷预处理对心肌缺血再灌注损伤大鼠 心肌p38丝裂原活化蛋白激酶水平的影响 谢 红 王 琛 覃 琴 刘 霞 朱 江 乔世刚 姜 琳 (江苏省苏州大学附属第二医院麻醉科苏州215004) 【摘要】 目的 探讨异氟烷预处理对心肌缺血再灌注大鼠心肌p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen—activated protein kinase，p38 MAPK)水平的影响方法雄性Wistar大鼠90只，体重270～39O g腹腔注射硫代仲丁 巴比妥钠150 mg／kg麻醉后，阻断左冠状动脉前降支30 min，再灌注2 h，建立心肌缺血再灌注损伤模型取6O 只大鼠，随机分为6组(n=10)，于缺血前CON组静脉注射0．9 生理盐水；SB组经3 min静脉注射p38 MAPK 抑制剂SB203580 1．5 mg／kg；DMSO组经3 min静脉注射SB203580溶剂DMSO 0．2 mL；ISO组吸人1．0MAC 异氟烷30 min后停止吸入15 min；SB+ISO组和ISO+SB组分别在吸人异氟烷前即刻和吸人异氟烷后即刻静 脉注射SB203580 1．5 mg／kg。

再灌注2 h后采用氯化硝基四氮唑蓝染色法测定心肌梗死面积取剩余的30只 大鼠，随机分为5组( =6)，CON组、SB组、ISO组、SB+ISO组和ISO+SB组所有处理同前缺血前即刻、再 灌注后2 h即刻取心肌标本，采用Western blot法测定p38 MAPK的表达水平结果 与C0N组比较，SB组、 Is0组、SB+Is0组和Is0+SB组心肌梗死面积降低(P0．05)，再灌注期间MAP和 RPP降低(Pd0．05)(表1) 梗死面积比较 各组大鼠心肌危险区面积比 较，差异无统计学意义(P>0．05)；与CON组比较， SB组、ISO组、SB+ISO组和ISO+SB组心肌梗死 面积降低(P<0．05)；与ISO组比较，CON组和 DMSO组心肌梗死面积增加(Pd0．05)(表2) 蛋白表达变化 各组大鼠心肌缺血前后p38 MAPK水平经Western blot测定显示：缺血前，各 组p38 MAPK水平组间差异无统计学意义；再灌注 后，CON组和ISO组的p38 MAPK水平高于缺血 前CON组(P<0．05)(图1) 表1各组血液动力学指标的比较 Tab 1 Systemic hemodynamics in diffent groups (n=10，x±s) ‘” s．baseline，P<0．05；HR：Heart rate；MAP：Mean arterial pressure；RPP：Rate-pressure product；1 mmHg=0．133 kPa． 表2各组大鼠心肌危险区和梗死区面积 百分比的比较 Tab 2 Comparison of the percentage of myocardial infarct size and area at risk in left ventricular area in rats ( =10， ±s) ‘” s．CON group，F=85．52，P=0．000；‘ 口5．ISO group， F=52．17，P=0．000． c0N SB ISO IS0+SB SB+ISO 图1各组大鼠p38 MAPK表达Western blot结果 Fig 1 Western blot results of p38 MARK expression in different rat groups ‘ CON group beforeischemia，F=90．21，P=0．000． ∞ 如 ∞ 如 m 0 一}{口 0 0 Il0Is3J 。

)I ∞n II 272 复旦学报(医学版) 2010年5月，37(3) 讨 论 本研究将大鼠 fl,肌危险区面积控制在42 ～ 45 左右，排除了由于心肌缺血范围的差异而导致 心肌梗死范围变化的实验误差，以保证实验结果的 可靠性本研究选择大鼠异氟烷呼气末浓度1．0 MAC相当于异氟烷呼气末浓度1．4 L4] 实验结果表明，与CON组比较，ISO组、SB组、 SB+ISO组和ISO+SB组心肌梗死区面积减小，而这 4组大鼠之问心肌梗死区面积差异无统计学意义，说 明异氟烷预处理和p38 MAPK抑制剂SB203580均 可减轻大鼠缺血再灌注损伤，但两种方法复合使用未 使心肌梗死面积进一步降低，推测可能是：(1)两者 保护作用机制不同，但最后汇集到一条通路上，因此 两者联合未出现协同保护作用；(2)由于药物预处理 仅可在一定范围内减轻心肌缺血再灌注损伤，其减轻 程度有一定限度，因此复合使用不能得到更好的保护 效果此外，DMSO组心肌梗死面积与CON组比较 差异无统计学意义，说明作为SB203580的溶剂， DMSO对实验结果无影响，未参与异氟烷预处理的心 肌保护机制，因此在蛋白检测实验中，DMSO组未被 列入。

蛋白表达的实验结果表明，缺血前，各组大鼠 p38 MAPK水平较低，且各组差异无统计学意义； 再灌注后，CON组和ISO组p38 MAPK水平升高， 说明心肌缺血再灌注损伤可上调p38 MAPK水平， SB203580单独或复合异氟烷使用均有效地抑制了 p38 MAPK水平的升高结合梗死面积的实验结 果，提示SB203580可能通过抑制再灌注后大鼠心 肌p38 MAPK水平的升高而起保护作用，ISO组 p38 MAPK表达与CON组无统计学差异，表明异 氟烷预处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤的机制可 能与p38 MAPK无关 本研究结果表明，SB203580单独使用可以减少 心肌梗死面积，保护缺血再灌注损伤的心肌，这与 Barancik等L7 报道一致，SB203580本身就是对心脏有 保护作用的药物，可以保护心肌抗缺血性损伤、延迟 心肌细胞调亡、增强心肌对缺血的耐受力、减少心肌 梗死面积本实验中心肌缺血前各组p38 MAPK均 有少量表达，这可能与实验过程中大鼠的缺氧，手术 刺激以及麻醉药等有关；心肌缺血后可见CON组和 ISO组的p38 MAPK大量增加，由此认为，异氟烷诱 导的APC心肌保护作用中，p38 MAPK通道未参与 此机制信号转导过程。

本课题组先前的实验研究 已报道异氟烷预处理的大鼠心肌里，其3条MAPK 通路之一的ERK通道是开放的，并参与了抗缺血再 灌注损伤的心肌保护机制而本实验结果显示异氟 烷预处理的大鼠心肌MAPK通路的另一条通路即 p38 MAPK通路并未参加异氟烷预处理大鼠心肌的 保护作用机制 实验和临床研究证明l_8 ]，IPC时p38 MAPK 激活，起着信号转导作用，将胞外信息转入细胞核 内，引发早期基因的表达，同时它参与了IPC心肌 保护机制，起着激发和调节的双重作用尽管IPC 与APC信号转导机制有许多相似点，但我们的实验 结论证明了p38 MAPK信号转导通路在异氟烷预 处理心肌保护作用中未发挥作用，即p38 MAPK未 参与异氟烷诱导的APC心肌保护机制由此，本实 验也从一个侧面证实了IPC和APC机制中存在着 不同的信号转导通路和基因蛋白表达，这将有助于 今后我们进一步探究IPC和APC机制中的不同信 号转导通路但Pavel等_1叼通过基因表达微阵列 技术证明了IPC和APC心肌保护机制基因水平上 的不同，并且发现相反结论，即IPC中p38 MAPK 无表达，而在APC中p38 MAPK表达上调。

这可 能与实验模型中心肌缺血的时间、异氟烷吸人浓度、 在体或离体心肌大鼠实验模型等差异有关 目前，对于p38 MAPK的激活是心肌保护作用 还是恶化作用尚无明确定论Mocanu等 妇报道 p38 MAPK抑制剂SB203580通过抑制p38 MAPK 的活性，消除IPC的心肌保护作用，同时这与抑制 剂给药的时机有关Khan等 报道c一藻蓝蛋白通 过p38 MAPK和ERK信号转导通路减轻心肌缺血 再灌注损伤同时也有报道[7]，猪(在体模型)心肌 缺血前以及缺血期间给予p38 MAPK抑制剂 SB203580可显著减少心肌梗死面积，保护心脏免受 缺血再灌注损伤这些差异也许与实验模型、动物 种类差别、p38 MAPK异构体的不同生化功能以及 胞外pH值n 综上所述，异氟烷预处理和p38 MAPK抑制剂 SB203580对大鼠缺血再灌注损伤心肌有保护作用， p38 MAPK未参与异氟烷预处理减轻大鼠心肌缺 血再灌注损伤的机制这与以往研究的心肌缺氧预 处理、IPC和心肌缺血再灌注下p38 MAPK信号转 导通路的结果有所不同，进一步补充了APC机制中 的信号转导通路的实验研究 致谢美国威斯康辛医学院(Medical College of Wisconsin) 麻醉系Dorothee Weihrauch，David八Schwabe，Martin Bienengraeber，David C Warltier，Judy R Kersten，Phillip F Pratt Jr．以及Paul S Pagel教授在实验模型建立以及Western 谢红，等．异氟烷预处理对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌p38丝裂原活化蛋白激酶水平的影响 273 blot实验方面提供了帮助与指导。

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] 参 考 文 献 Riess ML，Costa AD，Carlson R Jr，et a1．Differential increase of mitochondrial matrix volume by sevoflurane in isolated cardiac mit0chondria[J]．Anesth Analg，2008，106(4)：1 049—1 055． 覃琴，王琛，朱江，等．七氟烷预处理中NF-~B的激活对大鼠 心肌缺血／再灌注损伤的保护作用[J]．国际麻醉学与复苏杂 志，2008，29(3)：197—200． 刘霞，王琛，谢红，等．七氟烷预处理对心肌缺血／再灌注损伤 大鼠心肌NF～ B p50活性表达的影响[J]．国际麻醉学与复苏 杂志，2009，30(2)：23—28． 王琛，谢红，覃琴，等．异氟烷预处理对心肌缺血再灌注大鼠 心肌ERK1／ERK2、HIF-1a和VEGF水平的影响EJ]．中华麻 醉学杂志，2007，27(10)：886—889． Roesslein M，Frick M，Auwaerter V，et a1．Sevoflurane— mediated activation of p38——mitogen——activated stresskinase is independent of apoptosis in Jurkat T～cells[J]．Anesth Analg， 2008，106(4)：1 150—1 160． Lochner A，Marais E，Genade S，et a1．Protection of the ischaemic heart：investigations into the phenomenon of ischaemic prec0nditioning[J]．Cardiovasc J Afr，2009，20 (1)：43—51． Barancik M，Htun P，Strohm C，et a1．Inhibition of the cardiac 】…】… [8] [9] [1O] [11] [12] E13] (上接第268页) 反映轻度、中度与重度组间的差别。

因此，强度灌注 参数不能敏感地反映肝纤维化所致的肝内微循环 改变 由此可见，超声造影定量分析可获得反映肝内微 循环灌注的多种参数，肝静脉的到达时间(HV_AT)、 肝内渡越时问(HA_HVTT、PV-HVTT和P HV1vr)、门静脉的灌。