肢体缺血预处理对心肌的保护作用
作者：武旭东 刘秀华 徐成斌
单位：武旭东 刘秀华 解放军总医院老年心血管病研究所，北京 100853 徐成斌 北京医科大学人民医院，北京 100044
关键词：肢体；心脏；预处理
肢体缺血预处理对心肌的保护作用 摘要 目的：观察肢体缺血预处理(IPC)对心脏缺血/再灌注(I/R)损伤的影响。方法：对家兔股动脉反复 (4 次) 短暂 (5 min) 夹闭与开放进行IPC，然后复制在体心脏I/R模型，观察肢体IPC对于后续长期I/R损伤所致心肌细胞乳酸脱氢酸(LDH)漏出和心肌梗死面积的影响，并与相应的心脏IPC组进行比较。结果：肢体缺血预处理明显缩小心肌梗死面积，减少心肌组织乳酸脱氢酶漏出(P<0.01)，与心脏IPC组之间差异无统计学意义。结论：肢体缺血预处理对I/R的心脏具有保护作用，其保护程度与心脏IPC的保护作用相近。
, http://www.100md.com
中国图书资料分类法分类号 R 54
The protective effects of limb ischemic preconditioning on rabbit heart
Wu Xudong, Liu Xiuhua, Xu Chengbin (Institute of Gereatric Cardiology, General Hospital of PLA, Beijing 100853)
Abstract Objective:To observe the effects of limb ischemic preconditioning (IPC) on ischemia/reperfusion (I/R) injury of rabbit heart.Methods: On the model of in vivo rabbit heart subjected to I/R, IPC was performed by transient occluding the femoral arteries for 5 min followed by reperfusion for 5 min three times prior to I/R. The effects of IPC on lactatic dehydrogenase (LDH) releasine and myocardial infarction size induced by I/R were measured, and compared with the results of heart IPC Only.Results: Both limb and heart preconditioning significantly reduced myocadial infarct size and leakage of LDH (P<0.01). Conclusion:Limb IPC has a protective effect on myocardial infarct size induced by I/R. The protective effectiveness is similar to that of heart ischemic preconditioning.
, 百拇医药
Key words limb; heart; preconditioning
自从 1986 年Murry等首次提出缺血预处理(ischemic preconditioning, IPC)的概念，即反复短暂的缺血发作可以使心肌在后续的持续缺血中得到保护，从而限制心肌梗死范围以来〔1〕，近年随着预处理研究的深入，其方法学亦有一些新的进展，继经典的缺血预处理后，又相继出现了缺氧预处理、快速起搏预处理及药物预处理等〔2〕。这些新的预处理方法为临床应用开拓了新的思路，但迄今为止尚无实用的预处理方法应用于临床。基于预处理保护作用具有器官普遍性观点的提出及其机制研究的深入〔3〕，我们推测器官间可能存在交叉预处理象。最近，这一设想已得到了证实〔4～6〕，从而为缺血心肌的保护提供了新的途径。为了在不同器官上进一步验证交叉预处理现象，本工作观察肢体缺血预处理对兔心脏缺血再灌注损伤的影响。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 手术过程及分组 2.0～2.5 kg 健康雄性家兔，戊巴比妥钠 (30 mg/kg) 腹腔注射麻醉，耳缘静脉注射生理盐水 10 ml/kg。多导生理记录仪持续监测心电活动，鼻导管吸氧，腹股沟区分离右侧股动脉。胸骨左缘第三～第四肋间处开胸，开胸器撑开胸腔，剪开心包膜，暴露心脏，在冠状动脉左前降支(距房室环 3～4 cm 处)穿线备用，静脉注射肝素 500 U/kg，平均 10 min 后分别进行下述操作。
实验共分 4 组(每组 n=6)：①缺血再灌注(I/R)组：手术后 30 min，在上述穿线处结扎冠状动脉左前降支 40 min，松解后再灌注 60 min，结束实验。②肢体缺血预处理(LIPC)组：用动脉夹夹闭右股动脉 5 min，开放 5 min，反复 4 次，然后按①组程序操作。③心脏缺血预处理(HIPC)组：反复结扎冠状动脉左前降支 4 次，每次 5 min，然后按①组程序操作。
, 百拇医药
1.2 观察指标 ①分别于心脏缺血前及再灌注后留取血液，测定乳酸脱氢酶活性。②心肌梗死范围测定：实验结束时，立即摘取心脏，TTC染色法测定心肌缺血范围和心肌梗死范围〔7〕：结束实验时，立即摘取心脏，悬挂于Langendoff灌流装置上，以预冷生理盐水冲洗残血，按原部位再次结扎冠状动脉，经主动脉逆行灌注 2% 伊文思蓝(Even′s blue) 3～4 ml，-20 ℃ 过夜，次日取出冷冻的心脏，沿左室长轴将心脏切为 8～12 片，每片 3～4 mm 厚，随后置于 2% 氯化三苯基四氮唑(Triphenytetrazolium chloride, TTC)溶液中，于 37 ℃ 孵育 10～15 min，取出心肌片于 4% 甲醛溶液中固定。心肌呈三种不同的颜色：蓝色为正常心肌组织，红色为缺血心肌组织，白色为坏死组织。将左室心肌按三种不同颜色分别剪下，用滤纸尽可能吸干水分，称取重量，按公式计算如下指标：心肌缺血范围(%)＝(红色+白色)/左心室重量×100%，心肌梗死范围(%)＝白色/(白色+红色)×100%。
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1.3 统计学处理 实验结果以均数±标准差(
±s)表示，以单因素方差分析作统计学处理。
2 结 果
兔心脏缺血再灌注后发生大面积心肌梗死并释放出大量乳酸脱氢酶(LDH)，与I/R组比较，肢体缺血预处理组和心脏IPC组心肌梗死面积分别下降 42% 和 47%，血浆LDH活性分别低 32% 与 37%，但缺血范围无明显变化。表明无论肢体还是心脏缺血预处理都对心脏产生了保护作用，且两者保护程度相近(P>0.06)，结果见附表。
附表 各组心肌梗死范围和LDH活性比较(±s，n=6)
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组
缺血范围(%)
梗死范围(%)
LDH活性(U/L)
缺血前
再灌注后
I/R
39.1±5.3
36.7±7.2
379±91
2792±189
LIPC
, 百拇医药 34.8±4.7
21.3±6.5*
405±87
1895±164*
HIPC
36.2±5.1
19.5±6.3*
392±74
1758±176*
与I/R组比较： * P<0.01
3 讨 论
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最近国内外文献报道〔4～6〕，大鼠肾脏及小肠缺血预处理具有心脏保护作用，并将这种现象称为交叉预处理或远隔器官预处理。为了在不同动物种属的不同器官上验证交叉预处理现象的存在。我们采用家兔肢体缺血预处理的方法观察对心脏缺血再灌注损伤的影响。结果发现，肢体缺血预处理明显降低了心脏I/R后心肌梗死面积及血浆LDH活性。表明肢体缺血预处理对心脏缺血再灌注损伤具有保护作用，其保护程度与心脏缺血预处理者相近。肢体缺血预处理对心脏缺血再灌注损伤的保护机制尚不清楚，大量实验研究已证实〔8〕，心脏缺血预处理的保护作用涉及许多内源性保护物质的产生与释放。目前已经证实与IPC有关的内源性保护物质有腺苷、去甲肾上腺素、缓激肽、前列环素、一氧化氮等，推测肢体缺血预处理时之所以对心脏产生保护作用可能是由于反复短暂的肢体缺血引起了上述某些内源性保护物质的释放，经过血液循环到达心脏，通过Gi蛋白的耦联或直接作用于细胞膜上的受体(或离子通道)激活了细胞内蛋白激酶C，进而引起了蛋白、酶等保护物质的表达与激活，产生了细胞保护作用，其确切机制有待于进一步阐明。
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参考文献
1 Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation, 1986,74:1124
2 刘秀华.预处理的实验研究方法.国外医学(生理、病理科学与临床分册)，1997，17(4)：346
3 刘秀华.预处理保护作用的普遍性及其机理探讨.生理科学进展，1998，29(1)：39
4 武旭东，徐成斌，刘秀华等.老年大鼠小肠缺血预处理对心脏缺血再灌注损伤的保护作用.中华老年医学杂志，1998，17(1)：37
5 武旭东，徐成斌，陈 红.肾脏缺血预处理对心脏的保护作用.北京医科大学学报，1997，28(1)：93
, 百拇医药
6 Gho BC, Schoemake RG, Van den Doel MA et al. Myocardial protection by briefischemia in noncardial tissue. Circulation, 1996,94:2139
7 Marber MS, Latchman DS, Walker JM et al. Cardiac stress protein elevation 24 hours after ischemiaa or heat stress is associated with resistance to myocardial infarction. Circulation, 1993,88:1264
8 武旭东.心脏缺血预处理机理的研究进展.心血管病学进展，1997，18(5)：276
(1999—02—13收稿，1999—03—21修回), 百拇医药
单位：武旭东 刘秀华 解放军总医院老年心血管病研究所，北京 100853 徐成斌 北京医科大学人民医院，北京 100044
关键词：肢体；心脏；预处理
肢体缺血预处理对心肌的保护作用 摘要 目的：观察肢体缺血预处理(IPC)对心脏缺血/再灌注(I/R)损伤的影响。方法：对家兔股动脉反复 (4 次) 短暂 (5 min) 夹闭与开放进行IPC，然后复制在体心脏I/R模型，观察肢体IPC对于后续长期I/R损伤所致心肌细胞乳酸脱氢酸(LDH)漏出和心肌梗死面积的影响，并与相应的心脏IPC组进行比较。结果：肢体缺血预处理明显缩小心肌梗死面积，减少心肌组织乳酸脱氢酶漏出(P<0.01)，与心脏IPC组之间差异无统计学意义。结论：肢体缺血预处理对I/R的心脏具有保护作用，其保护程度与心脏IPC的保护作用相近。
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中国图书资料分类法分类号 R 54
The protective effects of limb ischemic preconditioning on rabbit heart
Wu Xudong, Liu Xiuhua, Xu Chengbin (Institute of Gereatric Cardiology, General Hospital of PLA, Beijing 100853)
Abstract Objective:To observe the effects of limb ischemic preconditioning (IPC) on ischemia/reperfusion (I/R) injury of rabbit heart.Methods: On the model of in vivo rabbit heart subjected to I/R, IPC was performed by transient occluding the femoral arteries for 5 min followed by reperfusion for 5 min three times prior to I/R. The effects of IPC on lactatic dehydrogenase (LDH) releasine and myocardial infarction size induced by I/R were measured, and compared with the results of heart IPC Only.Results: Both limb and heart preconditioning significantly reduced myocadial infarct size and leakage of LDH (P<0.01). Conclusion:Limb IPC has a protective effect on myocardial infarct size induced by I/R. The protective effectiveness is similar to that of heart ischemic preconditioning.
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Key words limb; heart; preconditioning
自从 1986 年Murry等首次提出缺血预处理(ischemic preconditioning, IPC)的概念，即反复短暂的缺血发作可以使心肌在后续的持续缺血中得到保护，从而限制心肌梗死范围以来〔1〕，近年随着预处理研究的深入，其方法学亦有一些新的进展，继经典的缺血预处理后，又相继出现了缺氧预处理、快速起搏预处理及药物预处理等〔2〕。这些新的预处理方法为临床应用开拓了新的思路，但迄今为止尚无实用的预处理方法应用于临床。基于预处理保护作用具有器官普遍性观点的提出及其机制研究的深入〔3〕，我们推测器官间可能存在交叉预处理象。最近，这一设想已得到了证实〔4～6〕，从而为缺血心肌的保护提供了新的途径。为了在不同器官上进一步验证交叉预处理现象，本工作观察肢体缺血预处理对兔心脏缺血再灌注损伤的影响。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 手术过程及分组 2.0～2.5 kg 健康雄性家兔，戊巴比妥钠 (30 mg/kg) 腹腔注射麻醉，耳缘静脉注射生理盐水 10 ml/kg。多导生理记录仪持续监测心电活动，鼻导管吸氧，腹股沟区分离右侧股动脉。胸骨左缘第三～第四肋间处开胸，开胸器撑开胸腔，剪开心包膜，暴露心脏，在冠状动脉左前降支(距房室环 3～4 cm 处)穿线备用，静脉注射肝素 500 U/kg，平均 10 min 后分别进行下述操作。
实验共分 4 组(每组 n=6)：①缺血再灌注(I/R)组：手术后 30 min，在上述穿线处结扎冠状动脉左前降支 40 min，松解后再灌注 60 min，结束实验。②肢体缺血预处理(LIPC)组：用动脉夹夹闭右股动脉 5 min，开放 5 min，反复 4 次，然后按①组程序操作。③心脏缺血预处理(HIPC)组：反复结扎冠状动脉左前降支 4 次，每次 5 min，然后按①组程序操作。
, 百拇医药
1.2 观察指标 ①分别于心脏缺血前及再灌注后留取血液，测定乳酸脱氢酶活性。②心肌梗死范围测定：实验结束时，立即摘取心脏，TTC染色法测定心肌缺血范围和心肌梗死范围〔7〕：结束实验时，立即摘取心脏，悬挂于Langendoff灌流装置上，以预冷生理盐水冲洗残血，按原部位再次结扎冠状动脉，经主动脉逆行灌注 2% 伊文思蓝(Even′s blue) 3～4 ml，-20 ℃ 过夜，次日取出冷冻的心脏，沿左室长轴将心脏切为 8～12 片，每片 3～4 mm 厚，随后置于 2% 氯化三苯基四氮唑(Triphenytetrazolium chloride, TTC)溶液中，于 37 ℃ 孵育 10～15 min，取出心肌片于 4% 甲醛溶液中固定。心肌呈三种不同的颜色：蓝色为正常心肌组织，红色为缺血心肌组织，白色为坏死组织。将左室心肌按三种不同颜色分别剪下，用滤纸尽可能吸干水分，称取重量，按公式计算如下指标：心肌缺血范围(%)＝(红色+白色)/左心室重量×100%，心肌梗死范围(%)＝白色/(白色+红色)×100%。
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1.3 统计学处理 实验结果以均数±标准差(
±s)表示，以单因素方差分析作统计学处理。2 结 果
兔心脏缺血再灌注后发生大面积心肌梗死并释放出大量乳酸脱氢酶(LDH)，与I/R组比较，肢体缺血预处理组和心脏IPC组心肌梗死面积分别下降 42% 和 47%，血浆LDH活性分别低 32% 与 37%，但缺血范围无明显变化。表明无论肢体还是心脏缺血预处理都对心脏产生了保护作用，且两者保护程度相近(P>0.06)，结果见附表。
附表 各组心肌梗死范围和LDH活性比较(
±s，n=6), http://www.100md.com
组
缺血范围(%)
梗死范围(%)
LDH活性(U/L)
缺血前
再灌注后
I/R
39.1±5.3
36.7±7.2
379±91
2792±189
LIPC
, 百拇医药 34.8±4.7
21.3±6.5*
405±87
1895±164*
HIPC
36.2±5.1
19.5±6.3*
392±74
1758±176*
与I/R组比较： * P<0.01
3 讨 论
, http://www.100md.com
最近国内外文献报道〔4～6〕，大鼠肾脏及小肠缺血预处理具有心脏保护作用，并将这种现象称为交叉预处理或远隔器官预处理。为了在不同动物种属的不同器官上验证交叉预处理现象的存在。我们采用家兔肢体缺血预处理的方法观察对心脏缺血再灌注损伤的影响。结果发现，肢体缺血预处理明显降低了心脏I/R后心肌梗死面积及血浆LDH活性。表明肢体缺血预处理对心脏缺血再灌注损伤具有保护作用，其保护程度与心脏缺血预处理者相近。肢体缺血预处理对心脏缺血再灌注损伤的保护机制尚不清楚，大量实验研究已证实〔8〕，心脏缺血预处理的保护作用涉及许多内源性保护物质的产生与释放。目前已经证实与IPC有关的内源性保护物质有腺苷、去甲肾上腺素、缓激肽、前列环素、一氧化氮等，推测肢体缺血预处理时之所以对心脏产生保护作用可能是由于反复短暂的肢体缺血引起了上述某些内源性保护物质的释放，经过血液循环到达心脏，通过Gi蛋白的耦联或直接作用于细胞膜上的受体(或离子通道)激活了细胞内蛋白激酶C，进而引起了蛋白、酶等保护物质的表达与激活，产生了细胞保护作用，其确切机制有待于进一步阐明。
, http://www.100md.com
参考文献
1 Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation, 1986,74:1124
2 刘秀华.预处理的实验研究方法.国外医学(生理、病理科学与临床分册)，1997，17(4)：346
3 刘秀华.预处理保护作用的普遍性及其机理探讨.生理科学进展，1998，29(1)：39
4 武旭东，徐成斌，刘秀华等.老年大鼠小肠缺血预处理对心脏缺血再灌注损伤的保护作用.中华老年医学杂志，1998，17(1)：37
5 武旭东，徐成斌，陈 红.肾脏缺血预处理对心脏的保护作用.北京医科大学学报，1997，28(1)：93
, 百拇医药
6 Gho BC, Schoemake RG, Van den Doel MA et al. Myocardial protection by briefischemia in noncardial tissue. Circulation, 1996,94:2139
7 Marber MS, Latchman DS, Walker JM et al. Cardiac stress protein elevation 24 hours after ischemiaa or heat stress is associated with resistance to myocardial infarction. Circulation, 1993,88:1264
8 武旭东.心脏缺血预处理机理的研究进展.心血管病学进展，1997，18(5)：276
(1999—02—13收稿，1999—03—21修回), 百拇医药