心肌缺血-再灌注白细胞介素-1的变化及其与血液动力学关系
作者：关怀敏 王翠花 刘瑞云 张延荣 黄振文
单位：关怀敏 王翠花 河南省胸科医院(郑州，450003)；刘瑞云 张延荣 黄振文 河南医科大学第一附属医院
关键词：心肌缺血再灌注；白细胞介素-1；血液动力学
中国急救医学990605 摘要：目的 探讨心肌缺血-再灌注时白细胞介素-1(IL-1)的变化及其与血液动力学的关系。方法 在犬心肌缺血再灌注模型上用热稀释法测定心输出量(Co)，左室插管测定左室收缩压(LVSP)、左室舒张压(LVDP) 、 左室内压最大变化速率(±dp/dtmax) ， 同时用MTT细胞增殖法测定冠脉循环中IL-1的动态变化 。 结果 缺血再灌注的冠脉循环中IL-1水平明显升高 ， 其峰值与同步测定的Co和LVSP 、 +dp/dtmax呈显著负相关 ， 与LVDP 、 -dp/dtmax值呈显著正相关。结论 在心肌缺血再灌注时IL-1可以作为反映心功能受损程度的一项指标。
, 百拇医药
Change of interleukin-1 in experimental myocardial ischemia-reperfusion and correlation between it and hemodynamics
Guan Huaimin, Wang Cuihua, Liu Ruiyun, et al.
Henan Provincial Chest Hospital, Zhengzhou 450003
Abstract Objective To study the correlation between changes of interleukin-1 (IL-1) levels and hemodynamics during myocardial ischemia-reperfusion. Methods Thermodilution method was used to measure cardiac output (Co), left ventriculopuncture catheterization was performed to measure left ventricular systolic pressure (LVSP), left ventricular diastolic pressure (LVDP) and left incardic pressure maxinum change rate speed (±dp/dt max) in dogs with experimental myocardial ischemia-reperfusion, and MTT biocytoculture was used to examine ambulatory levsls of IL-1 in cardiac great vein. Results IL-1 levels during myocaridial ischemia-reperfusion were significantly higher than one before occluding coronary artery. There was respectively sigificant negative correlation between IL-1 peak values and Co, LVSP, +dp/dtmax measured at sametime, signicant positive correlation between IL-1 peak values and LVDP, -dp/dtmax. Conclusion IL-1 level during myocardial ischemia-reperfusion may be an useful parameter of evalating the severity of cardiac function damaged.
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Key words Myocardial ischemia-reperfusion Interleukin-1 Hemodynamics
本研究用MTT细胞增殖法测定心肌缺血再灌注期间白细胞介素-1(IL-1)的动态变化，将其峰值与同时测定的血流动力学参数变化作相关分析，并对IL-1升高机制及其在血流动力学变化中的病理生理意义作了初步探讨。
1 资料与方法
1.1 动物模型 健康雄性杂种狗9只，体重15～20 kg，平均17.2±1.96 kg，3%戊巴比妥钠溶液(30 mg/kg)肌注麻醉，气管插管，人工呼吸，无菌开胸，切开心包，左室插管，用RM-6000型多导生理记录仪，同步记录ECG，测定心率(HR)、左心收缩压(LVSP)、左室舒张压(LVDP)、左室内压最大变化速率(±dp/dtmax)，心大静脉内置管采血标本用，股静脉插入7F四腔漂浮导管达肺小动脉，在多导生理记录仪上用温差稀释法测定心输出量(CO)，自冠状动脉左前降支(LAD)第一对角支后分离LAD，置线15分钟待心率及心室压力曲线稳定后，用无创性血管夹阻断LAD 1.5 h，恢复血供6 h。实验中静滴生理盐水(2 ml/min)维持，插管定时用肝素盐水冲洗。
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1.2 实验程序 分别于阻断LAD前、缺血1.5 h、再灌注2 h、4h、6h共5个时间点对血流动力学进行检测，并同时从心大静脉中取血标本测定IL-1。HR、LVSP、LVDP、±dp/dtmaz均以5个心动周期记录值的均值为结果。
1.3 IL-1 无菌条件下每次心大静脉取血3 ml装入预备的无菌抗凝小瓶中，常规分离单个核细胞，配成5×109/L浓度，加入96孔培养板中，0.2 ml/孔，在37 ℃、CO2培养箱中孵育2 h后洗去不粘附细胞，加入1%新生小牛血清和含有内毒素(1 mg/L)的1640营养液，放CO2培养箱中继续孵育40 h。收获上清液经∮0.22 μm滤膜过滤后-20 ℃保存待测。以C57/BL纯系小鼠(河南省实验动物中心)胸腺细胞作为靶细胞，用MTT细胞增殖法测定IL-1生物活性，以5个孔的均值为测定值，结果以U/ml表示。
, 百拇医药
1.4 统计学处理 结果以均数±标准差(
±s)表示，同一指标间比较、不同指标间的简单直线相关分析、多元净相关分析均用t检验，多元复相关分析用F检验。
2 结果
2.1 血流动力学变化 心肌缺血1.5 h后血流动力学参数均有不同程度变化，再灌注更加明显。详见表。
2.2 单核细胞IL-1变化 心肌缺血1.5 h后IL-1水平明显升高，更灌注6 h内其水平呈逐渐上升趋势。详见附表。
附表 心肌缺血再灌注期间IL-1、血流动力学变化(n=9，±s) 参 数
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阻断前
缺血1.5 h
再灌2 h
再灌4 h
再灌6 h
IL-1(U/ml)
136±14
178±28***
227±21###
253±17###
275±16###
, 百拇医药
Co(L/min)
3.14±0.21
2.52±0.18***
2.09±0.16###
1.86±0.14###
1.79±0.11###
LVSP(kPa)
17.95±2.27
14.67±1.42**
12.83±1.25#
, 百拇医药
11.82±1.83###
11.37±0.95###
LVDP(kPa)
0.13±0.53
0.67±0.33*
1.00±0.52
1.28±0.56#
1.48±0.55##
+dp/dtmax(kPa/s)
468±120
, 百拇医药
360±88
320±71
292±64
263±41#
-dp/dtmax(kPa/s)
460±107
338±68*
280±60
242±55##
213±44###
HR(次/分钟)
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136±18
144±16
158±19
143±12
138±8
注：缺血期与阻断前相比，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001；再灌期与缺血期相比，#P<0.05，##P<0.01，###P<0.001
2.3 IL-1峰值与同步测定的血流动力学关系：IL-1峰值与Co呈显著负相关(r=-0.921，P<0.005)；IL-1与左室收缩功能参数(LVSP，+dp/dtmax)、舒张功能参数(LVDP，-dp/dtmax)均呈显著负相关(r=0.9225，P<0.01；r=0.9369，P<0.01)；分别去除左心收缩功能、舒张功能参数的影响，IL-1与Co的净相关性均不显著(r=0.1285，P>0.5；r=0.2107，P>0.5)；IL-1与HR的相关性不显著(r=0.6228，P>0.05)。
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3 讨论
在冠脉阻断以后在冠脉阻断以后IL-1水平即有明显升高，再灌注后升高更加显著。这可能是因为，当冠脉阻断时冠脉内皮细胞(EC)及其循环中白细胞首当累及，细胞膜Na+-K+-ATP酶活性下降，细胞内Ca++增多，从而促进IL-1的合成与释放〔1〕；缺血心肌还可释放一种蛋白质，激活补体系统，片段C5a可使EC产生并释放IL-1〔2〕；低氧状态下诱发的肿瘤坏死因子、血小板激活因子也可刺激EC、单核巨噬细胞、平滑肌细胞产生IL-1〔3，4〕。当恢复血供后，病变局部高浓度的IL-1随血流进入缺血区心肌组织，从而激发心肌炎症反应，并相继进入体循环，通过自分泌或旁分泌方式刺激更多的IL-1分泌细胞产生IL-1，导致再灌注期IL-1水平进一步升高。本研究结果已证明这一点。
本研究结果还显示，IL-1与Co下降呈显著负相关，提示IL-1水平越高，Co下降就明显，IL-1与左室收缩功能参数呈显著复相关，可能因为IL-1既能加重缺血心肌的炎症的反应，又能直接作用于心肌抑制其收缩能力〔5〕，它们共同导致Co进一步下降，使微循环灌注不足，EC、白细胞受缺氧刺激而产生更多IL-1，形成恶性循环。IL-1与左室舒张功参数也呈显著负相关，是因为二者有着相同的诱发因素，即单核细胞、EC等IL-1分泌细胞内Ca++增多可促进IL-1的合成与释放〔1〕，心肌细胞内Ca++超载可加重其损害，降低心肌顺应性，进而抑制舒张功能。若分别去除左室收缩功能、舒张功能参数的影响，IL-1与Co的相关性(净相关)便不显著，说明IL-1对缺血心肌Co的抑制作用是通过改变其舒缩功能实现的。至于IL-1与HR无显著相关性，可能因为IL-1既能降低Co使HR反射性加快，又能抑制心肌肾上腺素β受体兴奋而使HR减慢〔5〕，系二者相互抵消的结果。随着心肌梗死溶栓术和冠脉内形成术的进一步开展，于再灌后测定IL-1的变化，可望能作为判定心功能损害程度的一项指标。
, 百拇医药
参考文献
1 Dinarello CA, Biahail, Bosenwasser LJ, et al. The influence of lipoxygenase inhibitors on the in vitro production of human leukocytic pyrogen and lymphocyte activating factor(IL-1). Int J Immunophar-macol, 1974,6(1):43～50..
2 Lomghurst JC. 补体和粒细胞在心肌缺血中的作用.临床心血管杂志，1993，9(4)：255～7.
3 孙耕耘，毛宝龄，吕宝璋.IL-1、TNF与炎症.生理科学进展，1993，24(1)：23～7.
4 Koltaen, Hoaford K, Guinot P, et al. PAF, a review of its effects, antagonists and possible future clinical implication. Drugs, 1991,42(1):9～29.
5 Gullck T, C-hung MK, Pieper SJ, et al. IL-1 and TNF inhibit cardiac myocyte beta-adrenergic responsiveness. Proc Natl Acad Sci USA, 1989,86:6753～7.
收稿：1998-03-11
修回：1999-01-25, 百拇医药
单位：关怀敏 王翠花 河南省胸科医院(郑州，450003)；刘瑞云 张延荣 黄振文 河南医科大学第一附属医院
关键词：心肌缺血再灌注；白细胞介素-1；血液动力学
中国急救医学990605 摘要：目的 探讨心肌缺血-再灌注时白细胞介素-1(IL-1)的变化及其与血液动力学的关系。方法 在犬心肌缺血再灌注模型上用热稀释法测定心输出量(Co)，左室插管测定左室收缩压(LVSP)、左室舒张压(LVDP) 、 左室内压最大变化速率(±dp/dtmax) ， 同时用MTT细胞增殖法测定冠脉循环中IL-1的动态变化 。 结果 缺血再灌注的冠脉循环中IL-1水平明显升高 ， 其峰值与同步测定的Co和LVSP 、 +dp/dtmax呈显著负相关 ， 与LVDP 、 -dp/dtmax值呈显著正相关。结论 在心肌缺血再灌注时IL-1可以作为反映心功能受损程度的一项指标。
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Change of interleukin-1 in experimental myocardial ischemia-reperfusion and correlation between it and hemodynamics
Guan Huaimin, Wang Cuihua, Liu Ruiyun, et al.
Henan Provincial Chest Hospital, Zhengzhou 450003
Abstract Objective To study the correlation between changes of interleukin-1 (IL-1) levels and hemodynamics during myocardial ischemia-reperfusion. Methods Thermodilution method was used to measure cardiac output (Co), left ventriculopuncture catheterization was performed to measure left ventricular systolic pressure (LVSP), left ventricular diastolic pressure (LVDP) and left incardic pressure maxinum change rate speed (±dp/dt max) in dogs with experimental myocardial ischemia-reperfusion, and MTT biocytoculture was used to examine ambulatory levsls of IL-1 in cardiac great vein. Results IL-1 levels during myocaridial ischemia-reperfusion were significantly higher than one before occluding coronary artery. There was respectively sigificant negative correlation between IL-1 peak values and Co, LVSP, +dp/dtmax measured at sametime, signicant positive correlation between IL-1 peak values and LVDP, -dp/dtmax. Conclusion IL-1 level during myocardial ischemia-reperfusion may be an useful parameter of evalating the severity of cardiac function damaged.
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Key words Myocardial ischemia-reperfusion Interleukin-1 Hemodynamics
本研究用MTT细胞增殖法测定心肌缺血再灌注期间白细胞介素-1(IL-1)的动态变化，将其峰值与同时测定的血流动力学参数变化作相关分析，并对IL-1升高机制及其在血流动力学变化中的病理生理意义作了初步探讨。
1 资料与方法
1.1 动物模型 健康雄性杂种狗9只，体重15～20 kg，平均17.2±1.96 kg，3%戊巴比妥钠溶液(30 mg/kg)肌注麻醉，气管插管，人工呼吸，无菌开胸，切开心包，左室插管，用RM-6000型多导生理记录仪，同步记录ECG，测定心率(HR)、左心收缩压(LVSP)、左室舒张压(LVDP)、左室内压最大变化速率(±dp/dtmax)，心大静脉内置管采血标本用，股静脉插入7F四腔漂浮导管达肺小动脉，在多导生理记录仪上用温差稀释法测定心输出量(CO)，自冠状动脉左前降支(LAD)第一对角支后分离LAD，置线15分钟待心率及心室压力曲线稳定后，用无创性血管夹阻断LAD 1.5 h，恢复血供6 h。实验中静滴生理盐水(2 ml/min)维持，插管定时用肝素盐水冲洗。
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1.2 实验程序 分别于阻断LAD前、缺血1.5 h、再灌注2 h、4h、6h共5个时间点对血流动力学进行检测，并同时从心大静脉中取血标本测定IL-1。HR、LVSP、LVDP、±dp/dtmaz均以5个心动周期记录值的均值为结果。
1.3 IL-1 无菌条件下每次心大静脉取血3 ml装入预备的无菌抗凝小瓶中，常规分离单个核细胞，配成5×109/L浓度，加入96孔培养板中，0.2 ml/孔，在37 ℃、CO2培养箱中孵育2 h后洗去不粘附细胞，加入1%新生小牛血清和含有内毒素(1 mg/L)的1640营养液，放CO2培养箱中继续孵育40 h。收获上清液经∮0.22 μm滤膜过滤后-20 ℃保存待测。以C57/BL纯系小鼠(河南省实验动物中心)胸腺细胞作为靶细胞，用MTT细胞增殖法测定IL-1生物活性，以5个孔的均值为测定值，结果以U/ml表示。
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1.4 统计学处理 结果以均数±标准差(
±s)表示，同一指标间比较、不同指标间的简单直线相关分析、多元净相关分析均用t检验，多元复相关分析用F检验。2 结果
2.1 血流动力学变化 心肌缺血1.5 h后血流动力学参数均有不同程度变化，再灌注更加明显。详见表。
2.2 单核细胞IL-1变化 心肌缺血1.5 h后IL-1水平明显升高，更灌注6 h内其水平呈逐渐上升趋势。详见附表。
附表 心肌缺血再灌注期间IL-1、血流动力学变化(n=9，
±s) 参 数, http://www.100md.com
阻断前
缺血1.5 h
再灌2 h
再灌4 h
再灌6 h
IL-1(U/ml)
136±14
178±28***
227±21###
253±17###
275±16###
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Co(L/min)
3.14±0.21
2.52±0.18***
2.09±0.16###
1.86±0.14###
1.79±0.11###
LVSP(kPa)
17.95±2.27
14.67±1.42**
12.83±1.25#
, 百拇医药
11.82±1.83###
11.37±0.95###
LVDP(kPa)
0.13±0.53
0.67±0.33*
1.00±0.52
1.28±0.56#
1.48±0.55##
+dp/dtmax(kPa/s)
468±120
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360±88
320±71
292±64
263±41#
-dp/dtmax(kPa/s)
460±107
338±68*
280±60
242±55##
213±44###
HR(次/分钟)
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136±18
144±16
158±19
143±12
138±8
注：缺血期与阻断前相比，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001；再灌期与缺血期相比，#P<0.05，##P<0.01，###P<0.001
2.3 IL-1峰值与同步测定的血流动力学关系：IL-1峰值与Co呈显著负相关(r=-0.921，P<0.005)；IL-1与左室收缩功能参数(LVSP，+dp/dtmax)、舒张功能参数(LVDP，-dp/dtmax)均呈显著负相关(r=0.9225，P<0.01；r=0.9369，P<0.01)；分别去除左心收缩功能、舒张功能参数的影响，IL-1与Co的净相关性均不显著(r=0.1285，P>0.5；r=0.2107，P>0.5)；IL-1与HR的相关性不显著(r=0.6228，P>0.05)。
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3 讨论
在冠脉阻断以后在冠脉阻断以后IL-1水平即有明显升高，再灌注后升高更加显著。这可能是因为，当冠脉阻断时冠脉内皮细胞(EC)及其循环中白细胞首当累及，细胞膜Na+-K+-ATP酶活性下降，细胞内Ca++增多，从而促进IL-1的合成与释放〔1〕；缺血心肌还可释放一种蛋白质，激活补体系统，片段C5a可使EC产生并释放IL-1〔2〕；低氧状态下诱发的肿瘤坏死因子、血小板激活因子也可刺激EC、单核巨噬细胞、平滑肌细胞产生IL-1〔3，4〕。当恢复血供后，病变局部高浓度的IL-1随血流进入缺血区心肌组织，从而激发心肌炎症反应，并相继进入体循环，通过自分泌或旁分泌方式刺激更多的IL-1分泌细胞产生IL-1，导致再灌注期IL-1水平进一步升高。本研究结果已证明这一点。
本研究结果还显示，IL-1与Co下降呈显著负相关，提示IL-1水平越高，Co下降就明显，IL-1与左室收缩功能参数呈显著复相关，可能因为IL-1既能加重缺血心肌的炎症的反应，又能直接作用于心肌抑制其收缩能力〔5〕，它们共同导致Co进一步下降，使微循环灌注不足，EC、白细胞受缺氧刺激而产生更多IL-1，形成恶性循环。IL-1与左室舒张功参数也呈显著负相关，是因为二者有着相同的诱发因素，即单核细胞、EC等IL-1分泌细胞内Ca++增多可促进IL-1的合成与释放〔1〕，心肌细胞内Ca++超载可加重其损害，降低心肌顺应性，进而抑制舒张功能。若分别去除左室收缩功能、舒张功能参数的影响，IL-1与Co的相关性(净相关)便不显著，说明IL-1对缺血心肌Co的抑制作用是通过改变其舒缩功能实现的。至于IL-1与HR无显著相关性，可能因为IL-1既能降低Co使HR反射性加快，又能抑制心肌肾上腺素β受体兴奋而使HR减慢〔5〕，系二者相互抵消的结果。随着心肌梗死溶栓术和冠脉内形成术的进一步开展，于再灌后测定IL-1的变化，可望能作为判定心功能损害程度的一项指标。
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参考文献
1 Dinarello CA, Biahail, Bosenwasser LJ, et al. The influence of lipoxygenase inhibitors on the in vitro production of human leukocytic pyrogen and lymphocyte activating factor(IL-1). Int J Immunophar-macol, 1974,6(1):43～50..
2 Lomghurst JC. 补体和粒细胞在心肌缺血中的作用.临床心血管杂志，1993，9(4)：255～7.
3 孙耕耘，毛宝龄，吕宝璋.IL-1、TNF与炎症.生理科学进展，1993，24(1)：23～7.
4 Koltaen, Hoaford K, Guinot P, et al. PAF, a review of its effects, antagonists and possible future clinical implication. Drugs, 1991,42(1):9～29.
5 Gullck T, C-hung MK, Pieper SJ, et al. IL-1 and TNF inhibit cardiac myocyte beta-adrenergic responsiveness. Proc Natl Acad Sci USA, 1989,86:6753～7.
收稿：1998-03-11
修回：1999-01-25, 百拇医药