心脏停搏液中钙离子浓度对幼鼠心肌的影响
作者：金峰 李彤 杨景学 候晓彬 张金洲
单位：金峰(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)；李彤(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)；杨景学(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)；候晓彬(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)；张金洲(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)
关键词：心脏停搏液；钙离子；未成熟心肌
第四军医大学学报000513 摘 要: 目的 探讨心脏停搏液中钙离子(Ca2+)浓度对离体未成熟大鼠心 肌的影响. 方法 采 用SD幼鼠(18～21 d)离体工作心模型，14℃低温缺血120 min，缺血前分别以Ca2+浓度 为0, 0.8 , 1.0, 1.2, 1.4和2.4 mmol.L-1的St. Thomas'Ⅱ停搏液单次灌注，观察记录 缺血再灌注后心 功能的恢复百分比及心肌酶CPK的漏出量. 结果 再灌注30 min后，各组 主动脉流量恢复比依 次0, 74%±4%, 80%±3%, 70%±3%, 57%±5%和46%±4%， 以Ca2+浓度为1.0 mmol.L -1组最好， 与1.2 mmol.L-1组相比有显著差异(P<0.05). 心肌酶CPK漏出量分别为(312.8± 15.3), (47.1±6.0), (33.5±7.2), (46.7±5.9), (53.6±8.3)和(72.4±9.1) nkat.g -1. 结论 本结果提示停搏 液中Ca2+浓度对未成熟心肌的影响呈钟形量-效曲线，以1.0 mmol.L-1时保 护效果最佳，无钙停搏液可引起钙反常，对未成熟心肌是有害的.
, 百拇医药
中图号:R654.1 文献标识码:A
文章编号：1000-2790(2000)05-0560-04
Effect of calcium concentration of ST. Thomas'Ⅱ cardioplegia on the immature r ats myocardium
JIN Feng, LI Tong, YANG Jing-Xue, HOU Xiao-Bin, ZHANG Jin-Zhou
(Center of Cardiovascular Surgery, Xijing Hospital, Fourth Military Medical U niversity, Xi'an 710033, China)
Abstract: AIM To investigate the optimal calcium concentration in cardi oplegia for immature myocardium. METHODS In an isolated working heart model, hearts fro m immature rats (18～21 d) were subjected to hypothermic ischemia at 14℃ for 120 minutes. The hearts were arrested with a single-dose preischemic infusion of mo dified St. Thomas'Ⅱcardioplegia with different calcium concentrations (0, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4 or 2.4 mmol.L-1). The postischemic functional recovery and CPK leaka ge were recorded. RESULTS The postischemic percent recovery of aortic flow was 0 , 74%±4%, 80%±3%, 70%±3%, 57%±5% and 46%±4%, respectively. The post-ischem i c CPK leakage was 312.8±15.3, 47.1±6.0, 33.5±7.2, 46.7±5.9, 53.6±8.3 and 72 .4±9.1 nkat.g-1, respectively. CONCLUSION The results i ndicated a bell-shaped dose-response profile for calcium with optimal protection occurring at 1.0 mmol .L-1 . The hazard of total absence of calcium was confirmed by the induction of the c alcium paradox.
, 百拇医药
Keywords: cardioplegia; calcium; immature myocardium
0 引言
尽管实验研究结果显示未成熟心肌对缺血的耐受能力较成熟心肌强， 但临床上婴幼 儿心脏手术后的心功能却较成人差[1]，住院死亡率比成人高， 这除了与心脏疾病 本身对心肌 的损害有关外，还说明对未成熟心肌的保护措施不够完善.许多研究表明，目前临床上普遍 应用的St. Thomas'Ⅱ心脏停搏液对未成熟心肌的保护效果不够理想，争议最多的是其中钙 离子的浓度.我们采用幼鼠离体工作心模型，就不同钙离子浓度St. Thomas'Ⅱ液对未成熟 心肌的影响进行实验研究，以期探索适合未成熟心肌的最佳钙离子浓度.
1 材料和方法
1.1 材料 雄性SD幼鼠(18～21 d) 36只，体质量25～35 g， 随机分为6组，每 组6只，各组停搏 液的Ca2+浓度分别为0, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4和2.4 mmol.L-1，其余成分同标 准St. Thomas'Ⅱ 停搏液，停搏液中的Ca2+浓度用原子吸收光谱法测定(Zeeman原子吸收光谱仪),无钙 停搏液组实验中均使用酸洗玻璃器皿或塑料容器.
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1.2 方法 动物以乙醚麻醉，肝内注射肝素100 U， 经低温 诱导(将动物躯体置入4℃ KHBB液 中1 min)后打开胸壁，胸腔内注入4℃ KHBB液至心脏停跳 于肺动脉根部剪开肺动脉，在体 插 入主动脉插管，剪下心脏连接于灌注装置，开始行Langendorff灌注，灌注液为37℃ KHBB缓 冲液，并用950 mL.L-1 O2, 50 mL.L-1 CO2混合气体氧合，灌注压为8. 0 kPa，解剖肺静脉并插入左 房灌注管，将心脏移入保温腔中，主动脉灌注管侧管连接四道生理记录仪， Langendorff灌 注10 min后开启左房灌注管，灌注压1.0 kPa闭主动脉灌注管，转为工作心模型， 稳定后记 录 血流动力学基础值，然后关闭左房灌注管，经主动脉根部以6.0 kPa压力灌注4℃不同pH值的 S t. Thomas'Ⅱ停搏液3 min，心脏保温腔的温度恒定在14℃. 心脏停搏120 min后，灌注装 置复温至37℃，开放主动脉，以KHBB液灌注15 min，然后转为工作心30 min.
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1.2.1 心功能 缺血前及再灌注末在工作心稳定情况下同步收集冠状动脉 流量(CF)、主动脉 流量(AF)， 计算心输出量(CO=CF+AF)， 四道生理仪记录主动脉压(AP)，按压力波形计算心 率(HR)每个心脏均作为自身对照，根据缺血前和再灌注末的数值计算恢复百分比.
1.2.2 心肌CPK漏出量 收集再灌注初15 min所有冠脉回流液，自动生化分 析仪测定磷酸激酶(CPK)活性.
统计学处理： 实验数据用
±s表示，采用t检验进行组间比较，P<0. 05表示差异有显著性.
2 结果
2.1 心功能 停搏前心功能基础值均无显著差异.复灌未测得的心功能恢复 比显示，心率变 化除Ca2+ 0 mmol.L-1组外，其余各组间无显著差异;冠脉流量恢复以Ca2 + 1.0 mol.L-1组最好(P<0.05, Tab 1)， 0和2.4 mmol.L-1组恢复最 差(P<0.001); 主动脉流量恢复比见Fig 1，与Ca2+ 1.2 mmol.L-1组相比 较，Ca2+ 1.0 mmol.L-1组恢复最佳(P<0.05)， Ca2+高于1.2 mmo l.L-1各组，主动 脉流量呈进行性下降.然而最显著的变化发生在Ca2+ 0 mmol.L-1组，6只心 脏无一恢复射血， 恢复比为0%;心输出量恢复比同主动脉流量恢复比相似;AP恢复比差异较小，除Ca2+ 0 mmol.L-1 组(25.2±2.9)%，P<0.001和2.4 mmol.L-1组(68.4±3.9)%，P<0.05外，其 余各组均无显著差 异.综合上述指标可见心功能恢复比以Ca2+ 1.0 mmol.L-1组最佳，Ca2+ 浓度与心功能恢复比之间的关系呈钟形曲线，顶部较平坦.
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表1 停搏液Ca2+浓度对心功能的影响
Tab 1 Effects of calcium content on cardiac function (±s) Ca2+
/mmol.L-1
CF/(mL.min-1)
AF/(mL .min-1)
CO/(mL.min-1)
, http://www.100md.com AP/kPa
Pre-I
PIPR/%
Pre-I
PIPR/%
Pre-I
PIPR/%
Pre-I
PIPR/%
0.0
5.8±0.7
31.0±3.6d
, 百拇医药
15.9±1.1
0d
22.8±2 .3
8.5±1.5d
13.9±0.4
25.2±2.9d
0.8
6.0±0.5
79.5±2.8
16.2±1.2
74.2±4.5
, 百拇医药
23.6±1.2
7 5.8±3.8
14.1±0.7
80.1±3.5
1.0
6.0±0.7
85.7±2.0b
15.8±0.9
69.6±3.4a
22.0±1.3
81.3±2.9a
, http://www.100md.com
13.0±0.8
80.8±2.1
1.2
5.7±0.6
74.2±2.0
15.9±1.8
70.2±3.3
21.6±4.0
71. 2±2.1
13.3±1.0
78.1±1.6
1.4
, 百拇医药
5.9±0.8
70.6±2.4
15.6±2
57.7±4.6a
21.2±3.5
69 .5±3.5a
13.7±1.6
78.8±4.9
2.4
6.1±0.5
55.6±2.2d
, http://www.100md.com
16.0±0.7
45.8±4.2d
22 ±1.9
48.9±2.7d
13.6±0.4
68.4±3.9a
aP<0.05, bP<0.01, dP<0.001 vs 1.2 mmol.L -1 group.
CF: coronary flow; AF: aortic flow; CO: cardiac output; AP: aortic pressure; PIPR: postischemic percent recovery; Pre-I: preischemic value.
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图1 停搏液Ca2+浓度对AF恢复百分比的影响
Fig 1 Effects of cardioplegia Ca2+ concentration on percent recovery of aortic flow
aP<0.05, cP<0.001 vs Ca2+ concentration 1. 2 mmol.L-1 group.
2.2 心肌酶CPK漏出量 从Ca2+ 0～2.4 mmol.L-1组依次 分别为(312.8±15.3), (47.1±6.0), (33.5±7.2), (46.7±5.9), (53.6±8.3)和(72.4± 9.1) nkat.g-1，除Ca2+ 0 mmol.L -1组和2.4 mmol.L-1组(P<0.01)外，其余各组无显著差异(Fig 2).
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图2 停搏液Ca2+浓度对CPK漏出量的影响
Fig 2 Effects of cardioplegia Ca2+ concentration on CPK leakage
bP<0.01， dP<0.001 vs Ca2+ concentration 1. 2 mmol.L-1 group.
3 讨论
我们研究改良晶体停搏液中钙离子浓度对幼鼠心脏功能恢复的影响.实验结果显示: ① 18～21 d的幼鼠心脏14℃缺血2 h后复灌，心功能恢复以停搏液中Ca2+浓度为1.0 m mol.L-1时最 佳; ②无钙停搏液对未成熟心肌是有害的.最佳Ca2+浓度:本结果表明，18～21 d 的SD幼 鼠心脏经14℃停搏120 min后复灌，心功能恢复比和停搏液中Ca2+浓度的关系呈顶部 较平坦的 钟形曲线，以Ca2+浓度为1.0 mmol.L-1时恢复最佳.这与Yamamoto等[2 ]在成熟离体心模型观察 到的结果不同，他们发现停搏液中Ca2+的浓度-效应关系呈尖锐的钟型曲线，最佳浓 度为1.2 m mol.L-1，在这一深度上下的细微改变(0.1～0.2 mmol.L-1)可导致心功能恢 复比的显著差异(50%) .同时也与Riva等[3]在3～6 d新生幼鼠离体心模型的研究结果不一致，其研究显示 37℃缺血 60 min后，心功能恢复比和停搏液中的Ca2+浓度无显著的相关性.这些结果上的不一 致可能 与下列因素有关:① 未成熟心肌对停博液(细胞外液)中Ca2+浓度的较大波动相对不如 成熟心 肌敏感;②我们实验中所用的幼鼠(18～21 d)与1 wk内的新生幼鼠和成年大鼠在Ca2+代 谢方面存 在发育的差异; ③低温部分掩盖了Ca2+浓度变化引起的保护效果差异.Robinson等 [4]发现低温可使Ca2+的浓度-效应曲线向低浓度侧移位.
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钙反常:尽管本实验包括了低温和Mg2+两项可以阻止钙反常的因素，实验中无 钙组心 脏组复灌后仍出现严重损伤，心肌苍白、挛缩、无法恢复正常射血，并伴有大量心肌酶漏出 等钙反常的征象，这与其他学者在成年或幼年、常温或低温动物模型研究的结果一致;说明C a2+是停搏液中不可缺的离子.已有学者研究证实[5]，低温并不能防止钙反 常，特别是100% 纯氧合使停搏液使其变为碱性时.钙离子是心肌细胞内非常重要则特殊的阳离子. 在正常 情况下，细胞内Ca2+浓度的波动可启动兴奋-收缩偶联，调节收缩强度，Ca2+ 尚参与细胞 功能的许多方面，一定量的Ca2+为心肌细胞保持结构完整所必须[6].另一 方面，Ca2+又是 心肌缺血及缺血再灌注期间生化结构和功能损伤的重要介质[6,7].因此，对于停 搏液中Ca 2+的作用一直争议颇多[2,8,9].目前临床上广泛使用的St. Thomas'Ⅱ号停 搏液的Ca2+浓度 为1.2 mmol.L-1，但越来越多的实验和临床研究表明这一浓度对成熟心肌来说是偏 高的. Robinson等[4]用成年鼠离体心模型研究发现.低温缺血300 min后复灌，停 搏液中Ca2+浓度的可接受 范围为0.3～0.9 mmol.L-1，以0.6 mmol.L-1组心功能恢复最佳，CPK漏 出量最少.Kinoshita等[9] 通过临床对比研究发现，在停搏液中Ca2+浓度为0.1 mmol.L-1组，患者术后 心功能恢复、心率失常发生率及血清CPK测定均优于St.Thomas'Ⅱ液组.
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未成熟心肌在钙离子调节方面与成熟心肌有明显差异.由于钙调节系统尚未发育成熟 ，肌浆网稀少，钙泵活性低，在兴奋收缩偶联中主要通过心肌质膜钙的流动来控制调节收缩 状态，对细胞外钙的依赖性较强.关于停搏液中适合未成熟心肌的钙离子浓度， 目前的研 究结果极不一致.Zweng等[10]在新生幼兔离体心灌注模型上发现，常温缺血60 mi n后复灌， 心功能恢复比在Ca2+浓度为1.2 mmol.L-1时最好，Riva等[3]用相同 的温度和相同的缺血时间， 对新生幼鼠离体心的研究表明改停搏液中的Ca2+浓度对心功能恢复几无影响.Baker 等[11] 对新生幼兔离体心在14℃缺血6 h，发现复灌后心功能的恢复比和停搏液中Ca2+浓度 的关系呈 钟型曲线，以Ca2+浓度为0.3 mmol.L-1时保护效果最佳.上述研究结果的不 一致除与动物种属 和停搏温度不同外，尚有更多机制需要进一步探讨.尽管未成熟心肌对细胞外钙的依赖性较 强，但尚未见高钙停搏液(>1.2 mmol.L-1)改善心功能恢复的报告.
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本模型停搏液中的最佳Ca2+浓度为1.0 mmol.L-1,低于St. Thomas'Ⅱ停搏 液的Ca2+浓度,说明C a2+浓度可能是St. Thomas'Ⅱ停搏液对未成熟心肌保护效果欠佳的部分原因.但影响 Ca2+作 用的因素较多, Ca2+与停搏液中其他离子的关系、缺血缺氧期间Ca2+在分子水 平的运转及功能均需进一步研究.
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39500144)
作者简介：金 峰(1962-)， 男(汉族)， 甘肃省通渭县人. 博士, 讲师， 主治医师. Tel.(029)3373198 Email. zhjcai@fmmu.edu.cn
参考文献：
, http://www.100md.com
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收稿日期：2000-01-18； 修回日期：2000-02-08, http://www.100md.com
单位：金峰(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)；李彤(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)；杨景学(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)；候晓彬(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)；张金洲(第四军医大学西京医院心血管外科中 心，陕西 西安 710033)
关键词：心脏停搏液；钙离子；未成熟心肌
第四军医大学学报000513 摘 要: 目的 探讨心脏停搏液中钙离子(Ca2+)浓度对离体未成熟大鼠心 肌的影响. 方法 采 用SD幼鼠(18～21 d)离体工作心模型，14℃低温缺血120 min，缺血前分别以Ca2+浓度 为0, 0.8 , 1.0, 1.2, 1.4和2.4 mmol.L-1的St. Thomas'Ⅱ停搏液单次灌注，观察记录 缺血再灌注后心 功能的恢复百分比及心肌酶CPK的漏出量. 结果 再灌注30 min后，各组 主动脉流量恢复比依 次0, 74%±4%, 80%±3%, 70%±3%, 57%±5%和46%±4%， 以Ca2+浓度为1.0 mmol.L -1组最好， 与1.2 mmol.L-1组相比有显著差异(P<0.05). 心肌酶CPK漏出量分别为(312.8± 15.3), (47.1±6.0), (33.5±7.2), (46.7±5.9), (53.6±8.3)和(72.4±9.1) nkat.g -1. 结论 本结果提示停搏 液中Ca2+浓度对未成熟心肌的影响呈钟形量-效曲线，以1.0 mmol.L-1时保 护效果最佳，无钙停搏液可引起钙反常，对未成熟心肌是有害的.
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中图号:R654.1 文献标识码:A
文章编号：1000-2790(2000)05-0560-04
Effect of calcium concentration of ST. Thomas'Ⅱ cardioplegia on the immature r ats myocardium
JIN Feng, LI Tong, YANG Jing-Xue, HOU Xiao-Bin, ZHANG Jin-Zhou
(Center of Cardiovascular Surgery, Xijing Hospital, Fourth Military Medical U niversity, Xi'an 710033, China)
Abstract: AIM To investigate the optimal calcium concentration in cardi oplegia for immature myocardium. METHODS In an isolated working heart model, hearts fro m immature rats (18～21 d) were subjected to hypothermic ischemia at 14℃ for 120 minutes. The hearts were arrested with a single-dose preischemic infusion of mo dified St. Thomas'Ⅱcardioplegia with different calcium concentrations (0, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4 or 2.4 mmol.L-1). The postischemic functional recovery and CPK leaka ge were recorded. RESULTS The postischemic percent recovery of aortic flow was 0 , 74%±4%, 80%±3%, 70%±3%, 57%±5% and 46%±4%, respectively. The post-ischem i c CPK leakage was 312.8±15.3, 47.1±6.0, 33.5±7.2, 46.7±5.9, 53.6±8.3 and 72 .4±9.1 nkat.g-1, respectively. CONCLUSION The results i ndicated a bell-shaped dose-response profile for calcium with optimal protection occurring at 1.0 mmol .L-1 . The hazard of total absence of calcium was confirmed by the induction of the c alcium paradox.
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Keywords: cardioplegia; calcium; immature myocardium
0 引言
尽管实验研究结果显示未成熟心肌对缺血的耐受能力较成熟心肌强， 但临床上婴幼 儿心脏手术后的心功能却较成人差[1]，住院死亡率比成人高， 这除了与心脏疾病 本身对心肌 的损害有关外，还说明对未成熟心肌的保护措施不够完善.许多研究表明，目前临床上普遍 应用的St. Thomas'Ⅱ心脏停搏液对未成熟心肌的保护效果不够理想，争议最多的是其中钙 离子的浓度.我们采用幼鼠离体工作心模型，就不同钙离子浓度St. Thomas'Ⅱ液对未成熟 心肌的影响进行实验研究，以期探索适合未成熟心肌的最佳钙离子浓度.
1 材料和方法
1.1 材料 雄性SD幼鼠(18～21 d) 36只，体质量25～35 g， 随机分为6组，每 组6只，各组停搏 液的Ca2+浓度分别为0, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4和2.4 mmol.L-1，其余成分同标 准St. Thomas'Ⅱ 停搏液，停搏液中的Ca2+浓度用原子吸收光谱法测定(Zeeman原子吸收光谱仪),无钙 停搏液组实验中均使用酸洗玻璃器皿或塑料容器.
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1.2 方法 动物以乙醚麻醉，肝内注射肝素100 U， 经低温 诱导(将动物躯体置入4℃ KHBB液 中1 min)后打开胸壁，胸腔内注入4℃ KHBB液至心脏停跳 于肺动脉根部剪开肺动脉，在体 插 入主动脉插管，剪下心脏连接于灌注装置，开始行Langendorff灌注，灌注液为37℃ KHBB缓 冲液，并用950 mL.L-1 O2, 50 mL.L-1 CO2混合气体氧合，灌注压为8. 0 kPa，解剖肺静脉并插入左 房灌注管，将心脏移入保温腔中，主动脉灌注管侧管连接四道生理记录仪， Langendorff灌 注10 min后开启左房灌注管，灌注压1.0 kPa闭主动脉灌注管，转为工作心模型， 稳定后记 录 血流动力学基础值，然后关闭左房灌注管，经主动脉根部以6.0 kPa压力灌注4℃不同pH值的 S t. Thomas'Ⅱ停搏液3 min，心脏保温腔的温度恒定在14℃. 心脏停搏120 min后，灌注装 置复温至37℃，开放主动脉，以KHBB液灌注15 min，然后转为工作心30 min.
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1.2.1 心功能 缺血前及再灌注末在工作心稳定情况下同步收集冠状动脉 流量(CF)、主动脉 流量(AF)， 计算心输出量(CO=CF+AF)， 四道生理仪记录主动脉压(AP)，按压力波形计算心 率(HR)每个心脏均作为自身对照，根据缺血前和再灌注末的数值计算恢复百分比.
1.2.2 心肌CPK漏出量 收集再灌注初15 min所有冠脉回流液，自动生化分 析仪测定磷酸激酶(CPK)活性.
统计学处理： 实验数据用
±s表示，采用t检验进行组间比较，P<0. 05表示差异有显著性.2 结果
2.1 心功能 停搏前心功能基础值均无显著差异.复灌未测得的心功能恢复 比显示，心率变 化除Ca2+ 0 mmol.L-1组外，其余各组间无显著差异;冠脉流量恢复以Ca2 + 1.0 mol.L-1组最好(P<0.05, Tab 1)， 0和2.4 mmol.L-1组恢复最 差(P<0.001); 主动脉流量恢复比见Fig 1，与Ca2+ 1.2 mmol.L-1组相比 较，Ca2+ 1.0 mmol.L-1组恢复最佳(P<0.05)， Ca2+高于1.2 mmo l.L-1各组，主动 脉流量呈进行性下降.然而最显著的变化发生在Ca2+ 0 mmol.L-1组，6只心 脏无一恢复射血， 恢复比为0%;心输出量恢复比同主动脉流量恢复比相似;AP恢复比差异较小，除Ca2+ 0 mmol.L-1 组(25.2±2.9)%，P<0.001和2.4 mmol.L-1组(68.4±3.9)%，P<0.05外，其 余各组均无显著差 异.综合上述指标可见心功能恢复比以Ca2+ 1.0 mmol.L-1组最佳，Ca2+ 浓度与心功能恢复比之间的关系呈钟形曲线，顶部较平坦.
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表1 停搏液Ca2+浓度对心功能的影响
Tab 1 Effects of calcium content on cardiac function (
±s) Ca2+/mmol.L-1
CF/(mL.min-1)
AF/(mL .min-1)
CO/(mL.min-1)
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Pre-I
PIPR/%
Pre-I
PIPR/%
Pre-I
PIPR/%
Pre-I
PIPR/%
0.0
5.8±0.7
31.0±3.6d
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15.9±1.1
0d
22.8±2 .3
8.5±1.5d
13.9±0.4
25.2±2.9d
0.8
6.0±0.5
79.5±2.8
16.2±1.2
74.2±4.5
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23.6±1.2
7 5.8±3.8
14.1±0.7
80.1±3.5
1.0
6.0±0.7
85.7±2.0b
15.8±0.9
69.6±3.4a
22.0±1.3
81.3±2.9a
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13.0±0.8
80.8±2.1
1.2
5.7±0.6
74.2±2.0
15.9±1.8
70.2±3.3
21.6±4.0
71. 2±2.1
13.3±1.0
78.1±1.6
1.4
, 百拇医药
5.9±0.8
70.6±2.4
15.6±2
57.7±4.6a
21.2±3.5
69 .5±3.5a
13.7±1.6
78.8±4.9
2.4
6.1±0.5
55.6±2.2d
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16.0±0.7
45.8±4.2d
22 ±1.9
48.9±2.7d
13.6±0.4
68.4±3.9a
aP<0.05, bP<0.01, dP<0.001 vs 1.2 mmol.L -1 group.
CF: coronary flow; AF: aortic flow; CO: cardiac output; AP: aortic pressure; PIPR: postischemic percent recovery; Pre-I: preischemic value.
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图1 停搏液Ca2+浓度对AF恢复百分比的影响
Fig 1 Effects of cardioplegia Ca2+ concentration on percent recovery of aortic flow
aP<0.05, cP<0.001 vs Ca2+ concentration 1. 2 mmol.L-1 group.
2.2 心肌酶CPK漏出量 从Ca2+ 0～2.4 mmol.L-1组依次 分别为(312.8±15.3), (47.1±6.0), (33.5±7.2), (46.7±5.9), (53.6±8.3)和(72.4± 9.1) nkat.g-1，除Ca2+ 0 mmol.L -1组和2.4 mmol.L-1组(P<0.01)外，其余各组无显著差异(Fig 2).
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图2 停搏液Ca2+浓度对CPK漏出量的影响
Fig 2 Effects of cardioplegia Ca2+ concentration on CPK leakage
bP<0.01， dP<0.001 vs Ca2+ concentration 1. 2 mmol.L-1 group.
3 讨论
我们研究改良晶体停搏液中钙离子浓度对幼鼠心脏功能恢复的影响.实验结果显示: ① 18～21 d的幼鼠心脏14℃缺血2 h后复灌，心功能恢复以停搏液中Ca2+浓度为1.0 m mol.L-1时最 佳; ②无钙停搏液对未成熟心肌是有害的.最佳Ca2+浓度:本结果表明，18～21 d 的SD幼 鼠心脏经14℃停搏120 min后复灌，心功能恢复比和停搏液中Ca2+浓度的关系呈顶部 较平坦的 钟形曲线，以Ca2+浓度为1.0 mmol.L-1时恢复最佳.这与Yamamoto等[2 ]在成熟离体心模型观察 到的结果不同，他们发现停搏液中Ca2+的浓度-效应关系呈尖锐的钟型曲线，最佳浓 度为1.2 m mol.L-1，在这一深度上下的细微改变(0.1～0.2 mmol.L-1)可导致心功能恢 复比的显著差异(50%) .同时也与Riva等[3]在3～6 d新生幼鼠离体心模型的研究结果不一致，其研究显示 37℃缺血 60 min后，心功能恢复比和停搏液中的Ca2+浓度无显著的相关性.这些结果上的不一 致可能 与下列因素有关:① 未成熟心肌对停博液(细胞外液)中Ca2+浓度的较大波动相对不如 成熟心 肌敏感;②我们实验中所用的幼鼠(18～21 d)与1 wk内的新生幼鼠和成年大鼠在Ca2+代 谢方面存 在发育的差异; ③低温部分掩盖了Ca2+浓度变化引起的保护效果差异.Robinson等 [4]发现低温可使Ca2+的浓度-效应曲线向低浓度侧移位.
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钙反常:尽管本实验包括了低温和Mg2+两项可以阻止钙反常的因素，实验中无 钙组心 脏组复灌后仍出现严重损伤，心肌苍白、挛缩、无法恢复正常射血，并伴有大量心肌酶漏出 等钙反常的征象，这与其他学者在成年或幼年、常温或低温动物模型研究的结果一致;说明C a2+是停搏液中不可缺的离子.已有学者研究证实[5]，低温并不能防止钙反 常，特别是100% 纯氧合使停搏液使其变为碱性时.钙离子是心肌细胞内非常重要则特殊的阳离子. 在正常 情况下，细胞内Ca2+浓度的波动可启动兴奋-收缩偶联，调节收缩强度，Ca2+ 尚参与细胞 功能的许多方面，一定量的Ca2+为心肌细胞保持结构完整所必须[6].另一 方面，Ca2+又是 心肌缺血及缺血再灌注期间生化结构和功能损伤的重要介质[6,7].因此，对于停 搏液中Ca 2+的作用一直争议颇多[2,8,9].目前临床上广泛使用的St. Thomas'Ⅱ号停 搏液的Ca2+浓度 为1.2 mmol.L-1，但越来越多的实验和临床研究表明这一浓度对成熟心肌来说是偏 高的. Robinson等[4]用成年鼠离体心模型研究发现.低温缺血300 min后复灌，停 搏液中Ca2+浓度的可接受 范围为0.3～0.9 mmol.L-1，以0.6 mmol.L-1组心功能恢复最佳，CPK漏 出量最少.Kinoshita等[9] 通过临床对比研究发现，在停搏液中Ca2+浓度为0.1 mmol.L-1组，患者术后 心功能恢复、心率失常发生率及血清CPK测定均优于St.Thomas'Ⅱ液组.
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未成熟心肌在钙离子调节方面与成熟心肌有明显差异.由于钙调节系统尚未发育成熟 ，肌浆网稀少，钙泵活性低，在兴奋收缩偶联中主要通过心肌质膜钙的流动来控制调节收缩 状态，对细胞外钙的依赖性较强.关于停搏液中适合未成熟心肌的钙离子浓度， 目前的研 究结果极不一致.Zweng等[10]在新生幼兔离体心灌注模型上发现，常温缺血60 mi n后复灌， 心功能恢复比在Ca2+浓度为1.2 mmol.L-1时最好，Riva等[3]用相同 的温度和相同的缺血时间， 对新生幼鼠离体心的研究表明改停搏液中的Ca2+浓度对心功能恢复几无影响.Baker 等[11] 对新生幼兔离体心在14℃缺血6 h，发现复灌后心功能的恢复比和停搏液中Ca2+浓度 的关系呈 钟型曲线，以Ca2+浓度为0.3 mmol.L-1时保护效果最佳.上述研究结果的不 一致除与动物种属 和停搏温度不同外，尚有更多机制需要进一步探讨.尽管未成熟心肌对细胞外钙的依赖性较 强，但尚未见高钙停搏液(>1.2 mmol.L-1)改善心功能恢复的报告.
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本模型停搏液中的最佳Ca2+浓度为1.0 mmol.L-1,低于St. Thomas'Ⅱ停搏 液的Ca2+浓度,说明C a2+浓度可能是St. Thomas'Ⅱ停搏液对未成熟心肌保护效果欠佳的部分原因.但影响 Ca2+作 用的因素较多, Ca2+与停搏液中其他离子的关系、缺血缺氧期间Ca2+在分子水 平的运转及功能均需进一步研究.
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39500144)
作者简介：金 峰(1962-)， 男(汉族)， 甘肃省通渭县人. 博士, 讲师， 主治医师. Tel.(029)3373198 Email. zhjcai@fmmu.edu.cn
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收稿日期：2000-01-18； 修回日期：2000-02-08, http://www.100md.com