高钾致死大鼠心脏热缺血后心脏结构和功能的变化(2)
 |
| 第1页 |
参见附件(1757KB，2页)。
1材料与方法
1.1试验动物和分组同一批Wistar大鼠32只，体重250 g～300 g，雌雄不拘(由山西医科大学生理试验动物部提供)，随机分为4组，对照组、热缺血5 min组、热缺血10 min组、热缺血15 min组，每组8只。各组大鼠体重无统计学意义。灌注液：Krebs-Henseleit(K-H)液(mmol/L)：NaCl 118、KCl 4.7、KH2PO4 1.2、CaCl2 2.5、NaHCO3 25、MgSO4 1.2、葡萄糖11.1、EDTA-2Na 0.125，pH值7.4 。
1.2试验方法麻醉及高钾停跳，腹腔注射1%戊巴比妥钠40 mg/kg及肝素1 000 U/kg麻醉下，仰卧位固定，针形电极插入四肢皮下监测心电，经股静脉注射10%氯化钾溶液(1 mL/mg)于30 s内匀速推注完毕。心电图监护判断心脏停搏。氯化钾注射完毕后开始计时热缺血。Langendorff模型[4],根据不同组别，放置不同时间后开胸暴露心脏，快速取出心脏(距主动脉起始部4 mm~5 mm处将主动脉及其他血管一并剪短)立即置于预先用95%的O2及5%CO2(2.0 L/min)饱和的4 ℃K-H液中，漂洗并轻轻挤出心脏中的血液，防止血凝块形成。主动脉插管，置于Langendorff 灌注管口，用4号丝线结扎固定后进行心脏逆行恒压灌注。整个操作过程在2 min内完成。主动脉根部灌注37 ℃、pH7.4充以95%O2及5%CO2混合气饱和的K-H缓冲液，灌注压力设定80 cmH2O(1 cmH2O =0.098 kPa)灌注时间为1 h。
1.3观察指标复苏情况，复灌后，观察心脏复跳的情况。平均冠脉流量，收集复灌5 min期间的冠状静脉流出液测定平均冠脉流量。血流动力学，复灌30 min后，心脏表现稳定时，经二尖瓣口向左室内置入测压球囊，经压力传感器与生物信号放大器相连，调整球囊体积，将左室舒张末压控制在1.0 kPa~2.0 kPa，描记左室压力波形，利用计算机程序分析，得出心率(HR)、左室收缩压(LVSP)、左室发展压(LVDP)、左室内压上升支最大斜率(+dp/dtmax)、左室内压下降支最大斜率(-dp/dtmax)，平均冠脉流量(CSF)。
组织学检查，灌流结束后取左心室前壁中点相同部位切取心肌组织块，按照电镜要求制成50 nm～60 nm超薄切片，使用透射电观察并摄片。
1.4统计学处理计量资料以均数±标准差(x±s)表示，以SPSS 13.0行数据分析，组间行t检验，检验水准a=0.05。
2结果
2.1复苏情况A组和B组心脏在复灌10 min内均自动恢复为窦性心律，偶有室早，灌流期间心律规则。C组有5只心脏在灌注10 min内自动恢复窦性节律，偶有室早，另外3只初始为室颤，经按心脏按摩后2只复律1只持续室颤至试验结束仍未复律。D组心脏初始心律全部为室颤，其中5只经心脏按摩后可恢复窦性节律，但频发室早或室颤，另外3只持续室颤，经反复心脏按摩至试验结束仍未复律。
2.2血流动力学指标4组血流动力学各项基础值的差异有统计学意义。随着热缺血时间的延长心功能逐渐下降，B组与A组比较无统计学意义(P>0.05)，C组、D组的血流动力学基础值明显低于A组和B组(P<0.01)。C组与D组各项指标差异无统计学意义(P>0.05)。详见表1。2.3心肌超微结构A组、B组心肌的超微结构损伤不明显，细胞膜完整，细胞核核仁清晰，染色质无明显边聚，未见核溶解、核碎裂、核固缩等征象；C组肌浆网轻度扩张，肌节清晰，仅轻微缩短，排列仍然整齐。线粒体中度肿胀，嵴多且清晰，排列整齐。D组心肌线粒体肿胀明显，嵴数量少而小，排列紊乱，核染色质呈团块状边聚。
3讨论
心脏移植是治疗各种终末期心脏病的有效方法，心脏移植的半寿期已经达到了10年[5]，但供体的不足严重限制了心脏移植的开展，传统的心脏移植采用脑死亡的无热缺血供心，脑死亡是一种病理生理状态，在其早期虽然常伴有血流动力学改变，短暂的心肌缺血可导致心肌的组织学损伤，但仍能较安全的用于心脏移植。
Hamphrey认为ATP的含量是衡量细胞完整性及功能恢复性的最好指标[6,7]，当ATP降至缺血前的50%时其缺血所致的损伤是不可逆的[8]，由于心脏移植不光是存在热缺血期还存在冷缺血期以及手术缺血期。通过测定热缺血期APT的含量，从临床上安全起见，热缺血时间应在10 min之内。
本试验采用注射高钾溶液导致心脏停搏，热缺血后立即进行离体心脏复灌，在高钾因素的影响下心脏只经历了热缺血期间的损害。在热缺血期间，由于底物不能供给、氧的缺乏、线粒体进行无氧代谢、酸中毒抑制糖解、线粒体膜改变致脂肪酸转运障碍，同时热缺血的温度、停搏的时间等因素，均可能导致心脏能量很快被消耗，从而影响心脏的功能和结构的改变。试验结果显示：鼠心在常温下热缺血0、5 min、10 min，心脏收缩功能、超微结构无统计学意义。随着热缺血时间的延长，心肌损伤略有加重。在热缺血10 min时，可见左室LVSP及LVDP出现一定程度的降低，但仍达第一组的80%左右，虽然有心肌纤维少量扭曲断裂改变，但没有细胞质浓缩，无细胞灶性坏死，未见明显空泡变性，损伤属可逆性变化。热缺血15 min时心脏收缩功能明显下降，线粒体肿胀，核染色质呈团块状边聚。停跳于高钾的心脏在热缺血5 min~10 min内，心肌组织缺血损伤随时间延长稍有加重，但左室功能未见明显减退，心肌损伤仍为可逆性改变。热缺血15 min时，心功能明显减退，心肌超微结构损伤严重，部分损伤已达不可逆性改变。本实验显示，停跳于高钾的心脏热缺血10 min以上不宜用于心脏移植。
参考文献：
[1]周汉槎，詹樾，王治平，等.临床心脏移植[M].长沙：湖南科学技术出版社，1990:107.
[2]Wicomb WN,Hill DJ,Avery JG,et al.Donor heart preservation limitations of cardioplegia and warm ischemia[J].Transplantion,1992,52(4)1078.
[3]Hearse DJ,Garlick PB,Humphrey SM.Ischemic contracture of the myocardium mechanism and prevention[J] ......
您现在查看是摘要介绍页，详见PDF附件(1757KB，2页)。