作者：姚立农 柴 伟 赵 晖 杨永慧
【关键词】 异氟醚
关键词: 异氟醚;线粒体K+ ATP 通道;预处理
摘 要:目的
探讨麻醉药异氟醚预处理对兔心缺血再灌注损伤的保护作用及机制. 方法 将兔40只造成在体局部心肌缺血再灌注模型，随机分成4组（n=10）.对照组无预处理;5-HD组在缺血前40min给予5-HD5mg kg-1 ;异氟醚预处理组给予10mL L-1 异氟醚（呼气末）15min.异氟醚+5-HD组以上述方法同时给予异氟醚和5-HD.实验中持续监测左室收缩压（LVSP）、左室舒张末压（LVEDP）、左室内收缩压最大上升速率（+dp/dtmax ）和心率（HR）的变化，再灌注结束后用伊文蓝和TTC染色法确定缺血和梗死心肌范围. 结果 与对照组和5-HD组比较，缺血前异氟醚降低LVSP和+dp/dtmax （P&<0.05），再灌注期各组血流动力学参数无明显差异.各组梗死范围占左室质量的百分数分别是（18±6）%，（20±9）%，（7±4）%和（17±4）%，与其余3组比较异氟醚预处理显著降低缺血心肌的梗死范围（P&<0.05）.对照组、5-HD组和异氟醚+5-HD组无统计差异（P&>0.05）. 结论 异氟醚预处理对兔心肌缺血再灌注损伤有明显的保护作用，其机制可能与线粒体K+ ATP 通道有关.
Keywords:isoflurane;mitochondrial K+ ATP ;preconditioning
Abstract:AIM To investigate the protective effects and the mechanisms of isoflurane induced preconditioning on ische-mia-reperfusion injury in rabbit hearts.METHODS Forty rabbits were modelled as the reperfusion injury of ischemic myocardium and randomly pided into4groups.The control group received no pretreatment.5-hydroxydecanoate（5-HD）group was given only5mg kg-1 5-HD40min before ischemia.Isoflurane-preconditioned group was pretreated with end-tidal10mL L-1 isoflurane15min.Isoflurane plus5-HD group received5-HD10min before isoflurane.The LVSP，+dp/dtmax ，LVEDP and heart rate（HR）were recorded during the experiment.At the end of the reperfu-sion，infarct size and area at risk were defined by TTC stain┐ing.RESULTS Isoflurane decreased LVSP and+dp/dtmax compared with the control and5-HD groups（P&<0.05）be-fore ischemia，but there was no significant difference between the four groups during the reperfusion.Isoflurane significant-ly reduced myocardial infarct size in the isoflurane group com-pared with the control，5-HD and isoflurane+5-HD groups（P&<0.05）.The infarct size were（7±4）%，（18±6）%，（20±9）%，and（17±4）%respectively.There was no difference between the latter three groups（P&>0.05）.CONCLUSION Isoflurane-induced preconditioning provides significant my-ocardial protection against ischima-reperfusion injury in vivo rabbit hearts and mitochondrial K+ ATP channels is likely in-volved in this protective mechanism.
0 引言
近年来研究表明吸入麻醉药异氟醚可模拟缺血预处理发挥心肌保护作用，减轻再灌注期心肌功能抑制和心肌坏死的程度，其机制可能与激活心肌细胞膜腺苷受体，通过蛋白激酶C开放肌膜ATP敏感的钾离子通道（K+ ATP ）有关［1］ .我们观察异氟醚预处理对兔缺血心肌的保护作用并利用选择性线粒体K+ ATP 通道阻断剂5-HD（5-hydroxydecanoate）探讨线粒体K+ ATP 通道在异氟醚预处理中的作用.
1 材料和方法
1.1 材料 新西兰兔40只，雌雄不拘，体质量2.0～2.5kg.盐酸氯胺酮（50mg kg-1 ）肌注麻醉后固定，气管切开插管，行纯氧机械通气，潮气量15mL kg-1 ，呼吸频率35min-1 ，麻醉气体分析仪（Datex，Finland）监测呼出气异氟醚和CO2 浓度，维持呼气末PCO2 4.0～5.0kPa.连接皮下电极监测标准Ⅱ导联心电图，并在左股动脉穿刺置管持续监测左室压力变化.股动脉压力信号经数字转化器（analogue-digital converter AT-MIO，National Instruments，Texas，USA）存入计算机，并经数据获取和分析软件（Nuffield Department of Anaesthetics）处理.左股静脉持续输注乳酸林格液（5mL kg-1 h-1 ），右股静脉输注盐酸氯胺酮（1.5mg kg-1 h-1 ）维持麻醉.
1.2 方法 ①缺血模型制备:左前第4肋间开胸，切开心包，于左冠状动脉中部用丝线结扎阻断血流造成心肌缺血，缺血心室壁出现发绀、膨出，同时伴有心电图ST段抬高.②动物分组:动物随机分成4组（n=10）.对照组（C组）仅结扎血管，不作任何处理;5-HD组在冠状动脉结扎前40min给予5-HD5mg kg-1 （ICN biomedicals，Ohio，USA）;异氟醚组（I组）在结扎前30min给予10mL L-1 异氟醚（Abbott Lab，UK）15min;异氟醚+5-HD组（I+5-HD组）按上述方法给予相同剂量的异氟醚和5-HD.③心肌功能测量:开胸后稳定10min，记录LVSP，LVEDP，+dp/dtmax 和HR为基础值，并在下列时刻重复测量:阻断前15min、阻断前即刻、阻断后30min、再灌注1，2和3h.④心肌梗死范围测量:再灌注3h后再次阻断冠状动脉，自股静脉注入1.25g L-1 伊文蓝进行心肌染色，以区分缺血（无蓝色）和非缺血组织（蓝色）.
迅速取出心脏将其水平切成约2mm的薄片，将心肌薄片以滤纸吸干，剪除右室和非缺血组织后分别测质量.然后将缺血心肌片用10g L-1 TTC磷酸缓冲液（pH=7.4）孵育（37℃）15min以确定梗死组织，再将坏死区（灰白色）和非坏死区（深红色）分离测质量.缺血和梗死范围以其占左室质量的百分比表示并计算梗死/缺血比率.
统计学处理:数据表达为x ±s.用SPSS统计学软件行重复测量数据的方差分析，缺血前与基础值和对照组及缺血范围的比较采用方差分析.
2 结果
实验中2只动物死于冠脉结扎后心室纤颤（对照组和5-HD组各1例）;1只动物死于再灌注期严重心力衰竭（异氟醚+5-HD组），表现为LVSP持续低于5.2kPa（40mmHg），均予以剔除.血流动力学的变化见Tab1.缺血前异氟醚显著降低LVSP和+dp/dtmax （P&<0.05），而对LVEDP和HR影响并不明显.停药后各组上述参数间无差别（P&>0.05）.应用5-HD并不引起明显的血流动力学改变.再灌注期各参数在各测量时点亦无明显差别.缺血和梗死范围的变化见Tab2，异氟醚预处理组较对照组、5-HD组和异氟醚+5-HD组显著减少梗死面积和梗死/缺血比率（P&<0.05），但缺血范围并无明显减少.
3 讨论
研究表明ATP依赖的钾离子通道（K+ ATP ）是缺血预处理的最终效应器［2］ ，机制可能是K+ ATP 通道开放可缩短细胞动作电位时程，限制钙离子内流，减轻细胞内钙过载［3］ .但亦有研究表明在缺血预处理过程中并未观察到动作电位时程缩短的现象［4］ ，而且K+ ATP 通道开放剂二氮嗪（diazoxide）在不改变动作电位时程的情况下仍有心肌保护的作用［5］ .利用电压钳技术证实，二氮嗪和Cromakalim（另一K+ ATP 通道开放剂）的通道开放能力不同（前者比后者低50倍），但两者具有同等的心肌保护能力［6］ .由此推测膜K+ ATP 通道的激活并不能完全解释预处理的心肌保护作用.目前认为线粒体K+ ATP 通道也许更为重要，而且已经有研究支持线粒体K+ ATP 通道在缺血预处理中的作用
［7］ .
表2 缺血和梗死范围的结果 略
以往研究K+ ATP 通道在吸入麻醉药心肌保护中作用的实验都应用优降糖［1］ ，但由于优降糖是非选择性的K+ ATP 通道阻断剂，对细胞膜和线粒体K+ ATP 通道都有作用，不能明确线粒体K+ ATP 通道在异氟醚预处理心肌保护中的作用.动物实验表明5-HD是选择性的线粒体K+ ATP 阻断剂.本实验结果表明5-HD可阻断异氟醚预处理的心肌保护作用，使异氟醚预处理心脏在缺血再灌注后心肌坏死范围明显增加，提示线粒体K+ ATP 通道也参与吸入麻醉药的预处理过程.虽然缺血前应用异氟醚可明显抑制心肌收缩功能，但在缺血前即刻和再灌注期各组的血流动力学参数并无明显差异，而且有人已经证实异氟醚并不影响缺血期的心肌能量代谢［8］ .所以异氟醚的心肌保护作用是其本身的特殊作用机制所致.
线粒体K+ ATP 通道最初由Inoue等［9］ 在大鼠肝线粒体的内膜发现，其激活可使线粒体内膜去极化导致钾离子内流和基质肿胀，产生调节细胞代谢和细胞信息的作用.线粒体K+ ATP 通道开放保护心肌细胞免受缺血损伤的机制可能是由于钾离子的进入使膜去极化，从而减少钙离子通过钙通道进入线粒体，已证实K+ ATP 通道开放后可防止心肌缺血引发的细胞内Ca2+ 波的产生［10］ .此外线粒体K+ ATP 通道开放还能
促进线粒体内钙离子释放，这些都有助于减轻细胞内 钙超载［11］ .另一个可能的机制是通过抗凋亡而减少细胞死亡，但具体机制并不明确.
本实验结果提示线粒体K+ ATP 通道也参与吸入麻醉药对缺血心肌的预处理过程，进一步的研究需证实异氟醚激活线粒体K+ ATP 通道的具体途径.
参考文献
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