低G预适应对重复＋10Gz应激大鼠左心室收缩功能和心肌内皮素与前列环素含量的影响

低G预适应对重复＋10Gz应激大鼠左心室收缩功能和心肌内皮素与前列环素含量的影响 低G预适应对重复，10Gz应激大鼠左心室收缩功能和心肌内皮素与前列环素含量的 影响 第16卷第6期 2003年12月 航天医学医学T程 SpaceMedicine&MedicalEngineering VoJ.16No.6 Dec.2003 低G预适应对重复+10Gz应激大鼠左心室收缩功能和心 肌内皮素与前列环素含量的影响 符凤英,詹皓,张政,李 (1.北京大学医学部,北京100083;2 彤,辛益妹,韦四蝗 空军航空医学研究昕.北京100036) 摘要:目的进一步验证低G预适应对+Gz应激致心肌损伤的防护效应.方法42只雄性Wistar大鼠随 机分为3组(每组n=14):A(+1Cz)组,B(+10Cz)组和C(低C预适应)组.B组实验条件为:+10 Cz峰值暴露30s,5次/d(间隔+1Cz1min),3d/wk,共3wk;A组仅受+1Cz作用5min;C组在每日 +10Gz暴露前约1h受+2Gz作用5min,其余处理同B组.于末次+Gz实验后次日断头处死大鼠, 速取心脏离体观察左室收缩压的变化;另取心肌组织测定其内皮素与前列环素含量.结果与A组相 比,B组心肌收缩功能明显降低,心肌内皮素含量显着升高;而低G预适应使+l0Cz 应激大鼠左室收 缩压明显增加,心肌内皮素含量明显降低.结论低G预适应对重复高G应激大鼠左 室功能和心肌血管 内皮细胞分泌功能均有一定的保护作用. 关键词:加速度应激(生理);心功能;心肌;内皮细胞;预适应 中图分类号:R852.21文献标识码:A文章编号:1002-0837(2003)06-0417-04 EffectsofLow— GPreconditioningonContractiveAbilityofLeftVentricleandContentsofEndothelinand ProstacyclineinMyocardiumofRatsafterRepeated+10GzStress.FUFeng— Ying,ZHANHao,ZHANG Zheng,LITong,XINYi—Mei,WEISi— Huang.SpaceMedicine&MedicalEngineering,2003,16(6):414— 417 Abstract:ObjectiveTofurthertesttheprotectiveeffectoflow—Gpre— conditioningon+Gzstressinducedcar— diacdamage.MethodForty.twomaleWistarratswererandomlydividedinto3groups(n=14foreach group):groupA(+lGzgroup),groupB(+10Gzgroup)andgroupC(1ow—Gpre— conditioninggroup). TheratsingroupBwereexposedtofive+10Gzplateausof30swith1minintervalsat+1Gz.3timesa week.f0r3weeks:whilegroupAwereonlysubmittedto+1Czf0r5min.T}1eratsingroupCwereexposed to+2Gzfor5minabout1hpriorto+10Gzstress.Al1theanimalsweredecapitatedinthenextdayafter thelastcentrifugerunandfunctionoftheisolatedworkingheartsandcontentsofendothelinandprostacycline inthemyocardiumwereobserved.ResultComparedwiththecontro1.asignificantdecreaseofleftventficular systolicpressure(LVSP)andincreaseofmyocardialcontentsofendothelininratswereobser vedafterrepeated +10Gzexposure:butlow—Gpre—conditioningcouldremarkablyelevatetheLVSPandreducethemyocardial endothelinlevelinratsafterrepeated+10Gzstress.ConclusionLow—Gpre—conditioninghasasignificant protectiveeffectoncontractiveabilityoftheleftventricleandsecretionfunctionofthevascula rendotheliumin ratheartafterhighGstress. Keywords:accelerationstress(physiology);cardiacfunction;myocardium;endothelia;pre —conditioning Addressreprintrequeststo:FUFeng—ying.MedicalDivision,PekingUniversity,Beijing100083,China 心脏是机体血液循环的动力泵,+Cz作用下 剧烈的应激反应和血液动力学变化,特别是重复 高G暴露的累积效应可能对心脏造成损伤.已 有+cz应激对实验动物,飞行员心脏产生不良影 响的研究报道一.国内外很多实验证实重复+ Gz应激可引起小型猪,大鼠心肌结构,代谢和功 能的异常一.除了心室肌组织出现明显的超微 结构病理改变外,间质小血管内皮细胞出现肿胀, 收稿日期;2002—12-22 通讯作者:符凤英 基金项目:全军医学科研基金资助(叭MB051) 饮泡增多,胞质形成指状突起凸向管腔;血管腔内 见较多血小板聚集,附壁.法国曾用超声心动 同法观察到幻影2000战斗机飞行员的右室直径 较一般运输机飞行员(未受到高G作用)明显扩 大.最近,美国也报道46名高性能战斗机飞行员 (飞行时间>1000h)与201名非飞行员相比,尽 管两组年龄,身高,体重相当,但飞行员组肺动脉 灌注不足(PI)的发生率为71%,三尖瓣返流 (TR)的发生率为46%,PI伴TR的发生率为 39%,分别为非飞行员组的1.75倍,1.64倍和 2.60倍,说明职业性长期重复高G暴露可使心瓣 第6期符凤英,等.低G预适应对重复+10Gz应激大鼠左心室收缩功能的影响415 膜返流发生率显着增加..因此,深人研究高G 应激对心脏的损伤机理及其防护措施,对保护飞 行员的心功能进而提高其整体抗G能力具有重 要的理论意义和潜在应用价值. 临床和基础医学关于"心肌缺血预适应"的 大量研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,预先给予轻度的缺血或机体可耐 受的其它不良刺激(如热应激,缺氧等)可以提高 机体或细胞对严重缺血或高强度不良刺激的耐受 性,对于减轻心脏损伤具有积极意义.我们前 期的有关研究证实,低G预适应可以提高重复+ 10Gz应激大鼠心肌线粒体氧化磷酸化过程中的 关键酶琥珀酸脱氢酶,细胞色素氧化酶活性,从而 增加ATP生成,改善心肌细胞能量代谢...相关 研究说明,低G值锻炼对高G致大鼠脑损伤具有 保护作用,科里奥利加速度刺激亦有预适应现 象j.在这些工作的基础上,现进一步观察低G 预适应对重复+10Gz应激大鼠左室收缩功能和 心肌血管内皮细胞分泌功能的保护效果,为寻找 合适的对抗加速度应激导致心肌损伤的防护措施 打下基础. 方法 动物分组及实验条件..雄性Wistar大鼠 42只,体重(200?10)g,购自军事医学科学院实 验动物中心.动物随机分为3组(每组凡=14):A (+1Gz)组,B(+10Gz)组和C(低G预适应) 组.B组实验条件为:+10Gz峰值暴露30S,5 次/d(间隔+1Gz1min),3d/wk,共3wk;A组仅 受+1Gz作用5rain,C组在每日+10Gz暴露前 约1h受+2Gz作用5min,其余处理同B组.用 特制的固定装置将大鼠置于我所"六九"型动物 离心机转臂上,离心机半径为2in,每只大鼠专用 一 个固定盒,保证正加速度(+Gz)作用方向.每 批4只大鼠同时上机,G值增长率约为0.5G/s. 大鼠左室心肌收缩功能测定于末次+Gz 实验后次日,大鼠(每组6只)称重后用20%乌拉 坦(5ml/kg,ip)麻醉,舌下静脉注人10g/L肝素 (0.05ml/100g),迅速取出心脏置于4?生理盐 水中,并悬挂于Langendorff灌流架上,用95% O2+5%CO2混合气平衡的37Krebs—Henseleit 灌流液行主动脉逆行衡压灌流,预灌10,15min 后,用日本三荣325多导生理记录仪记录左室收 缩压(1eftventricularsystolicpressure,LVSP)的变 化,并选取灌流后5,15,30和60min各组LVSP 进行统计 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 . 大鼠心肌组织内皮素(endothelin,ET)和前 列环素(prostacycline,PGI2)含量测定于末次 +Gz实验后次日断头处死大鼠(每组8只),速取 少量心肌组织用于ET和PGI测定.1)ET:少量 心肌组织吸去血迹,称重后速置0.1mol/L高氯 酸1ml略作研磨,然后在1o0?水浴中煮沸10 min,再研磨后4下3000r/min离心15min,取 上清一20?备用;2)PGI:因PGI本身不稳定,主 要测定其代谢产物6一酮一前列环素F.约20mg 心肌组织置于微量匀浆器中,加人无水乙醇0.1 ml研磨,再加0.9ml重量盐水制成匀浆,一20? 备用.测定前4?下3500r/min离心15min,取 上清.按解放军总医院放免研究所的试剂说明书 操作.ET和6一酮一前列环素F含量用蛋白进一 步标化(pg/mg蛋白). 统计分析数据结果以?s表示,应用 SPSS10.0数据统计分析软件(Windows版本)对 左室心肌收缩功能进行重复测量的两因素方差分 析,用SNK法比较组间差异;对ET和PGI:进行 单因素多组方差分析,用SNK法比较组间差异; 以P<0.05为显着性水平. 结果 低G预适应对重复+10Gz应激大鼠左室心 肌收缩功能的影响(表1)在离体灌流条件下, 心脏收缩功能有逐渐下降的趋势,但与相同时间 的+1Gz组LVSP相比,重复+10Gz作用后大鼠 左室心肌收缩功能明显降低(其中,灌流5min, 15min的差异有显着性);但与+10Gz组相比, 灌流5min,15rain时低G预适应组LVSP明显增 加. 低G预适应对重复+10Gz应激大鼠心肌内 皮素与前列环素含量的影响(表2)与+1Gz组 比较,重复+10Gz作用后大鼠心肌ET含量明显 上升,低G预适应组较之+10Gz组显着下降;各 组6一酮一前列环素F含量及二者比值无明显差 别,但B组ET/PGI比值较A组有升高趋势. 416航天医学与医学 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 第16卷 表l低G预适应对重复+10Gz应激大鼠左室收缩功能的影响(mmHg,?.n=6) Table1Effectsoflow.Gpreconditioningonleftventricularsystolicpressure(LVSP.mmHg)i nratsafterrepeated+ Note:LVSPof+lCzgroupat5rainofinvitroperfusionservedaslOO%;$P<O.01.astomI.J axedwithgroupA;$$P<O.01,ascompared withgroupB 表2各组大鼠心肌ET和前列环素含量的变化(pg/mg. ?S.n=6) Table2Effectsoflow-Gpreconditioningoncontentsof endothelinandprostacyclineinmyocardiumof ratsafterrepeated+10Gzstress(pg/mg.? S.n=6) Note:$JD<O.O1.蹦comparedwithgroupA;$$P<0.Ol,ascorn paredwithgroupB 讨论 国内外大量研究旨在探讨高G应激对心脏 的损伤作用及其机制.Dowell等认为,高G应 激致小型猪心脏病理损伤与心肌缺血缺氧有关. 此外,交感肾上腺系统过度激活与+cz作用下的 心肌损伤密切相关.因为缩血管物质的增加有助 于高G应激时机体血流量的调节和血的保持, 但舒/缩血管物质的比例失调以及它们在+Gz作 用后一段时间内的持续效应可以造成细胞代谢的 损伤,并且用B一受体阻滞剂可减轻+Gz导致的心 肌损伤.以大鼠为对象,Tran等人观察到重复 +10Gz暴露(30s/次,3次/日,4次/wk,4wk)可 导致大鼠心肌能量代谢紊乱,并伴随心肌收缩功 能下降.我们曾观察到,天然抗氧化剂茶多酚 对重复+10Gz作用下大鼠心肌收缩功能下降和 心肌超微结构损伤具有较好的保护作用?.由 上可见,重复+Gz暴露引起心肌损伤的机理与 机体交感.肾上腺系统过度激活,氧化应激,能量代 谢异常等多因素有关. 自Murry等基于在体狗心脏冠脉结扎实验 提出缺血预适应的概念以来,现已肯定预适应现 象是普遍存在的,并有多种不同的诱导方法.许 多研究证明:预适应是具有高度遗传保守性的细 胞内源性保护现象,多种机制参与其中,既包括细 胞信号转导的受体,G蛋白,PKC,效应蛋白离子 信道等环节,又涉及到细胞与细胞之间的信号转 导以及局部和全身神经体液因素的参与.在重力 生理学领域,已有报道低G训练能够增加机体循 环系统的储备量和对+Gz的适应性,从而提高G 耐力川;并且预适应能够减轻下体负压(LBNP) 诱导的脑自由基形成和细胞氧化损伤.而长 期+2Gz环境可充分诱导大鼠心肌的适应性而 不会导致心脏损伤,现进一步观察到+2Gz预 适应对+10Gz应激大鼠心肌收缩功能具有一定 的保护作用. 近年来的研究表明,血管内皮细胞除了机械 屏障和物质转运功能外,还具有重要的代谢和内 分泌功能.内皮素是一种首先由猪的血管内皮细 胞中分离纯化出的生物活性多肽,具有强烈的收 缩冠状动脉,肾小动脉,提高全身血压,抑制肾素 释放等作用.前列环素是由血管壁内皮细胞合成 和释放的一种抗血小板聚集和舒张血管的生物活 性物质.谈诚等观察到麻醉家犬在+7Gz,+9 Gz暴露60S血浆内皮素(ET一1)含量明显高于+ Gz作用前水平,心肌组织的ET一1含量亦有升高 趋势,右心房,颈动脉等处内皮细胞严重变形?. 刘红巾等报道,急性+10Gz重复作用(3rain/次, 共3次)后30rain至6h,大鼠心肌组织ET一1 mRNA表达明显升高,内皮型一氧化氮合酶 (eNOS)mRNA表达明显减低?.我们的研究结 果与上述急性实验相吻合,+Gz重复作用下血浆 和心肌内皮素增加的原因可能与机体提高缩血管 物质的应激反应有关.大量研究证实,缺血 第6期符风英,等.低G预适应对重复+lOGz应激大鼠左心室收缩功能的影响417 (氧),热休克及药物预适应的保护作用同样存在 于机体实质脏器的血管内皮细胞,并构成其器官 实质细胞保护的机制之一;预适应对内皮细胞的 保护作用机理与腺及ATP敏感的K+通道,热休 克蛋白,钙基冈相关肽等有关".本研究说 明,低G预适应对重复高G应激后的心肌收缩功 能和血管内皮细胞分泌功能亦有类似的保护效 应,但其作用机制尚需进一步研究. 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