不同溫度缺血對離體大鼠心功能的影響

魏義勇 李科 喻守佳 喻田

【摘要】目的 觀察不同溫度條件下心肌缺血對離體大鼠心功能的影響。方法 利用Langendorff灌注系統(tǒng)建立離體大鼠心臟缺血再灌注損傷模型，36只SD大鼠，據(jù)缺血溫度的差異隨機(jī)分為3組，即37℃組（A組）、34℃組（B組）和32℃組（C組），每組12只。觀察各組平衡末（灌注20 min）和續(xù)灌末（灌注120 min）心功能的差異。結(jié)果 3組比較，平衡末：左室舒張末壓、左室發(fā)展壓（LVDP）、心率（HR）和左室內(nèi)壓最大上升速率（最大dp/dt）比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。續(xù)灌末：C組LVEDP低于A組和B組（P<0.05），B組低于A組（P<0.05）。而C組LVDP、HR和最大dp/dt高于A組和B組（P<0.05），B組LVDP和最大dp/dt高于A組（P<0.05），B組心率與A組比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）。結(jié)論 32℃缺血能夠較好的改善心功能。

【關(guān)鍵詞】缺血再灌注損傷；心功能；Langendorff灌注系統(tǒng)

【中圖分類號】R331.3+1 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】ISSN.2095-6681.2018.8..02

Effects of different temperature ischemia on cardiac function

in isolated rats

WEI Yi-yong1， LI Ke2， YU Shou-jia3， YU Tian1

（1.Department of anesthesiology in Affiliated Hospital of Zunyi Medical College，Guizhou Zunyi 563000， China； 2.Department of anesthesiology in Stomatological Hospital Affiliated to Zunyi Medical College，Guizhou Zunyi 563000，China； 3.Department of anesthesiology in Stomatological Hospital Affiliated to Zunyi Medical College ，Guizhou Zunyi 563000，China）

【Abstract】Objective To observe the effect of cardiac function after myocardial ischemia under different temperature conditions in isolated rats.Methods Langendorff apparatus was used to establish the model of myocardial ischemia reperfusion injury. Sprague-Dawley rats were randomly divided into 3 groups （n=12 each）： 37 ℃ group （group A）， 34℃ Group （Group B） and 32℃ Group （Group C） by different temperature conditions during ischemia. After 20 min of perfusion with K-H， the perfusion was suspended for 40 min （global ischemia） follow by 60 min of reperfusion each group. The difference of cardiac function between the end （perfusion 20min） and the end （perfusion 120min） of each group was observed.Results The cardiac function of perfusion 20 min had not difference among each group（P>0.05），including Left ventricular end diastolic pressure（LVEDP）， left ventricular developed pressure（LVDP），heart rate（HR） and Maximum rising rate of left indoor pressure（+dp/dtmax）. However， the levels of LVEDP in group C was lower than group A and group B（P<0.05）.and it also was lower compared group B with group A（P<0.05）.The levels of LVDP，HR and Maximum rising rate of left indoor pressure in group C were higher than group A and group B（P<0.05）and the levels of LVDP and Maximum rising rate of left indoor pressure in group B were higher than group A（P<0.05）.The levels of HR had not difference compared group B with group A（P>0.05）.Conclusion This study found that temperature sustained 32℃ during ischemia can better improve cardiac function in isolated rats.

【Key words】Lschemia and reperfusion injury；Cardiac function；Langendorff perfusion system

持續(xù)性缺血會導(dǎo)致組織損傷和細(xì)胞死亡。雖早期再灌注會減輕心肌缺血的損傷程度，但動物實驗和臨床研究顯示，再灌注后改善心肌血供的同時也加重了單純心肌缺血所造成的損傷（心功能降低，心律失常等狀況），即心肌缺血再灌注損傷（IR）[1-2]。影響IR的因素包括溫度、缺血時間的長短、灌注液的成分和壓力等。研究發(fā)現(xiàn)，缺血期低溫對IR保護(hù)作用明確[3]。然而，在缺血期間溫度維持在多少度尚有爭議。因此，本研究擬通過建立Langendorff大鼠離體心臟缺血再灌注損傷模型，觀察不同缺血溫度對心功能的影響。探討缺血期間較理想的溫度以指導(dǎo)實踐。

1 材料與方法

1.1 一般材料

1.1.1 動物選擇和分組

健康雄性清潔級SD大鼠，體重200～250 g，4～5月齡（由陸軍軍醫(yī)大學(xué)提供，動物證書號為SCXK（渝）2007-0005）。隨機(jī)分成3組（n=12）：37℃組（A組）、35℃組（B組）和32℃組（C組）。

1.1.2 主要試劑及儀器

異戊巴比妥（Sigma公司）、灌注液為K-H液（單位mmol/L）：CaCl2 2.50、glucose 11.1、KH2PO4 1.19、KCl 4.75、MgCl2·6H2O 1.19、NaCl 118.00和NaHCO324.80（天津大茂化工公司），pH 7.40。ST.Thomas停跳液（成分單位：mmol/L）KCl 16.00、NaCl 110.00、MgCl2 16.00、CaCl2 1.20、NaHCO3 10.00（天津大茂化工公司），pH 7.8。Langendorff離體心臟灌流系統(tǒng)和PowerLab 8/30數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)（埃德儀器國際貿(mào)易有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 建立模型

異戊巴比妥鈉40 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠后，立即經(jīng)劍突下打開胸腔，于主動脈根部剪下心臟，保留主動脈3～4 mm，放入預(yù)先配置好的K-H液（4°C）中。迅速將主動脈固定于Langendorff灌注管口，利用37°C預(yù)先氧平衡的K-H液行心臟主動脈逆行灌注（灌注壓力60～80 mmHg），心臟復(fù)跳后，迅速剪開左心耳，將連接有測壓管的乳膠球囊經(jīng)二尖瓣插入左心室，連接PowerLab 8/30數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，調(diào)節(jié)球囊大小，使LVEDP為6～8 mmHg。每組灌注氧合的K-H液20 min后，用ST.Thomas停跳液灌注停跳，缺血40 min，續(xù)灌37°C含氧K-H液60 min。其中，各組缺血期間溫度分別為維持在37°C、34°C和32°C。本研究模型的建立與前期實驗一致[4-6]。心臟選擇標(biāo)準(zhǔn)為灌注離體心臟20 min，平衡末HR>250次/分、發(fā)展壓>80 mmHg。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集

根據(jù)PowerLab8/30數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)分別于平衡末及灌注末記錄HR、LVEDP、LVDP和最大dp/dt值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

實驗SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計量資料以“x±s”表示，采用t檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

平衡末：各組LVEDP、LVDP、HR和最大dp/dt值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），續(xù)灌末：C組LVEDP低于A組和B組（P<0.05），B組低于A組（P<0.05）。而C組LVDP高于A組和B組（P<0.05），B組高于A組（P<0.05）。見表1。C組心率高于A組和B組（P<0.05），B組與A組比較無統(tǒng)計學(xué)差異。C組最大dp/dt高于A組和B組（P<0.05），B組高于A組（P<0.05）。見表2。

表1 兩組離體鼠心LVEDP和LVDP的變化（n=12，x±s）

組別 灌注20 min 續(xù)灌注100 min

LVEDP（mmHg） LVDP（mmHg） LVEDP（mmHg） LVDP（mmHg）

A 3.69±1.01 117.67±10.87 23.81±2.47 45.81±7.40

B 4.04±0.89 115.70±6.88 16.08±3.32★ 61.88±6.38★

C 3.86±0.52 113.57±7.75 11.76±1.87★▲ 83.67±7.76★▲

注：與A組比較：★P<0.05；與B組比較：▲P<0.05

表2 兩組離體鼠心心率和最大dp/dt的變化（n=12，x±s）

組別 灌注20 min 續(xù)灌注100 min

心率（次/分） 最大dp/dt （mmHg） 心率（次/分） 最大dp/dt （mmHg）

A 289.65±2.76 4555.67±10.7 218.78±7.80 1517.49±8.33

B 293.04±1.09 4478.70±6.88 233.81±2.47 2466.81±7.42★

C 302.78±2.65 4388.56±6.88 283.78±8.77★ 3145.97±8.50★▲

注：與A組比較：★P<0.05；與B組比較：▲P<0.05

3 討 論

本研究通過建立Langendorff離體大鼠心臟灌注模型，去除了神經(jīng)、體液等因素的影響。文獻(xiàn)顯示，不同的溫度對大鼠心功能有著重要的影響[7]，低溫可能是減輕心肌缺血再灌注損傷的主要因素之一，但并不是溫度越低越好[8]。因此，缺血期間溫度維持在多少數(shù)值為最佳，學(xué)者們尚有爭議。鑒于此，本課題設(shè)計了3個溫度梯度缺血，觀察不同溫度對再灌注損傷后大鼠心功能的影響。觀察到缺血溫度為32℃，大鼠心功能的改善情況最好，這對基礎(chǔ)研究和臨床有一定的參考價值。然而，本研究尚有不足之處為僅僅涉及到3個溫度梯度，只觀察了離體大鼠的心功能。同時也沒有進(jìn)一步的觀察溫度對線粒體呼吸功能與線粒體形態(tài)學(xué)的影響。

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本文編輯：吳宏艷