一种非去极化心脏停跳液对血管内皮的保护作用及机制研究

摘要

背景与目的: 在心外科手术中，心脏停跳液的应用是心肌保护的关键，但除心肌细胞外，心脏停跳液也均与冠脉血管内皮相接触，其对血管内皮的作用也是影响心肌保护效果的重要因素。在内皮的多种功能中，内皮对血管张力的调节作用尤其重要，因为血管张力的调节与冠状动脉的灌注密切相关，而冠状动脉的良好灌注是保证心功能良好的关键因素。血管内皮主要通过释放三种内皮源性舒张因子调节血管张力，包括一氧化氮(Nitric oxide，NO)、前列环素(Prostacyclin, PGI2)和内皮源性超极化因子(Endothelium-Derived Hyperpolarizing Factor, EDHF)，其中NO和EDHF是两种主要的血管舒张机制。研究发现传统高钾溶液损害血管舒张功能，尤其是EDHF介导的血管内皮依赖性舒张作用，进而影响心肌保护的效果。因此研究和探讨不同心脏停跳液对冠脉血管内皮的保护作用，尤其是对EDHF介导的舒张功能的保护作用很有意义。此外，心脏停跳液属于心脏保护液的范畴，除应用于常规心脏手术诱导心脏快速停跳外，还可在心脏移植术中，作为器官保护液或保存液低温保存离体的供体心脏，如HTK液等。本研究旨在探讨这两种临床条件下，一种非去极化心脏停跳液(Non-depolarizing solution，NDP)对EDHF介导的内皮依赖性血管舒张功能的保护作用和机制。 首先，分别在短时常温(1h，37℃)和长时低温(10h，4℃)两种条件下，应用血管张力环模型探讨NDP液对猪冠脉内皮EDHF介导的内皮依赖性血管舒张功能的影响。由于EDHF主要通过开放钾通道导致细胞膜电位超极化和血管舒张，因此在前一部分的基础上，进一步探索钾通道在NDP液对EDHF介导的舒张功能保护效应中的作用，该研究涉及的钾通道主要有钙激活的钾通道（Calcium-activatedpotassium channels，KCa）、内向整流型钾通道(Inward rectifier potassium channels，Kirchannels)、ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium channels，KATP channels)、电压依赖性钾通道(Voltage-dependent potassium channels，Kv channels)。 方法: 第—部分:根据保存液的不同，将血管环分成四组，分别为对照(CON)组、St.Thomas(ST)组、Histidine-Tryptophan-Ketoglutarate(HTK)组、NDP组。采用器官槽法，将血管环分别置于Krebs-Hensleit(KH)液、ST液、HTK液、NDP液中，37℃条件下保存1h或4℃条件下保存10h，加入环加氧酶阻滞(Indomethacin,Indo)和一氧化氮合酶阻滞剂N-硝基-L-精氨酸(N-nitro-L-arginine，L-NNA)分别阻断PGI2和NO的作用（旨在探讨EDHF介导的舒张作用），记录由U46619及缓激肽(Bradykinin)引起的血管收缩和舒张反应。 第二部分:采用器官槽法，所有血管环在NDP液中平衡1h后，对照组加入Indo和L-NNA，实验组在加入Indo和L-NNA的基础上加入不同的钾通道阻断剂。由于KCa又通常分为三类:大电导KCa（Large-Conductance KCa，BKCa），中电导KCa（Intermediate-Conductance KCa，IKCa）和小电导KCa(Small-Conductance KCa，SKCa)，因此实验组中加入的钾通道阻断剂包括:BKCa通道阻断剂Iberiotoxin、SKCa通道阻断剂蜂毒明肽(Apamin)、 BKCa和IKCa通道阻断剂卡律蝎毒素(Charybodotoxin，ChTX)、Kir通道阻滞剂BaCl2、KATP通道阻滞剂Glibenclamide和Kv通道阻滞剂4-AP。水浴30min后记录由前列腺素F2α（Prostaglandin F2α，U46619）及Bradykinin引起的血管收缩和舒张反应。 结果: 第—部分:短时常温(1h，37℃)条件下，NDP组中Bradykinin引起的EDHF介导的内皮依赖性血管舒张百分比最大，为74.79％±2.26％，其余依次为HTK组(51.32％±7.75％)、CON组(24.03％±2.83％)、ST组(16.20％±2.26％);长时低温(10h，4℃)条件下，NDP组中EDHF介导的内皮依赖性血管舒张百分比最大，为70.35％±5.58％，其余依次为HTK组(61.53％±5.04％)、CON组（28.11％±3.77％）、ST组(20.16％±3.02％)，但NDP组与HTK组相比无显著统计学差异。 第二部分:ChTX组(23.57％±3.46％)，ChTX+Apamin组(8.01％±2.32％)中EDHF介导的内皮依赖性血管最大舒张百分比与对照组(65.71％±5.60％)相比显著下降，且ChTX+Apamin组的最大舒张百分比较ChTX组更低，但Apamin组(59.52％±4.85％)血管最大舒张百分比与对照组(65.71％±5.60％)相比差异无统计学意义;Iberiotoxin组(25.67％±1.86％)中EDHF介导的内皮依赖性血管最大舒张百分比与对照组（71.88％±6.23％）相比显著下降; BaCl2组（9.34％±1.37％）中EDHF介导的血管最大舒张百分比与对照组(63.43％±7.71％)相比显著下降;Glibenclamide组(37.05％±5.32％)中EDHF介导的血管最大舒张百分比与对照组(51.41％±5.49％)相比有所下降;对照组和4-AP组中EDHF介导的血管最大舒张百分比为分别为63.43±7.71％和54.31±3.35％，但二者相比无显著统计学差异。 结论: 1.短时常温(1h，37℃)保存条件下，HTK液和NDP液对于EDHF介导的内皮依赖性舒张功能的保护作用优于ST液，且NDP液优于HTK液。 2.长时低温(10h，4℃)保存条件下，HTK液和NDP液对于EDHF介导的内皮依赖性舒张功能的保护作用优于ST液，但NDP液和HTK液作用相当。 3.BKCa通道、SKCa通道、Kir通道、KATP通道均与NDP液对EDHF介导的舒张功能的保护效应有关，且BKCa和SKCa通道以协同的方式作用于血管;但Kv通道与NDP液对EDHF介导的舒张功能的保护效应无关。

目录

摘要

前言

参考文献

第—部分 一种非去极化心脏停跳液离体保存对血管内皮的保护作用

背景与目的

材料与方法

结果

讨论

结论

本研究的不足之处

参考文献

第二部分 钾通道在NDP液对EDHF介导的舒张功能保护效应中的作用

背景与目的

材料与方法

结果

讨论

结论

本研究的不足之处

参考文献

综述 心脏停搏液研究进展

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