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目的:琥珀酸脱氢酶(Succinate dehydrogenase,SDH),又名琥珀酸泛醌氧化还原酶,或线粒体复合体II,是三羧酸循环(Tricarboxylic acid cycle,TCA)中唯一一个整合于线粒体内膜上的多亚基酶,在TCA和有氧呼吸链中扮演重要角色;琥珀酸脱氢酶黄素蛋白(Succinate dehydrogenase-flavin,SDHA)作为SDH结构中唯一一个活性基团,它是藕联线粒体电子传递和呼吸功能的关键性因素。因此,本实验拟观察SDHA在正常大鼠及糖尿病大鼠(Diabetes Mellitus,DM)体外循环(Cardiopulmonary bypass,CPB)下心肌缺血再灌注(Ischemia reperfusion,IR)过程中的表达,明确缺血后处理(Ischemic postconditioning,IPO)减轻DM大鼠心肌缺血再灌注损伤(Myocardial ischemia reperfusion injury,MIRI)与SDHA的关系及其作用,为临床工作中减轻DM心肌MIRI提供理论依据。方法:90只成年雄性SD大鼠,SPF级,体重约300g。正常大鼠喂食普通饲料后建立CPB模型;DM大鼠喂食高脂高糖饲料4周后单次注射链菌素(Streptozotocin,STZ)溶液,72h后血糖水平测定>16.0 mmol/L,则成功建立糖尿病大鼠模型。随后,采用正常大鼠及DM大鼠建立CPB模型,随机分为9组,每组10只:正常组(N),缺血再灌注组(IR),缺血后处理组(IPO),糖尿病组(DM),糖尿病+缺血再灌注组(DM+IR),糖尿病+缺血后处理组(DM+IPO),糖尿病+抑制剂丙二酸二甲酯组(dimethyl malonate,dme)(DM+dme),糖尿病+缺血再灌注+抑制剂组(DM+IR+dme)和糖尿病+缺血后处理+抑制剂组(DM+IPO+dme)。N组大鼠转机100min后结束实验;IR组转机10min后,全心停跳30min,再灌注60min后终止实验;IPO组则于复灌初行30s缺血和30s再灌注共3个周期处理后,再灌注57min后结束实验。DM组采用DM大鼠转机100min后结束实验;DM+IR组使用DM大鼠,转机10min后,全心停跳30min,再灌注60min后结束实验;DM+IPO组在使用DM大鼠的前提下,复灌初行30s缺血和30s再灌注共3个周期处理,再灌注57min后终止实验。DM+dme组、DM+IR+dme组和DM+IPO+dme组均于心脏停跳前10min使用抑制剂dme至心脏停跳末,余步骤同前述实验组相同。术中持续监测平均动脉压(Mean Arterial Pressure,MAP)、心率(Heart rate,HR),计算脉压差(Pulse pressure,PP)。检测指标:(1)DM大鼠及正常大鼠均进行口服糖耐量试验(Oral glucose tolerance test,OGTT)及腹腔糖耐量试验(Intraperitoneal glucose tolerance test,IPGTT)。(2)各组大鼠分别于CPB前5min(T0)、CPB开始时(T1)、心脏停跳时(T2)、心脏停跳末(T3)、复灌5min(T4)和复灌注末(T5)记录MAP、HR、PP,从N组大鼠采集动脉血进行血气分析,以确定CPB模型建立的有效性;(3)T5时,使用TTC法检测心梗面积;(4)T5时,抽取1ml血浆,检测CK-MB及CTnI、TNF-α及IL-1β含量;(5)T5时取左心室肌组织,采用RT-qPCR、Western blotting法,分别检测SDHA的mRNA及蛋白质表达情况,最后测定酶活性的变化情况。结果:(1)IPGTT和OGTT实验中,DM大鼠于血糖峰值后一直处于20-25mmol/L的高血糖水平状态,但正常大鼠在血糖峰值后缓慢降低,于5-10mmol/L血糖水平波动。(2)T5时,除N、DM、DM+dme组外,其余各组的血流动力学指标如MAP、HR等与T0比较均出现明显紊乱。动脉血气分析结果提示,同T0比较,以上各组于T1-T5各时间点Hct均明显降低(P<0.05)。(3)T5时,使用TTC法检测心梗面积的变化:IR组心梗面积约为41.42±6.20%,较N组明显升高(P<0.05);IPO组心梗面积约为29.44±10.82%,较IR组明显降低(P<0.05);DM+IR组心梗面积约为60.26±7.9%,DM+IPO组心梗面积约为57.86±5.65%,二者均较DM组明显升高(P<0.05),但二者间无统计学差异;DM+IR+dme组的心梗面积约为59.55±10.2,较DM+dme组升高(P<0.05),DM+IPO+dme组心梗面积约为36.69±16.2,较DM+IR+dme组降低(P<0.05)。(4)T5时,血清CKMB&CTnI,TNF-α&IL-1β的变化结果:IR组高于N组(P<0.05),IPO组低于IR组;DM+IR组同时高于DM组和IR组(P<0.05),但DM+IR组和DM+IPO组间无统计学差异;DM+IR+dme组高于DM+dme组(P<0.05),DM+IPO+dme组既低于DM+IR+dme(P<0.05),也低于DM+IPO组(P<0.05)。(5)SDHA mRNA和蛋白质相对表达量的变化结果:IR组高于N组(P<0.05),IPO组低于IR组(P<0.05);DM+IR组和DM+IPO组间无统计学差异,但均大于DM组,且DM+IR组高于IR组(P<0.05);DM+IR+dme组高于DM+dme组(P<0.05),DM+IPO+dme组低于DM+IR+dme组(P<0.05),且DM+IPO+dme组低于DM+IPO组(P<0.05)。(6)SDH酶活性的变化结果:同N组比较,IR组明显升高(P<0.05),同IR组比较,IPO组降低(P<0.05);同DM组比较,DM+IR组和DM+IPO组均升高,但二者间无统计学差异;同IR组比较,DM+IR组升高(P<0.05);同DM+dme组比较,DM+IR+dme组升高(P<0.05),同DM+IR+dme组比较,DM+IPO+dme组降低(P<0.05),且DM+IPO+dme组低于DM+IPO组(P<0.05)。结论:1.CPB下,IR促进SDHA表达,增强其活性,引发MIRI;IPO可抑制SDHA表达,减弱酶活性,发挥心肌保护作用。2.在DM状态下,IR促进SDHA表达,增强其活性,引发MIRI,但IPO不能抑制其表达以致心肌保护作用消失。3.IPO联合应用抑制剂dme可降低血清中炎性因子和心肌酶水平,减少SDHA基因和蛋白质的表达,减弱酶活性,恢复IPO在DM状态下的心肌保护作用。