文摘
客观的。舒芬太尼是最常见的药物在临床实践中对缺血性心脏病的治疗。本研究旨在探讨舒芬太尼的保护机制对大鼠心肌缺血再灌注(I / R)损伤。方法。一只老鼠I / R模型建立了切断左前降枝冠状动脉。总共24 SD雄性大鼠为随机分为对照组、I / R组、舒芬太尼组(进而;3μ克/公斤),和地尔硫卓集团(DLZ;20毫克/公斤;积极的控制)。老鼠的心脏受到30分钟的缺血再灌注的120分钟紧随其后。随后,血液动力学,心肌组织的病理变化,血清生化参数,氧化应激因素,水平的血清诱导一氧化氮合成酶(间接宾语)、白细胞介素- 6 (il - 6)、老鼠和其他生物活性的因素进行了分析。结果。与I / R组相比,显著提高心脏舒芬太尼的行动,心肌纤维,和心肌细胞形态和减少进而组大鼠炎性细胞浸润。和肌酸激酶同工酶的水平(水平),肌钙蛋白(卡通),乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA),进气阀打开,和il - 6显著下降进而组的血清,而谷胱甘肽过氧化物酶的活动(氧化酶)和超氧化物歧化酶(SOD)在心肌组织显著激活。此外,也显著降低了蛋白质的GRP78的表达,舒芬太尼切,半胱天冬酶12,ATF6进而组的心肌组织。结论。有很大的保护活动舒芬太尼在大鼠心肌I / R损伤,机制可能与内质网应激和氧化应激的抑制作用。
1。介绍
心血管疾病是全球疾病发病率和死亡率高1]。缺血性心脏病是一个全世界死亡的主要原因2]。基于统计数据的美国心脏病学会(ACC)和美国心脏协会(AHA),一个7人死亡是由于冠状动脉疾病(CAD)在美国。估计经济负担对于心肌梗死和CAD(包括直接和间接成本)是每年约211亿美元2]。心肌缺血再灌注(I / R),定义所引起的心肌损伤的恢复先前缺血性心肌血流量,是一个主要的风险因素在心血管疾病的病理过程3]。虽然再灌注的最有效的方法是改善生存心肌缺血,心肌再灌注本身会引发各种各样的病理反应,导致心肌细胞的死亡4]。血液供应的重建也引发各种不良事件(5]。
一些研究已经表明,内质网(ER)压力是一个至关重要的因素在脑I / R损伤的进展。此外,I / R还诱发ER应激可能引发细胞凋亡通过半胱天冬酶12日c-Jun n端激酶(物)和C / EBP同源蛋白质——(切)相关的信号转导6]。展开的蛋白质反应(UPR)是一个保守的细胞生存策略和被激活时发生在急诊室或错误折叠蛋白质积累。整个过程的UPR激活叫做ER应激(7]。UPR中由三种蛋白质表达ER膜:激活转录因子6 (ATF6),蛋白激酶RNA-like内质网激酶(活跃),和inositol-requiring enzyme-1 (IRE1)。这三种蛋白质绑定到ER glycoregulatory蛋白78 (GRP78),然后潜伏在蛋白质错误折叠(8]。CCAAT /增强子结合蛋白(C / EBP)同源蛋白质,也称为GADD153(切),是这三个ER的转录因子激活下游传感器蛋白质激活转录因子6 (ATF6),活跃和inositol-requiring enzyme-1 (IRE1) [9]。研究也表明,剁碎,GRP78的水平可以用作标记监控ER的状态(10]。
舒芬太尼,常见的临床麻醉,是一个特定的阿片样物质(11]。的镇痛效应远远高于吗啡舒芬太尼和芬太尼12]。一直在临床上应用舒芬太尼麻醉接受心脏手术的患者(13]。一些研究已经表明,舒芬太尼在MI / R损伤起着重要的保护作用[14]。吴et al。15]表明,舒芬太尼后处理可以保护心肌I / R通过激活PI3K / Akt-GSK-3β通路,调节BCL2-Associated X(伯灵顿)和bcl - 2表达。道和诺16]发现舒芬太尼可以防止老鼠心肌I / R损伤通过激活ERK1/2通路。然而,没有许多报告ER应激的参与在这个过程中,保护舒芬太尼从IR大鼠心肌损伤。因此,在这项研究中,我们调查的具体机制在保护舒芬太尼在老鼠模型心肌I / R损伤,以及ER应激的参与,舒芬太尼的临床应用提供理论依据。
2。材料和方法
2.1。动物
共有24个健康男性SPF老鼠(重量:180 - 220 g)被安置在一个温度和湿度环境(20 - 25°C和50% - -60%)与一个随意的饮食。大鼠随机分为4组( ):对照组,I / R组,I / R +(进而)舒芬太尼组,和I / R +地尔硫卓(DLZ)组(积极的控制)。本研究动物伦理委员会批准广东医学实验动物中心(C202111-03)。
2.2。建立缺血再灌注(I / R)的动物模型
I / R损伤的大鼠模型建立与冠状动脉结扎17]。老鼠被3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(广州军区总医院,中国)。胸部开了第三和第四肋间隙左侧胸骨边境暴露心脏。心包是打开,发现脂肪垫,暴露左心房附件后,左前降枝冠状动脉结扎丝缝合的6 - 0。缺血30分钟后,丝线被释放为再灌注120分钟。心脏行动是由心电图监控整个实验。老鼠在对照组接受开胸结扎。进而组大鼠静脉注射3μ克/公斤舒芬太尼(宜昌Humanwell制药有限公司,中国)在手术前30分钟18]。DLZ组大鼠静脉注射20毫克/公斤地尔硫卓(湖南Zhongdama医药科技有限公司有限公司,中国)I / R前30分钟。在实验的最后,血清和心肌组织收集,然后迅速在液态氮冷冻和储存在-80°C冰箱后续的分析和检测参数。
2.3。血流动力学参数测定
缺血30分钟后,结扎切断为再灌注120分钟。然后,右颈总动脉被隔离。聚乙烯动脉导管(PE-50)插入通过右颈总动脉左心室。固定后,心脏功能的指标包括心率、左室射血分数(LVEF)、左心室部分缩短(LVFS),左心室内部直径收缩(LVIDs)和左心室收缩压(LVSP)测量和记录的生物功能实验系统(17]。
2.4。苏木精和伊红染色(圆))
牺牲后,在缺血性心脏组织网站的某些部分的老鼠和固定在一夜之间获得4%多聚甲醛溶液在4°C。脱水后,这些组织被清除与石蜡二甲苯和嵌入式。随后,这些嵌入的心脏组织切成5μ米部分和染色)染色工具包(福州Maixin生物技术,福州,中国)。组织学检查是用显微镜进行的。
2.5。生化指标的检测
血从腹主动脉中提取抗凝离心管和离心机在3500 r / min在4°C 15分钟分离血清。肌酸激酶同工酶的水平(水平),心肌肌钙蛋白(cTnl)和乳酸脱氢酶(LDH)分析了自动生化分析仪(迈瑞,中国)。
牺牲后,一些地区的心脏组织缺血性的老鼠获得细胞悬液的制备。谷胱甘肽过氧化物酶的活动(氧化酶),丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)在心肌组织中测量根据指令的生化试剂盒(南京建成,中国)。
2.6。ELISA试验
伊诺和il - 6的水平在每组大鼠的血清测定根据指令相应的酶联免疫试剂盒(集群科技有限公司,中国)。
2.7。西方墨点法
部分从每组大鼠心肌组织与液氮地面和均质里帕缓冲区(上海BestBio有限公司,中国)。蛋白质浓度测定用BCA试剂盒(热费希尔科学,美国)。此外,整除的蛋白质有12% sds - page分离和转移的PVDF膜湿传输方法(德国默克密理博)。与脱脂奶粉5%阻塞后一个小时,相对应的膜是孵化主要抗体GRP78,剁碎,半胱天冬酶12或ATF6一夜之间在4°C。洗后一式三份与Tris-Buffered盐水渐变20 (TBST),膜与相应的二次抗体反应为一个小时。与TBST洗后一式三份,膜被超级ECL可视化检测试剂发射极耦合逻辑(昱伸、上海、中国)和暴露在一个成像系统。ImageJ软件采用检查相关的蛋白表达水平。GAPDH蛋白被认为是一个内部参考。
2.8。统计分析
SPSS21.0软件是用来统计分析实验数据。两组之间的差异进行了检查和分析的 - - - - - -测试。差异多组使用单向方差分析比较。提出了测量数据的 (SD)。 被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
3.1。保护舒芬太尼在缺血再灌注大鼠心脏功能
舒芬太尼对心脏功能的影响在I / R老鼠第一次检查。根据超声心动图结果,心率、LVEF, LVFS, LVSP显著下降。然而,LVIDs显著增加I / R组大鼠与对照组相比。然而,心率、LVEF、LVFS LVSP明显减毒和LVIDs进而显著下降,DLZ组相比,那些在I / R组(数字1(一)- - - - - -1 (e))。上述结果表明,能够保护心脏功能舒芬太尼在I / R老鼠。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
3.2。减轻舒芬太尼在缺血再灌注大鼠心肌损伤
的影响在I / R心肌损伤大鼠舒芬太尼进一步检测。根据大鼠心肌的组织病理学检查的结果,心肌组织形态基本正常,心肌纤维排列整齐的对照组。然而,心肌细胞水肿的症状,核溶解,心肌纤维混乱和炎性细胞浸润I / R组中观察到。值得注意的是,心肌纤维和心肌细胞形态明显改善和炎性细胞浸润减少进而,DLZ组与I / R组(图2(一个))。此外,心肌损伤的标志(19水平等)、cTnl和LDH检测并显示血清水平的水平,cTnl, LDH I / R组的大鼠与对照组相比显著增加。cTnl然而,血清水平的水平,进而和LDH的老鼠,DLZ组显著降低比I / R组(数字2 (b)- - - - - -2 (d))。以上结果表明,可以减轻舒芬太尼I / R-induced心肌组织结构损伤。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.3。舒芬太尼对氧化应激的影响在心肌组织的I / R的老鼠
氧化应激是一种重要的致病机制MI / R损伤(20.]。因此,是否会影响氧化应激反应在舒芬太尼I / R进一步调查。结果表明,与对照组相比,I / R显著诱导减少氧化酶的活动和大鼠的心肌组织中超氧化物歧化酶(SOD);然而,MDA含量显著增加。此外,氧化酶的活动和心肌组织中超氧化物歧化酶(SOD)进而DLZ组显著高于I / R组伴有明显降低MDA(数字3(一个)- - - - - -3 (c))。以上结果表明,能减少氧化应激的发生舒芬太尼在心肌组织I / R的老鼠。
(一)
(b)
(c)
3.4。抑制炎症反应舒芬太尼在I / R老鼠
炎症是一个MI / R损伤的关键因素(21),氧化应激也与炎症密切相关。il - 6是显著增加在缺氧心肌细胞(22),而伊诺是经典的炎症因子。因此,伊诺和il - 6的表达测试评估大鼠的炎症雕像。结果表明,大鼠的血清伊诺和il - 6水平的I / R组与对照组相比显著增加。然而,进而,DLZ可以显著降低血清伊诺的I / R-induced高程和il - 6的老鼠比I / R组(数字4(一)和4 (b))。以上结果表明,能减少心肌组织的炎症反应舒芬太尼I / R老鼠。
(一)
(b)
3.5。抑制内质网应激反应舒芬太尼在心肌组织的I / R的老鼠
舒芬太尼在ER应激反应的影响I / R老鼠进一步检查。ER应激相关蛋白包括GRP78,剁碎,半胱天冬酶12,ATF6被免疫印迹检测。结果显示,GRP78蛋白表达水平,切,半胱天冬酶12,ATF6显著调节心肌组织的I / R的老鼠。然而,他们的水平显著降低心肌组织中进而——或者DLZ-treated老鼠与I / R组(数字5(一个)和5 (b))。这些数据显示,可以防止舒芬太尼I / R-induced抑制ER应激反应心肌损伤的心肌组织的I / R的老鼠。
(一)
(b)
4所示。讨论
心肌I / R损伤在临床实践中,是最常见的疾病,减少再灌注损伤是至关重要的改善心肌缺血患者的治疗和预后23]。用药物预处理是一种常见的治疗方案对MI / R损伤在临床实践中。阿片类药物对MI / R损伤有明显的保护作用(24]。舒芬太尼,目前临床上广泛应用阿片类药物镇痛,展品最强大的镇痛效果与广泛的安全与稳定血流动力学(25,26]。近几十年来,人们已经发现,舒芬太尼对MI / R损伤有保护作用[27,28]。然而确切的是舒芬太尼发现的药理机制。
心肌I / R将导致不可逆转的心肌损伤和影响心脏功能和血液动力学。心肌舒张和收缩功能的下降将直接影响心脏泵和血流动力学功能。因此,LVEF、LVFS LVIDs, LVSP可以准确反映心脏行动的改变和血流动力学条件,是最常见的临床监测心功能指标(29日]。基于本研究的发现,I / R可以显著降低心率、LVEF, LVFS, LVSP和增加LVIDs老鼠,显示左心室收缩功能的衰落。结果还表明,预处理后与改善心脏功能和血流动力学参数舒芬太尼MI / R。此外,心肌组织病理学检查不仅是组织损伤的最直观的指标,也客观证据的药物治疗对缺血性损伤的有效性30.]。实验结果表明,中央肌肉纤维的形态和心肌细胞显著提高,炎性细胞浸润减少进而组,表明可以减少舒芬太尼组织的纤维化和炎症反应有MI / R损伤的老鼠。
一些研究表明,在急性心肌缺血,细胞膜受损导致增加渗透率,导致泄漏水平,cTnl,从细胞血清LDH31日,32]。在这项研究中,我们发现血清水平,老鼠cTnl, LDH水平I / R后显著增加。然而,预处理能显著减弱舒芬太尼血清水平的I / R-induced高程,cTnl, LDH。这些结果表明,舒芬太尼可以减轻心肌损伤。MI / R损伤也与炎症密切相关的因素。一些研究表明,再灌注损伤加速伴随着伊诺upregulation在I / R损伤。同时,肿瘤坏死因子等炎性因素——的内容α,il - 1β和il - 6的分泌增加,这反过来加积I / R损伤(33,34]。在这项研究中,血清伊诺和il - 6水平I / R老鼠与舒芬太尼预处理后显著降低。以上结果表明,舒芬太尼抑制炎症反应,减轻心肌损伤。
氧化还原信号是一个重要的信号,调节细胞功能,包括国防和生理活性的调节入侵微生物的基因。骨折的活性氧(ROS)在心肌再灌注心肌细胞死亡的主要原因,而在再灌注损伤中发挥着关键作用35]。I / R诱导活性氧过量生产氧化还原信号干扰氧化还原内稳态,从而导致氧化应激(36]。心肌细胞的损伤程度与ROS水平呈正相关(37]。活性氧可以诱导脂质过氧化降解脂质,导致MDA的发生。此外,ROS能改变细胞渗透性影响线粒体功能,从而导致心肌细胞死亡后的I / R (38]。为了保持一个平衡的氧化还原状态,各种各样的酶被激活抗氧化。例如,SOD和氧化酶活性降低ROS (39]。因此,MDA、SOD和氧化酶通常应用于指标来反映机体的氧化应激的状态。在这项研究中,我们发现,预处理明显激活舒芬太尼氧化酶SOD和MDA水平显著降低心肌组织的I / R老鼠,表明舒芬太尼能够缓解氧化应激反应。
之前的研究表明,ER应激诱导的氧化应激过程中扮演着重要的角色MI / R损伤(40,41]。在心肌细胞缺血,ER应激相关反应蛋白质切会调节诱导心肌细胞的死亡(42]。GRP78是通常被认为是一个ER女伴ER应激的一项指标。一些研究表明,GRP78的表达增加MI / R损伤后(43]。ER应激发生时,ATF6 GRP78分离,然后把高尔基体,他们被S1和S2蛋白酶水解成p50bZip碎片和运送到细胞核。随后,作为转录因子,ATF6和GRP78 ERS-related响应绑定元素,导致激活UPR修改或调节蛋白质的折叠能力(44]。此外,过量或长期ER应激会导致细胞凋亡,而切和半胱天冬酶12两个特定介质的ER应激细胞凋亡的途径45]。在这项研究中,缓解舒芬太尼GRP78蛋白表达,剁碎,半胱天冬酶12,ATF6和逆转的overactivation ER应激。
这项研究的局限是有限的人类样本的收集和无法提供控制样本。本研究的结果不能被证明是临床上一种人类的无赖。
5。结论
总之,有减轻心肌损伤的影响舒芬太尼在I / R老鼠的机制可能与抑制氧化应激,炎症反应,ER应激。所有的结果在这个研究提供一个理论参考治疗舒芬太尼的心肌I / R损伤临床。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。