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目的: 心肌的缺血再灌注后,会出现心肌的缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury; IRI),直接影响到患者的预后。现在已经证实缺血后适应(Ischemic postconditioning,Ipost)可以有效的减轻IRI。近期的研究显示缺血后适应是否能发挥心肌保护作用,减少心肌细胞凋亡,还有两个最关键的影响因素: 短暂缺血/复灌的持续时间和循环次数。本研究通过TUNEL法观察心肌细胞凋亡情况及免疫组化法观查诱导凋亡基因Bax及抗凋亡基因Bcl-2的变化情况。探讨家兔缺血后适应不同的干预时间和循环次数对心肌缺血再灌注后心肌细胞凋亡的影响。
方法: 66只新西兰大白兔随机分为实验一大组和二大组。其中实验一大组36只家兔随机分为6组(n=6);假手术对照组(S1组)、缺血/再灌注对照组(IR1组)、缺血后适应组(Post1-4组)。除S1组外,其余5组均接受左冠脉前降支15min阻断和30min再灌注,Post1-4组在15min缺血后分别接受连续3次缺血/再灌注10s、15s、30s及45s的后适应。实验二大组30只家兔随机分为5组(n=6);假手术对照组(S2组)、缺血/再灌注对照组(IR2组)、缺血后适应组(Post5-7组)。除S2组外,其余5组均接受左冠脉前降支15min阻断和30min再灌注,Post5-7组在15min缺血后分别接受缺血/再灌注各30s的1次、2次及3次循环的后适应干预。取各组缺血再灌注区心肌组织行HE染色光镜观察各组组织学特点、TUNEL分析检测兔短期缺血再灌注心肌组织的细胞凋亡情况、免疫组织化学方法检测Bcl-2、Bax蛋白的表达。
结果:实验一大组:TUNEL检测:⑴除S1组外各组均出现TUNEL阳性细胞。⑵凋亡指数Post1-4组显著低于IR1组(P<0.01)。⑶Post1-4组间两两比较,Post3组与Post1组、Post2、Post4组有统计学意义,而Post1、Post2、Post4组两两比较无统计学差异(P<0.01)。Bcl-2,Bax蛋白免疫组织化学结果:⑴ 所有组均有Bcl-2及Bax蛋白表达。⑵ S1组、IR1组和Post1-4组Bcl-2表达水平之间均有显著差异(P<0.05)。⑶各组间两两比较,Post1-4各组Bcl-2蛋白表达高于IR组(P<0.05), Post3组Bcl-2蛋白表达高于Post1组、Post4组(P<0.05),另外缺血后适应Post1、Post2、Post4组两两比较无统计学差异。⑷S1组、IR1组和Post1-4组Bax表达水平之间均有显著差异(P<0.05)。⑸组间两两比较Post1-4各组Bax蛋白表达低于IR1组(P<0.05), Post3组Bax蛋白表达低于Post1组、Post2、Post4组(P<0.05),但与S1组比较无统计学意义,另外缺血后适应Post1、Post2、Post4组两两比较无统计学差异。
实验二大组:TUNEL检测:⑴除S2组外各组均出现TUNEL阳性细胞。⑵凋亡指数Post5-7组显著低于IR2组(P<0.01)。⑶Post5-7组间两两比较,Post7组与Post5组、Post6组有统计学意义,Post5组与Post6组比较无统计学差异(P<0.01)。Bcl-2,Bax蛋白免疫组织化学结果显示:⑴ 所有组均有Bcl-2及Bax蛋白表达。⑵S2组、IR2组和Post5-7组Bcl-2表达水平之间均有显著差异(P<0.05)。 ⑶组间两两比较,Post5-7各组Bcl-2蛋白表达高于IR2组(P<0.05), Post7组Bcl-2蛋白表达高于Post5组、Post6组(P<0.05),但Post5与Post6组两两比较无统计学差异。⑷S2组、IR2组和Post5-7组Bax表达水平之间均有显著差异(P<0.05)。⑸组间两两比较,S2组与Post6、Post7两组Bax蛋白表达无统计学差异,Post7组Bax蛋白表达低于Post5组(P<0.05)有统计学意义。
结论:⑴缺血后适应的不同干预时间和不同的循环次数均可减少缺血再灌注心肌细胞的凋亡指数;⑵缺血后适应不同干预时间和不同的循环次数均可上调Bcl-2蛋白表达、下调Bax蛋白表达;⑶Post3组(即复灌/缺血各30s组)是家兔缺血后适应的最佳干预时间,而Post7组(即复灌/缺血3个循环组)是家兔缺血后适应的最佳循环次数。