缺血心肌細胞骨架損傷研究

1、缺血心肌細胞骨架損傷研究         06-11-16 16:31:00     作者：王孟杰，張銀環(huán)    編輯：studa20【摘要】  目的  建立動物心肌缺血模型，探討心肌缺血時細胞骨架的改變。方法  15只清潔級健康成年雄性Wistar大白鼠，采用左冠狀動脈結(jié)扎術(shù)造成部分心肌缺血，分別于缺血30min、60min、120min時取缺血心肌組織用免疫組織化學方法觀察心肌細胞骨架蛋白肌動蛋白（-a

2、ctin）、波形蛋白（vimentin）、肌球蛋白（myosin）、結(jié)蛋白（desmin）的變化，與未缺血部分心肌對比，并用計算機圖像模擬分析系統(tǒng)計算細胞骨架蛋白量的變化。結(jié)果  心肌缺血時30min時即有骨架蛋白actin、myosin的損傷，隨后見desmin、vimentin受損。結(jié)論  心肌缺血時可以早期導致心肌細胞的細胞骨架損傷。        【關(guān)鍵詞】  心肌缺血；細胞骨架        The myocytoskeleton da

3、maging in ischemic myocardium        【Abstract】  Objective  To study the damaging of several cytoskeleton proteins in ischemic myocardium in animal model.Methods  15 Wistar white mouse，all male，weighing approximately 160g，are selected for study.Ische

4、mia model are made by tie up the left coronary artery，after 30min，60min，120 min，the ischemic tissue is taken out for study，the samples are investigated by immunohistochemistry using monoclonal antibodies against actin，vinculin，desmin and myosin.Results  Ischemia can induce  disruption of t

5、he cytoskeleton in myocardium，early in 30 minuses actin，myosin，may be injuryed，desmin and vinculin is a little endurable to anoxia，but also showed damaged after 120 minutes of ischemia（anoxia）.Conclusion  Ischemia can cause the injury of cytoskeleton in myocardium，which is in response to the ir

6、reversible injury to myocardium.        【Key words】  myocardial ischemia;cytoskeleton        心肌缺血的病理生理改變一直是心臟科學研究的熱點，近年研究發(fā)現(xiàn)，心肌細胞骨架在心肌缺血時的改變具有其獨立的特點，對心肌缺血時心肌細胞的不可逆損傷具有極為重要的意義1。心肌缺血的保護與臨床有密切的聯(lián)系，尤其為臨床研究所關(guān)注。心肌缺血時細胞骨架發(fā)生變化的一些特點，國外有所研究，并通過藥物干

7、預，解釋了一部分可能的機制2，3，國內(nèi)較少有相關(guān)研究。        1  對象與方法        1.1  實驗動物與分組  15只清潔級健康Wistar大白鼠，均為雄性。體重138165g，由同濟醫(yī)科大學動物實驗中心提供。分為3小組，每組5只，分別為缺血30min、60min、120min組。對照組：未缺血區(qū)心肌。        1.2  試劑  采用鼠抗動物骨

8、架蛋白肌動蛋白（-sarcomeric actin）、波形蛋白（vimentin）、肌球蛋白（myosin）、結(jié)蛋白（desmin）均購于Boster生物工程有限公司。        1.3  方法          心肌缺血模型制備與缺血心肌標本的制備  心肌缺血模型與缺血心肌標本的制備采用Barbosa6的方法：依次麻醉動物、氣管切開、插管進行人工呼吸、切開胸壁、暴露心臟，左冠狀動脈根部23mm處結(jié)扎，觀察心肌缺血區(qū)的變化。于心肌缺血30mi

9、n、60min、120min時迅速切取完整心臟，于生理鹽水中清洗干凈后，切取3mm大小缺血組織塊，放入4多聚甲醛中固定。切取未缺血組織作為對照。標本固定、石蠟切片。          形態(tài)學觀察  采用常規(guī)HE染色，顯微鏡下觀察心肌細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)。          免疫組織化學染色  -sarcomeric actin、vimentin、myosin、desmin單抗免疫組化染色。     &#

10、160;  2  結(jié)果        心肌缺血時大體標本上可以見到，缺血區(qū)心肌呈現(xiàn)出顏色變淺、缺血區(qū)周圍充血、色彩加深。心肌細胞的病理改變在HE切片上可以見到缺血時心肌細胞腫脹，梗死區(qū)周邊形成出血帶。在細胞骨架的免疫組化染色中觀察到，actin、myosin在缺血30min的心肌細胞中即有斷裂、減少，60min時更加明顯；desmin缺血60min也可以見到減少。vimentin在缺血120min的心肌組織中可見減少（見圖15）。    計算機圖像模擬分析計算細胞骨架蛋白相對量的變化（

11、見表1）?？梢钥吹皆谌毖?0min時即可以見到actin、myosin的減少，在缺血60min、120min時actin、myosin明顯減少，與未缺血心肌比較差異有顯著性，同時desmin及vimentin也開始減少，在120min時更加顯著。 表1  心肌缺血時細胞骨架蛋白密度值隨時間變化的情況  （x±s） 注：與0min相比，*P0.05    3  討論        心肌缺血是心血管臨床極其常見的問題之一，對其病理生理研究一直是心血管研究的熱門

12、。怎樣加強對心肌缺血時心肌細胞的保護，從而保護心功能，更是臨床工作者關(guān)注的重點。對缺血心肌的保護應當最好是在心肌雖然發(fā)生缺血，但是尚且沒有發(fā)生心肌不可逆損傷之前，因而對心肌缺血不可逆損傷的機制進行研究也就顯得極其重要。對心肌缺血不可逆損傷的研究曾有多種學說，如溶酶體作用說、線粒體受損說、代謝終產(chǎn)物作用說、鈣超負荷說及脂質(zhì)過氧化物作用說1，2等，但都只是揭示了心肌細胞不可逆損傷的某一方面，而沒有一種學說能完滿解釋各種現(xiàn)象，而以細胞骨架受損作為細胞不可逆損傷的原因，則可以解釋很多其他學說所解釋不了的物理學現(xiàn)象3，4。認為當ATP嚴重耗竭時，細胞骨架之間的連接減弱，使在機械力的作用下而發(fā)生斷裂，進而

13、促使細胞的各種功能失常，細胞骨架與膜脂質(zhì)有關(guān)，參與維持膜的完整性，當細胞骨架損傷時，導致細胞膜的破壞，進而發(fā)生不可逆損傷并進一步導致細胞死亡5。Sschneijdenberg等6證明，心肌缺血時表現(xiàn)出的肌膜蛋白（intramembranous particle，IMPs）的聚集現(xiàn)象的發(fā)生與細胞骨架的作用消失沒有必然的聯(lián)系，而IMPs的聚集是可逆的。細胞骨架在心肌缺血不可逆損傷中起如此重要的作用，是與心肌細胞骨架自身的重要作用分不開的。心肌細胞骨架的首要作用是起著連接細胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)成分的作用，而且心肌細胞的分化、分泌、代謝都與它的參與有關(guān)7，8，不僅如此，細胞骨架還與心肌細胞的電依賴性鈉通道的開放、鉀通道內(nèi)流的整體調(diào)節(jié)中起著一定的作用911。心肌細胞骨架主要有以下幾種：actin、myosin、desmin以及vimentin等。它們對缺血的耐受能力各不相同，其中，actin、myosin的耐受力最