关键词:
心肺复苏
亚低温
凋亡
内质网应激
自噬
摘要:
背景:心脏骤停(Cardiac arrest,CA)一直是困扰人类的难题,尽管现代心脏复苏(Cardiopulmonary resuscitation,CPR)不断的更新与提高,但复苏后心肌功能障碍仍是CPR后出院存活率低的主要原因之一。复苏后心肌功能障碍的发病机制目前仍有争议,而动物CA模型实验表明内质网应激介导的细胞凋亡可能是复苏后心肌损伤的主要病理机制之一。内质网应激往往伴随着自噬,自噬在缺血再灌注损伤中的作用目前存在争议。普遍认为缺血诱导的自噬在缺血再灌注早期被认为是有益的,在再灌注期过度诱导则是有害的,而一些研究提出再灌注期自噬增加不是由于过度诱导,而是由于自噬体清除受损。亚低温治疗被证实可以提高CA-CPR后的存活率并降低神经功能障碍风险,但亚低温是否在心肺复苏后对心脏功能有保护作用及其机制目前仍不清楚。目的:明确亚低温对心肺复苏后心脏功能的保护作用,亚低温对复苏后心肌细胞凋亡、内质网应激及自噬通量的影响,自噬通量和内质网应激及其相互关系在亚低温保护心肺复苏后心脏功能中的机制,以及可能涉及的信号通路,为亚低温改善复苏后心肌功能障碍的防治提供新靶点、新思路。方法:将56头猪随机分为7组:Sham组(假手术组)、常温组、亚低温组、自噬抑制剂氯喹(CQ)+常温组、亚低温+CQ组、常温+内质网应激诱导剂衣霉素(TN)组和亚低温+TN组。建立猪8分钟室颤的CA模型,在动物恢复自主循环(Restoration of spontaneous circulation,ROSC)后,亚低温组动物立即接受亚低温治疗,目标温度为33℃,并维持12 h后复温。监测所有动物ROSC后0 h、0.5 h、6 h、12 h、及24 h的血流动力学指标,检测ROSC后0 h、0.5 h、6h、12 h及24 h的心肌标志物c Tn I水平,通过心脏超声多普勒仪检测在ROSC后0 h、0.5 h、6h、24 h心脏左室射血分数,所有动物在ROSC后24h处死留取心肌组织,通过透射电镜观察各组心肌组织病理学变化,通过TUNEL法检测心肌细胞凋亡、通过Western blotting检测凋亡相关蛋白Caspase-3、Bax及Bcl-2的蛋白表达水平,内质网应激指标GRP78、CHOP和Caspase-12的蛋白表达水平,自噬相关指标LC3-II、p62及LAMP2的蛋白表达水平及调控信号通路中磷酸化AMPK、磷酸化S6的蛋白表达水平。结果:1.各组猪均成功复苏,无死亡。ROSC 24 h亚低温组存活7头,生存率87.5%,常温组存活6头,存活率75%,亚低温组生存率提高12.5%,但是没有达到统计学意义(P=0.60)。2.亚低温组与常温组相比,血流动力学指标在复温后明显改善,肌钙蛋白I水平在ROSC后12h明显降低,心脏射血分数明显提高,ROSC后24 h心肌组织超微结构的形态学变化明显改善。***后24 h亚低温组与常温组相比心肌细胞凋亡比例明显降低,而促凋亡相关蛋白Caspase-3、Bax蛋白水平明显降低,抗凋亡蛋白Bcl-2的蛋白表达水平上调。***后24 h亚低温组与常温组相比内质网应激指标GRP78、CHOP和Caspase-12的蛋白表达水平均降低,同时细胞凋亡比例升高,Caspase-3、Bax蛋白水平明显降低,Bcl-2的蛋白表达水平上调。亚低温+TN组较亚低温组GRP78、CHOP和Caspase-12的蛋白表达水平均上调,细胞凋亡比例升高,Caspase-3、Bax蛋白水平明显降低,Bcl-2的蛋白表达水平上调。***后24h亚低温组与常温组相比LC3-II、p62蛋白表达水平明显降低,LAMP2的蛋白表达水平则上调,同时细胞凋亡比例降低,Caspase-3、Bax蛋白水平明显降低,Bcl-2的蛋白表达水平上调。亚低温+CQ组与亚低温组相比,LC3-II、p62蛋白表达水平明显升高,同时细胞凋亡比例升高,Caspase-3、Bax蛋白水平明显降低,Bcl-2的蛋白表达水平上调。***后24h亚低温+CQ组与亚低温组相比,内质网应激指标GRP78、CHOP和Caspase-12的蛋白表达水平均明显升高,亚低温+TN组、常温+TN组分别与亚低温组、常温组相比,LC3-II蛋白水平明显增加。***后24 h亚低温组与常温组相比,p-AMPK/AMPK明显上调,p-S6/S6明显下调。结论:1.亚低温可抑制心肺复苏后心肌细胞凋亡,减轻心肌损伤,改善复苏后心肌功能障碍。2.亚低温可抑制心肺复苏后内质网应激介导的心肌细胞凋亡发挥心脏保护作用。3.心肺复苏后自噬通量受损,自噬体清除功能下降,亚低温可通过修复受损自噬通量抑制心肌凋亡,发挥心脏保护作用。4.心肺复苏后内质网应激可诱导自噬,但不损伤自噬通量。自噬对内