关键词:
PD98059
心脏骤停
心肺复苏
缺血再灌注损伤
线粒体
摘要:
目的:心脏骤停/心肺复苏(Cardiac arrest/Cardiopulmonary resuscitation,CA/CPR)后产生的复苏后心肌缺血再灌注损伤(Ischemia-reperfusion injury,IRI)会影响生存。有研究表明,细胞的生存和增殖受细胞外调节激酶1/2(Extracellular regulated protein kinases,ERK)信号通路的调控,在心脏局灶缺血再灌注损伤模型中,ERK通路的激活能够减轻心肌IRI,而在多器官功能障碍的模型上,抑制ERK通路能够减轻器官功能障碍。本课题组先前的研究发现,PD98059(PD)作为ERK通路的抑制剂,可减轻CA/CPR后脑缺血再灌注损伤,但其对复苏后的心肌缺血再灌注损伤的影响尚不清楚。因此,本研究在大鼠CA/CPR的模型上探讨ERK抑制剂PD98059对复苏后心肌缺血再灌注损伤的影响及其可能的作用机制。方法:经食道调搏电刺激法构建Spragu-Dawley(SD)大鼠室颤型CA/CPR模型,将恢复自主循环(ROSC)后的大鼠按照随机数字表法分为3组:低剂量PD组(PD0.15组,n=20)、高剂量PD组(PD0.3组,n=20)、模型组(CA组,n=20)。复苏后即刻,PD0.15组、PD0.3组及CA组分别经股静脉注射0.15 mg/ml的PD98059,0.3 mg/ml的PD98059以及等体积的生理盐水。再按照随机数字表法抽取大鼠假手术组(Sham,n=20),只施行麻醉及组织、血管分离、插管等手术操作,未进行电刺激。监测Sham组和复苏后大鼠1 h内血压变化及各组大鼠24 h内生存情况,并在复苏后24 h时间点提取其左心室组织和血液样本以进行以下实验。通过化学发光法测定血清心肌肌钙蛋白Ⅰ、全血乳酸水平以及心肌组织的ATP含量。通过HE染色、TUNEL测定证实了心肌细胞损伤程度及细胞凋亡指数。通过透射电子显微镜观察左心室组织的线粒体超微结构。蛋白质免疫印迹实验检测p-ERKl/2、ERK1/2、p-DRP1、DRP1、细胞色素c以及凋亡相关蛋白BCL-2,BAX、cleaved caspase-3 和 caspase-3 的表达水平。结果:1.与Sham组比较,在ROSC后5,10,20和60 min,CA组和PD两组的MAP和SBP均明显下降(P<0.05)。与CA组相比,PD0.3组中的MAP和SBP在复苏后5和10 min时显著升高(P<0.05)。同样,与Sham组比较,在RROSC后5,10,20和60分钟,CA组和PD两组的DBP明显下降(P<0.05),但在复苏后10 min,PD0.3组DBP显着高于CA组(P<0.05)。CA组和PD0.15组的复苏后血压变化无统计学差异(P>0.05)。2.复苏后24 h各组存活情况分别为Sham组全部存活(20/20)、CA组9/20、PD0.3组18/20,PD0.15组16/20,PD两组24 h累积生存率较CA组显著提高(Log rankχ2=18.166,P<0.05)。PD0.3组与PD0.15组之间的累计生存率差异无统计学意义。3.与Sham组比较,CA组的HE染色均显示严重的心肌病理损伤;与CA组相比,PD两组心肌病理损伤程度较轻,PD0.3组心肌病理损伤程度改善更为明显。4.与Sham组比较,CA组心肌组织线粒体超微结构明显受损;PD两组的线粒体形态结构损伤以剂量依赖性的方式减轻,PD0.3组的心肌组织线粒体超微结构改善更为明显。5.与Sham组相比,CA组心肌组织ATP含量下降,血清心肌肌钙蛋白Ⅰ和乳酸水平显着升高(P<0.05);与CA组相比,PD两组心肌组织ATP含量增加,乳酸水平显着下降(P<0.05)。但在ROSC后24 h,仅PD0.3组心肌肌钙蛋白Ⅰ水平显着下降(P<0.05)。***组和PD两组TUNEL阳性肌细胞百分比显着高于假手术组(P<0.05),但PD两组TUNEL阳性肌细胞百分比呈药物剂量依赖性显着低于CA组(P<0.05)。*** 24 h,CA组心肌ERK1/2磷酸化表达明显高于Sham组(P<0.05),PD治疗两组心肌ERK1/2磷酸化表达明显低于CA组(P<0.05)。8.在ROSC 24h,CA组心肌DRP1磷酸化水平显着高于Sham组(P<0.05),PD治疗组心肌DRP1磷酸化水平明显低于CA组(P<0.05)。***组和PD组心肌细胞色素c表达明显高于Sham组(P<0.05),PD治疗组心肌细胞色素c表达明显低于CA组(P<0.05)。在ROSC 24h,CA组显示出比Sham组更高的心肌caspase-3、BAX表达和更低的BCL-2表达(P<0.05)。PD治疗组BCL-2表达显着上调(P<0.05