运动调节线粒体功能改善心肌缺血再灌注损伤的研究进展

背景:心肌缺血再灌注损伤后线粒体功能障碍引发了线粒体氧化应激增加,诱发线粒体介导的细胞过度凋亡,导致线粒体质量控制失调,加重了心肌损伤程度。目的:阐述运动改善心肌缺血再灌注损伤导致的线粒体功能障碍的研究进展,为运动预防和缓解心肌缺血再灌注损伤提供理论依据。方法:检索Pub Med、Web of Science、CNKI、VIP和万方数据库收录的相关文献。以“运动、线粒体功能障碍、心肌缺血再灌注损伤”“氧化应激”“凋亡”“能量代谢”及“exercise,mitochondrial dysfunction,Myocardial ischemia-reperfusion injury,oxidative stress,apoptosis,energy metabolism”分别作为中、英文关键词进行文献检索,检索文献时限为2000年1月至2022年1月,系统总结不同运动类型干预心肌缺血再灌注损伤后线粒体功能的相关机制研究。结果与结论:以心肌线粒体为靶点,发现运动可改善心肌缺血再灌注损伤后线粒体功能障碍,其具体作用如下:运动可降低氧化应激水平,激活线粒体呼吸链促进心肌内线粒体生物发生,减少线粒体介导的细胞过度凋亡,促进线粒体动力学平衡,以及提高线粒体自噬活性控制心肌线粒体质量,以此缓解和帮助心肌损伤和恢复。

冠状动脉内皮细胞线粒体损伤在心肌梗死中的研究进展

心血管疾病严重影响人们健康。心血管疾病中的心肌梗死严重危及生命。研究表明,冠状动脉内皮细胞的损伤会加重心肌梗死,而内皮细胞线粒体在内皮细胞损伤中扮演了重要角色,因此内皮细胞线粒体的研究也越来越受到人们关注。现就冠状动脉内皮细胞线粒体的结构及其损伤在氧化应激、炎症、动脉粥样硬化和心肌梗死后缺血再灌注损伤方面的研究进展和治疗进行综述,以期为心肌梗死的相关研究及治疗提供参考。

杜鹃花总黄酮对心肌缺血损伤的保护作用

目的观察杜鹃花总黄酮(TFR))对心肌缺血性损伤的保护作用及其机制。方法小鼠心肌缺血采用sc异丙肾上腺素(Iso)法,观察心电图ST段的变化,测定小鼠血清和心肌中的丙二醛(MDA)含量及血清中乳酸脱氢酶(LDH)活性;Langendorff法离体大鼠心脏缺血30min后再灌30min,测定心脏的冠脉流量、心肌中的MDA、超氧化物歧化酶(SOD)、一氧化氮合酶(NOS)及一氧化氮(NO)等的变化。结果TFR25、50mg/kg可以抑制Iso引起的小鼠心电图ST段的抬高和抑制心肌中MDA的含量的升高,TFR50mg/kg降低血清中LDH和MDA的增高;TFR20、40、80mg/L抑制离体心脏冠脉流量的减少和心肌中SOD活性的下降。TFR80mg/L能抑制心肌中MDA含量的增高和NOS活性的降低,TFR40mg/L抑制心肌中的NO含量下降。结论TFR对心肌缺血和缺血再灌注损伤有一定的保护作用,其作用机制可能与抗自由基及增加NO产生有关。

右美托咪定预处理减轻离体大鼠心脏缺血/再灌注损伤的线粒体相关机制

目的:研究右美托咪定(dexmedetomidine,Dex)预处理对心肌缺血/再灌注(I/R)损伤的作用及其与线粒体渗透性转换孔(mPTP)和/或线粒体ATP敏感性钾通道(mitoKATP)的关系。方法:分离SD雄性大鼠心脏置于Langendorff系统行全心停灌30 min,再灌注120 min建立心肌I/R损伤模型,停灌前15 min给予Dex(10 nmol/L)处理。测定左心室动力学、再灌注期间冠脉流量及再灌注5 min时中乳酸脱氢酶(LDH)含量,实验结束测定心肌组织formazan含量以反映心肌梗死状况。结果:与正常对照组相比,I/R组明显降低了再灌注期间的左室发展压、冠脉流量及再灌注末心肌组织formazan含量,显著升高了再灌注左室舒张末压、心肌LDH渗出;Dex预处理明显改善了I/R心脏功能及心肌组织活性(P<0.01);mPTP开放剂苍术苷(20μmol/L,再灌注前给药20min)及mitoKATP抑制剂5-羟基癸酸(100μmol/L,停灌前给药20 min)可取消Dex预处理产生的抗心脏I/R损伤作用。结论:围手术期常用的辅助麻醉药Dex具有减轻离体大鼠心脏I/R损伤作用,且该心肌保护作用可能与Dex促进缺血前mitoKATP的开放,抑制再灌注早期mPTP的开放有关。

杜鹃花总黄酮预处理对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤的保护作用

目的观察杜鹃花总黄酮（TFR）预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其机制。方法建立Langendorff离体大鼠心脏模型。观察心脏冠脉流量（CF）、心肌中肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、一氧化氮合酶（NOS）及一氧化氮（NO）等的变化。用离体器官法测定家兔主动脉环张力的变化。结果12．5、25、50和100mg／L TFR—PP可明显地抑制缺血再灌致大鼠心脏CF的减少和心肌中MDA含量的升高及NO含量和NOS活性的下降；25、50和100mg／L，TFR-PP可明显地抑制心肌中CK和SOD活性的下降；50和100mg／L TFR—PP可明显地抑制心肌中LDH活性的下降。在0．033—2．70g／L范围内，TFR可分别松弛由KCl和苯肾上腺素诱导的家兔主动脉环的收缩，TFR的血管松弛作用可被内向整流型钾通道（K IR）的阻断剂BaCl2（10^-4mol／L）及大电导Ca^2＋-敏感性钾通道（BK Ca）的阻断剂TEA（3×10^-3mol／L）明显地减弱，但去除血管内皮和用前列腺环素（PGI2）合成酶抑制剂Indo（0．1mmol／L）及NO合酶抑制剂L-NAME（0．1mmol／L）预处理后对TFR的血管松弛作用无明显的影响。结论，TFR—PP对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤有明显保护作用，其作用可能与减少自由基过氧化、增加NO生成、血管松弛及开放K IR及BK Ca等有关。

早期急性心梗溶栓时凯时对心肌的保护作用

目的:探讨脂质携载前列腺素E1(Lipo-PGE1,商品名:凯时)在急性心梗溶栓时抗心肌再灌注损伤及再灌注心律失常的作用。方法:30例急性心梗患者随机分成2组。两组均给重组组织型纤维蛋白溶酶原激活剂(rt-PA)进行溶栓,治疗组15例加用凯时20μg静脉推注,心电监护观察2h内症状缓解情况及心电图改变,心肌射血分数(EF)变化并判断冠状动脉再通率。结果:两组溶栓后冠状动脉再通率,1周后再梗死率,5周内病死率有显著性差异(P<0.05)。溶栓前后各组EF值变化显著性差异(P<0.05)。凯时可提高冠状动脉再通率,降低1周后再梗死率及5周内病死率,心肌射血分数明显提高。结论:在急性心肌梗塞溶栓时加用凯时能有效降低再灌注心肌损伤,保护心肌。

TRC051384对小鼠心肌缺血再灌注损伤保护作用的实验研究

目的探讨HSP70的特异性诱导剂TRC051384对小鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用及可能机制。方法将88只C57BL/6小鼠分为4组:假手术组,单纯缺血再灌注损伤组(模型组),缺血再灌注+TRC051384低剂量组(低剂量治疗组,10mg/kg),缺血再灌注+TRC051384高剂量组(高剂量治疗组,40mg/kg)。模型制作采用结扎左冠状动脉法,于结扎前10min腹腔注射TRC051384,缺血再灌注120min后取标本,Western blot检测IκB、p65和cleaved-caspase-3蛋白的表达;ELISA法检测心肌组织中炎性因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表达,Evans蓝和TTC法检测心肌缺血和心肌梗死面积。结果与横型组相比,高剂量治疗组小鼠心肌缺血再灌注损伤后的缺血和梗死面积明显减少,TRC051384治疗可以显著抑制IκB的降解和p65的核内转移(P<0.05),降低TNF-α、IL-1β和IL-6的表达水平(P<0.05)。结论 TRC051384对心肌缺血再灌注损伤可以发挥保护作用,有可能应用于心肌缺血再灌注损伤患者的临床治疗。

心肌缺血后再灌注压力和流量对再灌注损害的影响

家兔６０只，随机分成３组，每组１０只供心兔，１０只供血兔，采用在体循环灌注离体心脏模型，对心肌缺血后控制性再灌注压力和流量对再灌注损害的影响进行了研究。结果显示：调压控灌组（Ⅱ组）在心肌肌酸磷酸激酶同功酶（ＣＰＫ－ＭＢ）、心肌含水量（ＭＷＣ）、心肌丙二醛含量（ＭＤＡ）以及超微结构检查几方面明显优于实验对照组（Ⅰ组）和恒流组（Ⅲ组）（Ｐ＜０．０５），Ⅰ组和Ⅲ组差异不显著（Ｐ＞０．０５）。提示：再灌注早期适当减低灌注压力和流量，有利于心肌缺血的恢复。

地氟醚与咪唑安定或异丙酚联合应用对心肺转流心内直视手术心肌损伤的保护作用

目的 观察地氟醚与咪唑安定或异丙酚联合应用对心肺转流 (CPB)心内直视手术心肌损伤的保护作用。方法 5 0例先天性心脏病房、室间隔缺损择期行心内直视手术患者 ,随机分为 5组 :咪唑安定组 (Ⅰ组 )、异丙酚组 (Ⅱ组 )、地氟醚组 (Ⅲ组 )、地氟醚加咪唑安定组 (Ⅳ组 )和地氟醚加异丙酚组 (Ⅴ组 ) ,每组 10例。Ⅰ组用微泵静注咪唑安定 0 2～ 0 4mg·kg-1·h-1;Ⅱ组微泵静注异丙酚 2 0～ 4 0mg·kg-1·h-1,Ⅲ组CPB前、主动脉开放后吸入 1 0MAC地氟醚 ;Ⅳ组CPB前吸入地氟醚同Ⅲ组 ,主动脉阻断后微泵静注咪唑安定同Ⅰ组 ;Ⅴ组CPB前吸入地氟醚同Ⅲ组 ,主动脉阻断后微泵静注异丙酚同Ⅱ组。分别在术前、停CPB后 30min、2h和 2 4h取中心静脉血 ,测定血清心肌肌钙蛋白 (cTnⅠ )水平 ,并观察开放主动脉后心脏复跳情况。结果 与术前比较 ,5组患者停CPB后各时点cTnⅠ明显升高 (P <0 0 1)。Ⅰ组与其它各组比较升高更明显 (P <0 0 1) ;Ⅱ组在停CPB后 30min、2h升高 ,与Ⅲ组同时点比较差异显著(P <0 0 5 ) ;Ⅳ组、Ⅴ组与Ⅲ组同时点值比较 ,血清cTnⅠ未见明显降低 ;Ⅳ组与Ⅴ组相比差异无显著性 (P >0 0 5 )。各组心脏自动复跳率差异无显著性。结论 异丙酚减轻心肌缺血再灌注损伤的作用明显强于等效剂量的咪?

控制性再灌注防治心肌缺血再灌损伤的实验及临床研究

控制性再灌注(简称控灌)具有降低心肌再灌损伤,保护心肌的优良作用,应用自体温氧合血停跳液行控制性再灌注,经106例及采用本法前105例比较结果显示:该法自动复跳率高,术后循环恢复满意,极少应用升压药支持,几乎无严重心律失常,死亡率明显降低。动物实验证实:复跳后实验组心功能明显优于对照组,超微结构破坏轻微。本文对控灌防治心肌缺血再灌注损伤的机理进行了探讨,提出控灌条件及措施。

心肌缺血后控制性再灌注时间对再灌注损害的影响

家兔８０只，分成４组，每组１０只供心兔，１０只供血兔，采用在体循环灌注离体心脏模型，对心肌缺血后不同控制性再灌注（控灌）时间对再灌注损害的影响进行了研究。结果显示：５、１５和３０ｍｉｎ的控灌对心肌肌酸磷酸激酶的同工酶（ＣＰＫ－ＭＢ）、含水量（ＭＷＣ）、丙二醛（ＭＤＡ）含量以及超微结构的影响明显优于未经控灌的实验组（Ｐ＜０．０５），５ｍｉｎ和３０ｍｉｎ控灌组差异不显著（Ｐ＞０．０５），１５ｍｉｎ控灌组其各项指标又明显优于５ｍｉｎ和３０ｍｉｎ控灌组。结果提示：控灌有预防缺血再灌注损伤的作用，且以１５ｍｉｎ控灌疗效最佳。

硫酸腺嘌呤预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用

目的 探讨硫酸腺嘌呤预处理对大鼠心肌IRI心律失常及血液脂质过氧化作用的影响。方法 采用大鼠在体心肌IRI模型。将 32只Wister雄性大鼠随机配对分为A、B、C、D组 ,观测各组动物的心律失常发生率、ASI和血清SOD活性及MDA含量作为评价硫酸腺嘌呤预处理效应的指标。结果 与I/R组相比 ,D组具有C组同样的效应 ,均能显著降低心律失常发生率和ASI ,能提高血清SOD活性、降低MDA含量。

先天性心脏病矫治手术中心脏复跳前氧和血再灌注时不同压力对心脏手术中心肌保护的影响

目的评估在心内直视手术中心脏复跳前再灌注时不同压力对心肌保护的影响。方法选取40例先天性心脏病患者,分为高压组和低压组,每组20例。术前两组间性别、年龄、体重、身高、畸形种类、心胸比率及射血分数(EF)无明显区别。两组在升主动脉开放前经主动脉根部灌注36℃氧合血,高压组(A组)灌注压力为12KPa,低压组(B组)灌注压为6KPa,灌注量总量均为20ml/kg。分别于麻醉诱导及术后24h抽取静脉血,检测肌酸磷酸激酶同工酶(CK-MB)、心肌肌钙蛋白(cTnI)的变化,并记录停机时、手术结束后2h和手术结束后24h各时点血流动力学变化。结果低压组于术后24h时点CK-MB及cTnI浓度均显著低于对照组(P<0.05),复跳后血流动力学参数显著优于对照组(P<0.05)。结论心脏复跳用较低压力灌注,有助于缺血再灌注后心功能的恢复及改善。

控制性再灌注在缺血再灌注损伤中的应用进展

目前再灌注治疗策略已被广泛应用于心肌梗死和缺血性卒中等缺血性疾病的临床治疗中,但是大量的实验和临床证据表明,再灌注治疗会对缺血组织器官造成额外的再灌注损伤。控制性再灌注可在一定程度上减轻缺血再灌注损伤,为缺血性疾病的治疗提供了新思路。目前,该方向的研究主要集中于缺氧后处理、控制性高氧再灌注、流量控制再灌注、压力控制再灌注、控制性酸化再灌注和离子控制再灌注等方面。

心脏缺血再灌注损伤与线粒体质量控制

心脏缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)损伤是心脏疾病中常见并发症,其发生机制复杂且尚未完全阐明。线粒体质量控制(mitochondrial quality control,MQC)是维持心肌细胞正常功能和适应能力的关键过程。MQC系统参与调节线粒体生物合成、线粒体动力学以及自噬环节,保护心肌细胞免受I/R损伤的影响。目前,MQC成为心脏I/R损伤的新型靶向治疗策略。本文通过概述MQC与心脏I/R损伤之间的联系及近期研究机制进展,旨在提供新的思路和研究方向,为心脏疾病的治疗和预防提供理论依据。

曲美他嗪对大鼠急性心肌缺血再灌注损伤保护作用

目的研究曲美他嗪对大鼠急性心肌缺血再灌注损伤的影响。方法实验大鼠40只，按随机数字表法抽取30只分为再灌注损伤模型组（MIRI）（n=10）、曲美他嗪低剂量组（n=10）、曲美他嗪高剂量组（n=10），余10只为假手术组。制作再灌注损伤模型后，观察各组大鼠血流动力学变化，测定肿瘤坏死因子一d（TNF一仪）、白细胞介素-6（IL-6）水平和观察光镜、电镜下心肌组织切片。结果（1）各组大鼠血流动力学指标比较：与假手术组[左心室收缩压（LVSP）（198±35．5）mmHg，左心室舒张末压（LVEDP）（17±9．18）mmHg，左心室内压最大上升速率（＋dp／dtmax）（11050±1517．4）mmHg／s，左心室内压最大下降速率（-dp／dtmax）（9175±1900）mmHg／s]比较，模型组[LVSP（143±24．5）mmHg，LVEDP（37．5±7．16）mmHg，＋dp／dtmax（7450±1755．1）mmHg／s，一dp／dtmax（6075±1641）H．siS]、曲美他嗪低剂量组[LVSP（154．5±31．1）mmHg，LVEDP（31．3±12．6）mmHg，＋dp／dtmax（8527．7±2251．5）mmHg／s，-dp／dtmax（6694±2242．2）mmHg／s]、曲美他嗪高剂量组[LVSP（168．3±17．6）mmHg，LVEDP（28±10．05）mmHg，＋dp／＆max（9213．6±1747）mmHg／s，-dp／dtmax（7568±1462．4）mmHg／s]大鼠的LVEDP明显升高，LVSP、＋dp／dtmax、-dp／＆max明显减少；与模型组相比，曲美他嗪高剂量组LVEDP明显减低，＋dp／dtmax、-dp／＆max明显增加，差异具有统计学意义（P〈0．01）。（2）各组大鼠氧化应激损伤的比较：与假手术组[IL-6（2556．5±662．9）ng／ml，TNF-α（134±73．7）ng／m1]比较，模型组[IL-6（3664．0±995．7）ng／ml，TNF-α（443±22．1）ng／rnl]、曲美他嗪低剂量组[IL-6（3692．8±1545．2）ng／ml，TNF-α（295±24．2）ng／m1]、曲美他嗪高剂量组[IL-6（2654．8±681．7）rig／ml，TNF-α（230±7．8）ng／m1]大鼠TNF-α、IL-6水平明显增高；与模型组相比，曲美他嗪高剂量组TNF—α、IL-6水平明显减低，差异具有统计学意义（P〈0．01）。（3）光镜及电镜下观察：除假手术组大鼠外各组大鼠均有不同程度损伤，曲美他嗪高剂量组损伤较轻。结论曲美他嗪高剂量对大鼠心肌缺血再灌注损伤有保护作用。

电刺激迷走神经对大鼠缺血再灌注心肌基因表达影响的实验研究

目的 研究电刺激迷走神经对大鼠缺血再灌注心肌基因表达的影响以从基因水平探讨心肌保护机制.方法 将20只SD雄性大鼠按随机数字表法分成2组,缺血再灌注组（I/R组）和迷走神经电刺激组（STM组）,每组10只.通过结扎冠状动脉左前降支30 min后,松开缝线使冠状动脉再通120 min的方法制备心肌缺血再灌注模型.STM组在缺血再灌注前10 min开始以5V、2 ms、1 Hz强度持续电刺激颈部左侧迷走神经20 Bin.再灌注120 min后将每组按随机数字表法分为2部份,一部份取左心室心肌组织测定心肌梗死面积;一部分取左心室缺血区心肌组织成功提取RNA后,获得心肌基因表达谱.运用GeneSpring软件筛选出两组间差异表达显著的基因并进行分析,对其中具有代表意义的基因进行实时定量逆转录多聚酶链反应（Real-time PCR）验证.结果 （1）STM组心肌梗死区面积较I/R组明显缩小（P＜0.05）.（2）基因表达谱筛选得到186个差异表达显著的基因或探针,基因本体分析（GO）显示主要影响了3类基因的改变,上调代表基因与心肌保护有关;下调代表基因与炎症有关.（3）Real-time PCR结果和基因芯片表达的结果相符.结论 电刺激迷走神经对缺血再灌注心肌具有保护作用,其心肌基因表达谱发生了很大的变化,可能通过兴奋胆碱能抗炎通路来减轻和抑制心肌缺血再灌注损伤.

基于线粒体质量控制的荭草苷抗心肌缺血/再灌注损伤的机制研究

目的探讨荭草苷对心肌缺血/再灌注损伤(MIRI)大鼠心肌细胞内线粒体质量的调控作用。方法 75只SD雄性大鼠随机分为假手术组、模型组、不同剂量(1.0、2.0、4.0 mg/kg)荭草苷预处理组。除假手术组外,其余各组大鼠均通过结扎冠状动脉左前降支致缺血30 min,再灌注120 min,制备MIRI模型。酶标仪检测线粒体膜电位(MMP)和线粒体通透性转换孔(mPTP)开放程度,分光光度法测定线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ~Ⅳ活性,TUNEL法检测心肌细胞凋亡水平,Western blotting法检测心肌细胞内凋亡与线粒体自噬相关蛋白的表达水平,免疫共沉淀法检测心肌细胞内Parkin与p62结合程度。结果荭草苷可显著恢复MIRI诱导的MMP、m PTP开放阈值和粒体呼吸链酶复合物Ⅰ~Ⅳ活性降低,减少心肌细胞凋亡;并能抑制心肌细胞内凋亡及线粒体自噬相关蛋白表达水平,减弱Parkin与p62的结合程度。结论荭草苷对MIRI大鼠心肌细胞内线粒体具有明显保护作用,其机制可能通过Parkin依赖性和Parkin非依赖性信号通路抑制心肌细胞内线粒体自噬过度激活有关。

线粒体质量控制体系介导心肌缺血再灌注损伤的治疗策略

冠状动脉疾病是最常见的心血管疾病,最初的器官血流中断和随后的器官血流恢复所产生的心肌缺血/再灌注(ischemia reperfusion,I/R)损伤是急性心肌梗死后伴随各种心脏再灌注治疗策略的重要临床难题。虽然血流量的恢复对于氧气的供应是必要的,但再灌注在促进心肌梗死边缘区血流恢复和心肌细胞挽救的同时,也加重了心肌损伤。线粒体功能障碍已被报道为I/R损伤的原因之一,在介导心肌损伤病理生理过程中起着至关重要的作用。主要综述了I/R损伤中线粒体质量控制系统的分子机制以及确立了以线粒体为潜在治疗靶点的可能性。