尼可地爾改善心臟停搏液對心臟的保護(hù)作用

1、尼可地爾改善心臟停搏液對心臟的保護(hù)作用 作者：史紅宇，朱曉峰，戰(zhàn)鵬，溫福興，龍村 【關(guān)鍵詞】 心肌保護(hù) 摘要：目的 觀察在HTK液和UW液中加入尼可地爾（Nicorandil）對心肌保存液保存效果的影響。方法 實(shí)驗(yàn)分為4組：UW液（U）組 ；HTK液（H）組；UW液組+Nicorandil（U+N） 組；HTK液+Nicorandil（H+N） 組；每組8只大白鼠。麻醉和抗凝后，快速取下鼠心并懸掛在Langendorff灌注模型上灌注，測定血流動力學(xué)基礎(chǔ)值。分別用四組保存液灌停離體鼠心并低溫（4）浸泡保存6h。復(fù)溫、復(fù)灌后再次測定血流動力學(xué)值，留取標(biāo)本分別測定心肌水含量、心肌酶漏出量、心肌細(xì)胞

2、ATP和CP含量和心肌細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果 心肌血流動力學(xué)恢復(fù)率： H+N組U+N組H組U組。心肌水含量：4組間差異無顯著意義。灌脈流出液中心肌酶漏出量：H+N組H組U+N組U組。心肌中ATP和CP含量：H+N組U+N組H組U組。心肌細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化：H+N組心肌損害最輕，H組輕于U+N組，U組心肌損害最嚴(yán)重。結(jié)論 HTK液和UW液都是比較合適的心肌保存液，HTK液對心肌的保護(hù)作用優(yōu)于UW液，鉀離子通道開放劑Nicorandil 能夠善器官保存液HTK液和UW液對心肌的保存效果。關(guān)鍵詞：HTK液；UW液；尼可地爾；心肌保護(hù)The Myocardial Preservation Effect

3、of Nicorandil in HTK Solution and UW SolutionAbstract: OBJECTIVE We investigated the efficacy of HTK solution and UW solution with Nicorandil（NCR） in the isolated rat heart models. METHODS The hearts were divided into four groups: UW solution （U ） group; HTK solution （H ） group; UW solution with Nic

4、orandil （U+N ）group; HTK solution with Nicorandil （ H+N） group. The hearts isolated from Wistar rats were mounted on a Langendorff apparatus to estimate baseline hemodynamic values. They were arrested and stored at 4 in each preservation solution for 6 hours. The recovery of myocardial function were

5、 measured. Myocardial tissue water content was evaluated. Myocardial tissue Adenosine Triphosphate (ATP) and Creatine Phosphate(CP) content in each group were also measured. The leakage of myocardial enzymes were measured as well. Finally, myocardial ultrastructure was observed. RESULTS The recovery

6、 rate of myocardial function: the group of H+N > the group of U+N > the group of H > the group of U. The myocardial tissue water content: there was no significant changes in four groups; The leakage of myocardial enzymes: the group of H+N < the group of H < the gro

7、up of U+N < the group of U. The level of ATP and CP in myocardial tissue: the group of H+N > the group of U+N > the group of H > the group of U. The myocardial ultrastructure: The histological changes of myocardial cell and the damage of vascular endothelial cell were mor

8、e significant in U+N group compared with that in H+N group. The histological changes were severer in U group than that in U+N group.CONCLUSION These results suggest that HTK solution is more effective than UW solution for myocardial preservation, and that NCR provides still better protection in the

9、heart transplantation.Key words：HTK solution; UW solution; Nicorandil; Myocardial preservation 1967年人類首例心臟移植成功以來，心臟移植作為治療終末期心臟疾病的唯一有效手段，其生存率逐年提高，但臨床上觀察，心臟移植術(shù)后30天內(nèi)死亡的病例數(shù)與供體心臟保存不佳有著明顯的相關(guān)性。目前，在深低溫（04）的條件下，以UW液(Uinversity of Wisconsin Solution)和HTK液(Histidine-Trytophane-Ketoglutarate Solution)對心臟的保存效果為佳

10、，但臨床離體心臟保存安全時限只能達(dá)到46h1，且移植后心臟功能都有不同程度的下降。如何進(jìn)一步提高心臟保存液的保存效果和盡可能的延長心臟保存的安全時限是我們要解決的重要課題。尼可地爾（Nicorandil）是一種ATP-K離子通道開放劑，具有選擇性的開放ATP敏感鉀離子通道的功能，在心臟保存液中加入尼可地爾有可能提高心臟保存液的保存效果。本實(shí)驗(yàn)的目的是在離體鼠心Langendorff灌注模型上，檢驗(yàn)在器官保存液HTK液和UW液中加入鉀離子通道開放劑尼可地爾對心臟保存效果的影響。1 材料與方法 1.1 實(shí)驗(yàn)動物和分組 選用Wistar大白鼠32只，雌雄各半，體重300400g，由北京阜外心血管病醫(yī)

11、院實(shí)驗(yàn)動物科提供。隨機(jī)分為四組：UW液（U）組、HTK液（H）組、UW液+Nicorandil 組（U+N）、HTK液+Nicorandil（H+N） 組，每組8只。1.2 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕ⅰ㈦x體鼠心的切取、灌注和低溫保存：大白鼠稱體重后，腹腔注射戊巴比妥鈉（65mg/kg）麻醉，仰臥固定于實(shí)驗(yàn)臺上，游離出股靜脈，經(jīng)股靜脈內(nèi)注射肝素（3mg/kg）抗凝。迅速開胸，在主動脈和右鎖骨下動脈交界處切斷肺動、靜脈，取出心臟，立即放入04 K-H緩沖液中，沖洗掉殘留在主動脈內(nèi)的血液。主動脈插管后，迅速移至Langendorff灌注模型灌注針上，用K-H緩沖液持續(xù)灌注，灌注壓為75cmH2O，整個

12、灌注期間用95O2和5%CO2混合氣體平衡，溫度維持在37。肺動脈根部切開，使冠狀動脈回流液引流充分。從開胸取心至灌注開始要在5070s內(nèi)完成，超過70s應(yīng)放棄實(shí)驗(yàn)。灌注3min后，切開左心耳，經(jīng)左心房、二尖瓣內(nèi)，將連接有測壓導(dǎo)管的心室球囊送入左心室，導(dǎo)管用生理鹽水充滿，勿存留氣體，另一端連接多導(dǎo)生理記錄儀。往心室球囊內(nèi)緩慢注射適量生理鹽水（4060l），使左心室舒張末壓為10mmHg。15min后，心臟搏動可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，測定血流動力學(xué)基礎(chǔ)值，包括左室收縮末壓(LVESP)、左室舒張末壓(LVEDP)、左室發(fā)展壓(LVDP)、左室壓力微分(±dp/dt)和冠脈流量。降低灌注溫度至3

13、0以下后，經(jīng)主動脈根部分別灌注4的四組心臟保存液，根據(jù)冠脈流量調(diào)節(jié)灌注速度，灌注壓為75cmH2O。心臟停跳后，每只心臟在四種心臟保存液中分別低溫（04）浸泡保存6h。6h后，復(fù)溫至37，重新開始心臟灌注。1520min以后，心臟搏動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，每隔10min測定一次血流動力學(xué)值和冠脈流出量，連續(xù)測定6次。復(fù)灌后35min，留取冠脈流出液2ml，置于-20冰箱中保存，以測定心肌酶漏出量。心臟灌注完成后，于左心室上取一塊心肌（重量大于200mg），每次位置盡可能一致，置于液氮罐中保存，以備測定心肌ATP和CP含量。另取一塊心肌組織，稱濕重后放入100的烘箱中烘烤24h，再次稱干重，計(jì)算心肌含水

14、量。心肌含水量 =（濕重-干重）/ 濕重×100%。每組中隨機(jī)選取一個心臟，留取標(biāo)本，用3%戊二醛溶液固定后，置于4冰箱中保存，以備電子顯微鏡檢查。2 結(jié)果2.1 血流動力學(xué)恢復(fù)率和冠脈流量恢復(fù)率 （1）從總體趨勢來看，血流動力學(xué)恢復(fù)率的四項(xiàng)指標(biāo)（LVESP、LVEDP、LVDP、±dp/dt）之間保持著明顯的相關(guān)性和一致性，在復(fù)灌后2545min，離體鼠心功能恢復(fù)到最佳狀態(tài)，然后呈逐漸下降趨勢。H+N組高于H組（P<0.05）；U+N組高于U組（P<0.05）；H+N組和H組明顯高于U+N組和U組（P<0.05）。（2）復(fù)灌后U+

15、N組和U組冠脈流量恢復(fù)率呈逐漸上升趨勢，H+N組和H組冠脈流量恢復(fù)率呈逐漸下降趨勢。H+N組和H組明顯高于U+N組高和U組，H+N組和H組、U+N組和U組差異均無顯著意義。見表1。表1 四組心功能基礎(chǔ)值和復(fù)灌后恢復(fù)率（略） 注：LVESP、LVESP和LVDP：單位為mmHg；±dp/dt：單位為mmHg/s；CBF：單位為ml/min。2.2 心肌內(nèi)水含量、ATP和CP含量 （1）四組間心肌含水量差異無顯著意義。（2）ATP和CP含量：H+N組高于H組（P<0.05）； H組明顯高于U組（P<0.01）。 H+N組的高于U+N組（P<0.0

16、1）；U液+N組與U組差別無顯著意義，見表2。表2 心肌含水量表(略) 注：U=UW液；H=HTK液；N= Nicorandil 2.3 冠脈流出液中心肌酶和漏出量 心臟復(fù)灌35min后，GOTz、CKz、CK-MB、LDH1漏出量：U組最高，明顯高于其它三組（P<0.05）,其它三組間差別無顯著意義。LDHz 和ALTc漏出量：四組間差別無顯著意義。見表3。 表3 心肌酶漏出量表（略） 注：U=UW液；H=HTK液；N= Nicorandil 2.4 電鏡結(jié)果見圖15。3 討論本實(shí)驗(yàn)觀察了在UW液和HTK液中加入鉀離子通道開放劑尼可地爾后，對心臟保存效果的影響。結(jié)果證明，在UW

17、液和HTK液中加入尼可地爾后，其血流動力學(xué)指標(biāo)、生化指標(biāo)、組織形態(tài)學(xué)指標(biāo)均優(yōu)于單獨(dú)HTK液和UW液組?，F(xiàn)就尼可地爾對改善UW液和HTK液的心臟保存效果進(jìn)行分析。1975年德國人Bretsheneide2領(lǐng)導(dǎo)的小組研制成功了HTK液，并發(fā)現(xiàn)其對心肌保存效果良好。1985年HTK液開始用于心臟移植的心臟保存。HTK液是一種由低鈉，稍高鉀（鉀離子濃度為10mmol/L）和組氨酸為緩沖劑（組氨酸濃度為180mmol/L）組成的等滲性液體。其最主要特點(diǎn)是加入了具有強(qiáng)大緩沖能力的的組氨酸緩沖系統(tǒng)，可以有效的防止細(xì)胞水腫。心肌細(xì)胞缺血缺氧時，心肌內(nèi)的儲能物質(zhì)，特別是CP和ATP分解增加，使心肌細(xì)胞內(nèi)的CP和

18、ATP含量急劇下降，解除了對糖酵解的抑制。同時，由于ATP減少，ADP、AMP和無機(jī)磷酸鹽增加，使磷酸果糖激酶活性也增加，加速了糖酵解的產(chǎn)能過程。在嚴(yán)重缺血缺氧時，細(xì)胞內(nèi)的乳酸堆積，形成嚴(yán)重的酸中毒反而抑制糖酵解的過程。糖酵解產(chǎn)生的ATP雖少卻是缺血心肌的最重要的能量來源，對維持細(xì)胞活性有著重要的意義。HTK液能有效的抑制酸中毒、減少氫離子的堆積，解除了糖酵解的抑制， ATP有較大的生存率，使心肌細(xì)胞得到保護(hù)。2000年Saitoh Y,Hashimoto M 3等用離體鼠心工作模型，在4下保存離體鼠心8h后復(fù)灌，結(jié)果表明HTK液對鼠心肌具有良好的保存效果，且優(yōu)于UW液。1988年美國威斯康星

19、大學(xué)的Belzer4和他的研究小組研制成功UW液，極大的延長了移植器官對低溫缺血的耐受時間。UW液對心肌有較好的保存效果，但比HTK液保存效果稍差。Oppell UO和Peiffer S7.等實(shí)驗(yàn)證明，UW液對冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞有損害，對心肌細(xì)胞的保護(hù)效果不如HTK液，并推測UW液的高鉀（125mmol/L）特點(diǎn)可能是其對心肌細(xì)胞和冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞造成損害的直接原因，本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也支持上述觀點(diǎn)。另外，UW液中加入了羥乙基淀粉、乳糖醛酸和蜜三糖等新成分，使UW液粘滯性很高，也可能對心肌細(xì)胞和冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞造成損害。尼可地爾是一種硝酸鹽化合物和K-ATP通道開放劑（PCO），具有保護(hù)心肌細(xì)胞的作用

20、。K-ATP通道是鉀離子通道的一種，已經(jīng)在體內(nèi)多種組織中發(fā)現(xiàn)，其開放受細(xì)胞內(nèi)ATP生理濃度抑制， ATP與細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)合，縮短K-ATP通道開放的時間，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的ATP濃度降低到一定程度，K-ATP通道開放。在缺氧、缺血、代謝障礙以及特殊鉀離子通道開放劑作用下，都可以使K-ATP通道開放8。PCO激活K-ATP通道，引起心肌細(xì)胞的動作電位明顯縮短，血管平滑肌超級化。K-ATP通道開放和動作電位縮短可減少鈣離子內(nèi)流，防止鈣超載，繼而抑制心肌和平滑肌細(xì)胞收縮，減少ATP消耗9 。另外，尼可地爾對冠狀血管平滑肌有舒張作用。尼可地爾對心肌細(xì)胞的保護(hù)作用具有濃度依賴性，隨著尼可地爾濃度的增加，其對心肌細(xì)胞

21、的保護(hù)的效果越好，一般其濃度可達(dá)到1.0mmol/L，但高劑量的尼可地爾也會產(chǎn)生毒性反應(yīng)。K-ATP通道開放劑的作用可以被磺尿類藥物（如Glibemclamide）阻斷。 隨著對K-ATP通道的研究不斷深入，鉀離子通道開放劑在心肌保護(hù)中的重要作用也逐漸為人們所認(rèn)識，一些學(xué)者逐步將鉀離子通道開放劑引入心臟外科手術(shù)的心肌保護(hù)中。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明HTK液和UW液加入尼可地爾明顯提高了HTK液和UW液對心肌的保護(hù)效果。心肌的ATP和 CP含量、冠脈流出液心肌酶漏出量、血流動力學(xué)恢復(fù)率以及形態(tài)學(xué)等改變均有明顯改善。HTK液+尼可地爾組對心肌的保護(hù)效果明顯好于UW液+Nicorandil組，其原因主要在于U

22、W液過高的鉀離子濃度和高粘滯性對心肌細(xì)胞及冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞有一定程度的損害。Cu K,Kin S等的實(shí)驗(yàn)表明只有在細(xì)胞外低鉀（K+<24mmol/L）的情況下，尼可地爾才能充分發(fā)揮K-ATP通道開放劑的作用。本實(shí)驗(yàn)得出得結(jié)論是尼可地爾提高了HTK液和UW液對心肌的保護(hù)效果，且尼可地爾對HTK液的作用明顯優(yōu)于UW液。參考文獻(xiàn)： 1Thomas FT, Szentpetery SS. Long distance transportation of human hearts for transplantationJ. Ann Thorac Surg, 1978, 26:244-250. 2Bretschneider HJ. Myocardial protectionJ. Thorac cardiovasc Surg, 1980,28:295. 3Yuhei MD, Micio PhD. Heart preservatation in HTK solution:role of coronary vasculature in recovery of cardia functionJ. Ann Thorac Surg, 2000, 69:107-112. 4Wah