人和大鼠頸動(dòng)脈生物力學(xué)特性的對(duì)比臨床研究

1、人和大鼠頸動(dòng)脈生物力學(xué)特性的比照臨床研究【摘要】目的測(cè)定不同種屬包括大鼠、人體主動(dòng)脈血管的生物力學(xué)特性，從而討論心臟外科心肌保護(hù)根底實(shí)驗(yàn)與臨床結(jié)果差異顯著的原因。方法分別制備新穎istar大鼠和人體頸總動(dòng)脈血管條，利用perlab4腔器官室檢測(cè)裝置，分別檢測(cè)大鼠和人體血管對(duì)電機(jī)械耦聯(lián)收縮刺激劑68l/l的高鉀溶液對(duì)受體沖動(dòng)劑去甲腎上腺素的收縮反響和舒張恢復(fù)反響。結(jié)果大鼠動(dòng)脈血管對(duì)68l/l的高鉀溶液具有很好的收縮反響，收縮反響具有可重復(fù)性;而人體動(dòng)脈血管對(duì)高鉀具有高反響性;大鼠和人體動(dòng)脈血管對(duì)受體沖動(dòng)劑去甲腎上腺素均具有反響性，對(duì)血管舒張劑硝普鈉具有相似的舒張反響。結(jié)論人體與大鼠具有相似的受體

2、介導(dǎo)血管收縮機(jī)制;人體與大鼠的電-機(jī)械耦聯(lián)血管收縮反響明顯不同，提示人體與大鼠具有不同的通道反響特性?！娟P(guān)鍵詞】心肌保護(hù);電-機(jī)械耦聯(lián);鉀parativestudynartidartivasularsensitivitybeteenhuanandratsguanyu-lng1,dngpei-qing2,anai-hng2,yangjing2,heei-ling2(1.departentfardipulnarybypass,ardivasularinstituteandfuaihspital,hineseaadeyfedialsienespekinguninedialllege,beijing1

3、00037;2.departentfardipulnarybypass,beijinganzhenhspital,apitaluniversityfedialsienes,beijingheart,lungandbldvesseledialinstitute,beijing100029,hina)abstrat:bjetiveartivasularsensitivityasparedbeteendifferentspeiestsearhfrpssibleausesfsignifiantdisrepanybeteenbasiexperientsandlinialbservatins.ethdsa

4、rtidarteriesereharvestedfranesthetizedistarratsandadavershdiedithin2hurs.therespnset68l/lklandnradrenalinasassessedfrbservatinfvasularsensitivityteletrehanialuplingvasnstritrandreeptr-ediatedvasnstritrbeteenratsandhuan.results(1)thearterialringsfratspssessedsiftandrepetitiverespnset68l/lkl.thetensin

5、fringsrestredtbaselinehentheringsereashedithfreshkrebs-henseleitslutin.thearterialringsfadavershadpersistentvasnstritinandthetensindidntrestredaftertheinubatinslutinassithedintfreshkrebs-henseleitslutin.(2)thearterialringsfrratsandadaverspssessedsiilarrespnsetnradrenalinandsdiunitrprusside.nlusinhua

6、nandratshavesiilarreeptr-ediatedvasnstritinehanis.therespnseteletrehanialuplingvasnstritinisdifferentbeteenhuanandrats,hihindiatshuanandratspssessdifferenthannelharateristi.sthseaybethepriaryausefsignifiantdisrepanybeteenbasiexperientsandlinialbservatins.keyrds：ardiprtetin;eletrehanialupling;ptassiu

7、體外循環(huán)(ardipulnarybypass,pb)心臟直視手術(shù)的患者，在圍術(shù)期會(huì)受到不同程度的干擾和損傷。為減輕術(shù)后臟器功能不全的發(fā)生，學(xué)者們?cè)鴳?yīng)用不同實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)展了大量的實(shí)驗(yàn)研究，但我們發(fā)現(xiàn)，有些在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的方法和技術(shù)在臨床應(yīng)用時(shí)結(jié)果不盡一樣。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比擬大鼠和人體動(dòng)脈血管的生物力學(xué)特性，提醒不同種屬間組織構(gòu)造和功能方面的差異，從而為臨床應(yīng)用提供幫助。1材料與方法1.1實(shí)驗(yàn)材料istar大鼠(清潔級(jí)，購(gòu)自中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心);人頸總動(dòng)脈血管條(取自腦死亡供體)。1.2實(shí)驗(yàn)儀器perlab4腔張力檢測(cè)儀;sartriusbasiplusbp211d天平;jb-3

8、型磁力攪拌器。1.3實(shí)驗(yàn)步驟1.3.1液體的配制實(shí)驗(yàn)當(dāng)日配制krebs-henseleit(k-h)溶液(l/l)：nal118，kl4.7，al22.5，kh2p41.2，gs4(7h2)1.2，nah325.0，gluse11.0，ph7.4;68l/lk+溶液：kl68l，其他同k-h液;199培養(yǎng)液：在無(wú)菌條件下配制199溶液(購(gòu)自gibbrl公司)，放置于4冰箱中備用。1.3.2標(biāo)本的制備istar大鼠(體重25010g，n=10)，10%水合氯醛375g/kg腹腔注射麻醉。取雙側(cè)頸總動(dòng)脈血管，用眼科剪將血管條剪成3長(zhǎng)的血管環(huán)。取自人尸體的頸總動(dòng)脈血管備用(n=10)，用眼科剪將血管

9、條剪成3長(zhǎng)的血管環(huán)。1.3.3頸總動(dòng)脈血管電-機(jī)械耦聯(lián)反響測(cè)定將制備好的大鼠、人頸總動(dòng)脈血管分別懸掛于perlab4腔張力檢測(cè)儀的器官室掛鉤上，調(diào)定大鼠血管根底張力為1.5g，人頸總動(dòng)脈血管根底張力為3.0g，維持根底張力平衡1h。分別在器官室內(nèi)參加68l/lk+溶液，連續(xù)記錄血管張力，觀測(cè)動(dòng)脈血管對(duì)高鉀的反響性，直至最大張力達(dá)平衡。使用k-h液進(jìn)展換液，使得血管張力降至根底程度。重復(fù)上述刺激3次。1.3.4頸總動(dòng)脈血管受體介導(dǎo)的血管收縮及非內(nèi)皮依賴性舒張反響測(cè)定血管平衡1h后，大鼠血管使用68l/lk+溶液進(jìn)展預(yù)處理3次，人頸總動(dòng)脈血管無(wú)須預(yù)處理，分別在器官室內(nèi)參加10-5l/l的去甲腎上腺

10、素。血管張力達(dá)平臺(tái)期后參加10-5l/l的硝普鈉。1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用spss13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)展統(tǒng)計(jì)分析，記錄兩組不同血管材料在不同刺激條件下張力隨時(shí)間的變化值。兩組數(shù)據(jù)進(jìn)展t檢驗(yàn)，用標(biāo)準(zhǔn)差(s)表示。p0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2結(jié)果2.1頸總動(dòng)脈血管電-機(jī)械耦聯(lián)反響結(jié)果參加電-機(jī)械耦聯(lián)收縮刺激劑68l/lk+溶液后，大鼠頸總動(dòng)脈血管張力緩慢上升，并在1h內(nèi)達(dá)峰值。以k-h液沖洗3次后，血管張力迅速下降，并在30in內(nèi)恢復(fù)至原有根底張力程度(1.520.03)g，與根底張力(1.520.02)g相比，p0.05。再次參加68l/lk+溶液，血管張力再次上升。電-機(jī)械耦聯(lián)反響刺激具有可重復(fù)

11、性，見(jiàn)圖1。而人頸總動(dòng)脈血管張力緩慢上升，并在1h內(nèi)達(dá)峰值。以k-h液沖洗3次后，血管張力無(wú)改變(7.510.19)g，與根底張力(2.520.04)g相比，p0.01，見(jiàn)圖2。2.2頸總動(dòng)脈血管受體介導(dǎo)的血管收縮及非內(nèi)皮依賴性舒張反響結(jié)果受到10-5l/l的去甲腎上腺素刺激后，大鼠頸總動(dòng)脈血管張力急速上升，20in內(nèi)即根本達(dá)峰值，之后緩慢上升，連續(xù)性觀測(cè)1h血管張力無(wú)衰減。參加硝普鈉后，血管張力急速下降，在20in左右即達(dá)根底張力程度(1.430.13)g，與根底張力(1.530.05)g相比，p0.05，見(jiàn)圖3。人頸總動(dòng)脈在去甲腎上腺素作用下血管張力緩慢上升，30in內(nèi)達(dá)峰值。參加硝普鈉后

12、，血管張力緩慢下降，在30in達(dá)根底張力程度(3.210.28)g，與根底張力(3.060.13)g相比，p0.05，見(jiàn)圖4。3討論在心臟直視手術(shù)中，pb和心臟停搏為心臟和大血管手術(shù)提供了平安的保證。但在心臟停搏期間，心肌的缺血缺氧導(dǎo)致再灌注損傷的產(chǎn)生，局部患者在體外循環(huán)后發(fā)生心功能低下、心律失常等，影響了手術(shù)的順利恢復(fù)。為此，學(xué)者們?cè)谛募”Ｗo(hù)方面展開(kāi)了大量的研究和探究，包括心臟停搏液的改進(jìn)、灌注方式的改進(jìn)、心肌損傷機(jī)制的探究等1-6。但是文獻(xiàn)中有關(guān)心肌保護(hù)的研究結(jié)果并不一致。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到較好結(jié)果的一些心肌保護(hù)藥物(如腺苷等)，在臨床觀察中并沒(méi)有明顯增強(qiáng)心肌保護(hù)的效果7-8。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)

13、的缺血預(yù)處理技術(shù)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中可以明顯改善之后心肌耐受缺血缺氧的才能，但在臨床實(shí)驗(yàn)中也是不能得到驗(yàn)證9。這種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與臨床觀察結(jié)果之間的宏大差異越來(lái)越受到學(xué)者們的重視，但詳細(xì)機(jī)制尚不明確10-11。本研究選擇大鼠和人類動(dòng)脈血管作為實(shí)驗(yàn)材料，從血管生物力學(xué)角度研究可能造成心肌保護(hù)根底實(shí)驗(yàn)與臨床觀察差異的可能原因。本組實(shí)驗(yàn)由于采用了perlab4腔張力檢測(cè)系統(tǒng)，壓力傳感器的設(shè)置較傳統(tǒng)電生理檢測(cè)裝置有很大改進(jìn)，采用了計(jì)算機(jī)模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換(a/d)系統(tǒng)，敏感度大大進(jìn)步。血管平滑肌細(xì)胞受到刺激興奮后，通過(guò)肌細(xì)胞特有的興奮-收縮耦聯(lián)機(jī)制產(chǎn)生收縮反響。在根底實(shí)驗(yàn)中，一般采用高鉀作為電機(jī)械耦聯(lián)反響的刺激劑

14、，其濃度從30100l/l不等，68l/lk+溶液是比擬常用的一種。據(jù)報(bào)道，68l/lk+溶液可以在不同動(dòng)物的不同血管產(chǎn)生強(qiáng)烈的收縮效應(yīng)，并且沒(méi)有脫敏現(xiàn)象。去甲腎上腺素作用于腎上腺素能受體，受體分布廣泛，因此是藥理機(jī)械耦聯(lián)反響實(shí)驗(yàn)中最常用的試劑之一，因此，選用這兩種試劑作為生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)的刺激劑。參加硝普鈉觀察血管的非內(nèi)皮依賴性舒張反響。在電機(jī)械耦聯(lián)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，大鼠對(duì)高鉀有較強(qiáng)的耐受和調(diào)節(jié)才能，大鼠血管張力在去除刺激因素后迅速下降，說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)存在快速的鈣通道調(diào)節(jié)機(jī)制，從而降低細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，引起血管張力下降。但其詳細(xì)機(jī)制尚需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。在藥理機(jī)械耦聯(lián)反響實(shí)驗(yàn)中，人體血管與大鼠具有相似的

15、受體介導(dǎo)收縮反響和非內(nèi)皮依賴性舒張曲線。但是人體血管上升(收縮)和下降(舒張)曲線更為平緩，說(shuō)明收縮和舒張強(qiáng)度低于大鼠。這可能提示人體對(duì)藥物具有一定的抵抗和適應(yīng)才能。盡管動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常采用高鉀進(jìn)展反復(fù)刺激，進(jìn)展血管生物力學(xué)的檢測(cè)。但是檢測(cè)也顯示，暴露于20l/l的高鉀溶液，冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮的釋放并未受到影響，但是內(nèi)皮細(xì)胞衍生的超級(jí)化因子(edhf)介導(dǎo)的舒張作用減弱12。本組實(shí)驗(yàn)?zāi)敲赐ㄟ^(guò)生物力學(xué)的角度直接證實(shí)了高鉀的這種不利影響。人頸總動(dòng)脈受到68l/lk+溶液刺激后，血管張力持續(xù)增高，改變細(xì)胞外k+濃度并不能使張力降低。這說(shuō)明高鉀對(duì)人體血管的不良影響較大鼠更為明顯，人與動(dòng)物血管調(diào)節(jié)鉀

16、代謝的機(jī)制存在明顯差異。這種現(xiàn)象在臨床上將會(huì)明顯影響心肌保護(hù)的效果，表如今：高鉀引起心肌血管痙攣，影響心臟停搏液的均勻分布，使局部心肌代謝活動(dòng)持續(xù)存在，加重心肌缺血。鈣內(nèi)流導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載。由于心肌收縮最終都是改變細(xì)胞內(nèi)a2+的濃度。高鉀刺激引起的血管張力持續(xù)增加說(shuō)明，細(xì)胞內(nèi)a2+濃度較高，細(xì)胞會(huì)調(diào)動(dòng)質(zhì)膜上的通道或通過(guò)耗能的a2+泵，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的鈣濃度。但這些過(guò)程大多數(shù)都是耗能過(guò)程，會(huì)加重細(xì)胞缺氧。心肌血管的攣縮影響復(fù)灌后血液的復(fù)流。影響復(fù)灌后正常電機(jī)械活動(dòng)的恢復(fù)。由于細(xì)胞外高鉀本身對(duì)心肌電活動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)有影響，假如復(fù)灌后血運(yùn)恢復(fù)不暢，也會(huì)間接導(dǎo)致心律失常的發(fā)生。因此，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有

17、必要在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中探究大鼠和人體血管電機(jī)械耦聯(lián)反響差異的內(nèi)在因素，將對(duì)心臟停搏液的改進(jìn)起到有益的指導(dǎo)作用。在選擇心肌保護(hù)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮不同種屬的差異性?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1黑飛龍,王壽世,曹煥軍,等.阜外極化停搏液大鼠離體心肌保護(hù)效果研究j.中國(guó)體外循環(huán)雜志,2022,6(3):183-186.2盧向航，冉珂，徐軍美，等.延遲相嗎啡預(yù)處理對(duì)兔心肌缺血再灌注損傷的保護(hù)作用j.中國(guó)體外循環(huán)雜志,2022,6(3):180-182.3allenbs.pediatriyardialprtetin:aardiplegistrategyistheslutinj.seinthraardivass

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