心肌缺血預適應與細胞凋亡研究進展

摘 要 本文簡單介紹了心肌缺血預適應現象的概念，著重介紹了心肌缺血預適應與細胞凋亡對缺血心肌保護機制的關聯性的最新報道。

關鍵詞 心肌缺血預適應 細胞凋亡

心肌缺血預適應（IP或稱心肌缺血預處理）是指心肌經1~4次短時間（2~10分鐘）缺血，對隨后的長時間缺血性損傷產生耐受性，細胞的損傷程度明顯減輕，大部分細胞能存活。這是一種保護心肌的新概念，即由缺血觸發(fā)了內源性自我保護性能。產生預適應保護效應的機制尚末完全闡明，主要與釋放一些內源性物質有關。

缺血預適應有兩種：早期保護和延遲保護。早期保護指缺血1~4次，每次2~10分鐘的刺激，大多可以發(fā)生預適應保護，少于2分鐘就不產生保護效應；一般在缺血刺激后數分鐘內出現保護效應，持續(xù)2~3小時；如果缺血時間很長（＞90分鐘）亦不出現預適應的保護作用，預適應保護作用消失后再次缺血刺激以重建保護效應。延遲保護是經幾次缺血刺激，在早期預適應消失24小時后再度發(fā)生預適應的保護效應，可持續(xù)24~72小時，成延遲相保護效應，故又稱之為“第二窗口”保護。缺血預適應的提出

20世紀80年代初期，國外學者已觀察到短暫多次心肌缺血后并不引起心肌缺血進行性加重和ATP水平的下降，說明心肌一次缺血后對再次心肌缺血有適應作用。Murry等觀察到阻塞犬左冠狀動脈回旋支4分鐘，其心肌梗死范圍為危險區(qū)域的29％，如先對犬左回旋支作4~5次阻塞，每次5分鐘，每2次阻塞間隙給予5分鐘的再灌注，再給予40分鐘的阻塞，結果梗死范圍僅為危險區(qū)域的7％。據此Murry首先在1986年提出心肌缺血預適應的概念^[1]。揭示了心肌在反復短暫缺血后可以使心肌在隨后長時間心肌缺血中得到保護，延緩心肌細胞死亡的速度。以后發(fā)現這種保護作用存在于多種動物身上。如豬、兔、大鼠均已獲得證實。也證實了冠心病病人存在預適應現象。與此同時，隨著對預適應的進一步深入研究，發(fā)現不僅心肌有預適應，而且腎、腸、肝等其他器官也可發(fā)生。這一概念的提出為缺血心肌的保護及其機理探討開辟了嶄新的領域。

細胞凋亡與心肌缺血預適應

IP作用已在不同的動物種類(包括人類)得到了證實，但其作用機制仍不十分清楚。最近的研究表明，心肌細胞的凋亡可能是心肌缺血預適應減小心肌梗死面積的機制之一。且認為IP對心肌細胞凋亡的保護，可能還與抑制了bcl-2和Bax的表達和中性粒細胞的聚集有關^[2]。

細胞凋亡與IP早期：曾志勇^[3]在體外循環(huán)模型基礎上，對貓的心肌進行IR和IP研究，結果證實IP不僅能減少體外循環(huán)缺血再灌注導致的心肌細胞壞死，而且能夠抑制心肌細胞凋亡。丁氏等在麻醉家兔心肌缺血再灌注模型上，觀察了預處理對心肌細胞凋亡和凋亡相關調控基因(Fas、bcl-2、Bax等)的影響，結果發(fā)現：凝膠電泳顯示，單純缺血組的缺血心肌DNA呈云梯狀，IP組則無明顯云梯；原位末端標記表明，IP組缺血未壞死心肌的凋亡細胞較單純缺血組減少；流式細胞術測得的缺血心肌細胞凋亡率分別為11．2%±0．4％和6．35%±0．2％(P<0．01)，單純IR組Fas蛋白表達較IP組明顯升高，說明IP減少缺血引發(fā)的心肌細胞凋亡，并減少缺血心肌組織中Fas蛋白表達。

程氏觀察大鼠，出現缺血再灌注可誘導心肌細胞凋亡，缺血預處理可減少心肌細胞凋亡。bcl-2和Bax的蛋白表達在心肌凋亡發(fā)生中起重要作用，IP可上調bcl-2蛋白的表達和下調Bax蛋白表達。

細胞凋亡與IP“第二窗口”保護：Gottlieb等發(fā)現，在體外培養(yǎng)的家兔心肌細胞，缺氧45分鐘，再給氧24小時，用TUNEL法，28．8%±7．5％的細胞產生DNA碎片。如果缺氧／再給氧之前，使細胞首先經歷一次5分鐘缺氧／5分鐘再給氧后，只有17.7%±8.6％的細胞產生DNA碎片，兩者相比差異有顯著性。Christophe等在大鼠整體心臟發(fā)現：冠狀動脈分別結扎10分鐘、20分鐘、30分鐘，再灌注180分鐘心臟，瓊脂凝膠電泳結果表明：冠脈結扎20分鐘和30分鐘，再灌注180分鐘，梗死區(qū)心肌組織出現明顯的DNA“l(fā)adder”現象，而預適應組(結扎冠脈5分鐘／再灌注5分鐘)沒有發(fā)現DNA“l(fā)adder”現象。原位末端標記表明：單純缺血再灌注，梗死區(qū)心肌的凋亡細胞數明顯比預適應組增多，并與梗死面積呈正相關。劉興德、陳運貞在整體大鼠上發(fā)現，心肌缺血5分鐘，再灌注5分鐘，反復3次，然后心肌缺血45分鐘后，再灌注24小時（IP+IR 24小時組)，和單純心肌缺血45分鐘，再灌注24小時(IR24小時組)，運用TUNEL法檢測，結果IP+IR 24小時表達bcl-2和bcl-xl蛋白陽性的心肌細胞數及陽性心肌細胞數與心肌細胞總數的百分比明顯高于IR24小時組(P<0．05，0．01)，說明大鼠IP第二保護窗能夠顯著減少I／R心肌細胞凋亡^[4]。

迄今為止，在IP領域，對于心肌細胞凋亡在IP中的確切作用及發(fā)生機制，還缺乏足夠的認識，但是隨著研究的深入，IP對心肌細胞凋亡的影響，將逐漸被揭示。

參考文獻

1 Murry CE，Jeanings RB，Reimer KA．Preconditioniny With Ischemia：A DelayOf Lethal Cell Injury In Ischemic MyocardiumCirculation，1986，74(5)：1124

2 Nakamura M，Wang A，et a1．Preconditioning Decreases Bax，Expression，Pmn Accumulation And Apoptosis In Reperfused Rat HeartCardiovasc Res，2000，45(3)：661-670

3 曾志勇，王志農．缺血預處理對缺血再灌注心肌細胞凋亡的影響．2003，24(3)，255-257

4 劉興德，陳運貞．大鼠心肌IP第二窗對I／R心肌細胞凋亡的影響及對bcl-2、bcl-xl 表達的調節(jié)．重慶醫(yī)科大學學報，2005，25(2)：151-153