大鼠 尿钾.docx

大鼠 尿钾 摘要：目的探讨高钾致死后大鼠不同热缺血后心脏结构和功能的改变，以判定供心的热缺血时间限制。方法32只Wistar大鼠随机分为比照组（A组，热缺血2 min）、热缺血5 min组（B组，热缺血5 min）、热缺血10 min组（C组，热缺血10 min）、热缺血15 min组（D组，热缺血15 min），每组8只。热缺血结束后建立Langendorff模型：视察心脏复苏状况，测定平均冠脉流量，描记左室内压力波形，计算相应血流淌力学指标，进行组织学检查。结果A组、B组心脏复苏显著优于C组、D组，前两组在复灌初始即全部复原窦性心律，C组有5只心脏在灌注10 min之内自动复原窦性节律，偶有室早，另外3只初始为室颤，经心脏按压后2只复律，1只持续室颤至试验结束仍未复律。D组复灌初始全部为室颤，经灌注15 min20 min后，5只心脏复原窦性节律，另外3只经反复按摩至试验结束仍未复律。A、B、C、D 组血流淌力学各项基础值差异有统计学意义，B组与A组比较无统计学意义（P>0.05），C组、D组结果明显低于A组和B组(P0.05）。结论高钾致死大鼠心脏常温热缺血10 min以上不宜用于心脏移植。 关键词:热缺血 心脏移植 高钾 供心 中图分类号：R654T256.2文献标识码：A文章编号：1672-1349(2011)05-0569-02 Heart Function and Myocardial Structure Following Heart Warm-ischemia Caused by Hyperpotassemia in Rats Zhao Weimao，Liang Zhixing / The First Hospital，Shanxi Medical University（Taiyuan 030001） Abstract:ObjectiveTo research the heart function and myocardial structure of non-beating heart warm ischemia caused by hyperpotassemia in rats in order to conform the warm-ischemia time limit of the donor heart.MethodsThirty-two Wistar rats were divided into 4 groups randomly:Group A (n=8，warm ischemia 2 min)，group B(n=8，warm ischemia 5 min)，group C (n=8，warm ischemia 10 min)，group D(n=8，warm ischemia 15 min).After the warm ischemia，Langendorff Model was established.The resuscitation of the hearts was observed，and coronary flow was measured.The intra-left ventricular pressure was record and hemodynamic values were calculated.The samples of heart were observed by light microscope.ResultsThe resuscitation in group A and group B was better than that in group C and group D.The hearts in group A and B got sinus rhythms as soon as reperfusion initiated.While ventricular fibrillation (VF) was developed in all hearts in group D.Five out of eight hearts in group D had sinus rhythm 15 min to 20 min after reperfusion started，there were three VF rhythms with continuous compression in this group.There were five hearts in group C got sinus rhythms as soon as reperfusion initiated with occasionally ventricular premature beat.Two in the VF hearts in group C got sinus rhythms with compression while a heart kept VF rhythm with continuous compression.The hemodynamic index in group A，group B，group C，and group D were different significantly.There were no significant difference between group A and group B (P>0.05).The hemodynamic index in group C and group D were lower than that group A（P0.05).ConclusionWarm ischemia caused by hyperotassemia in rat heart was unfavorable for transplantation at least ten minutes. Key words：warm ischemia；heart transplantation；hyperotassemia；donor hearts 心脏移植已成为治疗终末期心脏病的有效方法，供心质量是心脏移植能否胜利的最关键因素之一。心脏移植中心肌爱护虽然与常规的心内直视手术大致相同，但有其特点，包括热缺血期：器官在未降温时的缺血或血流中断称为热缺血。从热缺血起先持续到器官复原正常血供（器官未经验低温过程），或者从热缺血起先到器官明显温度降低（即冷缺血起先）的时间间隔称为热缺血时间，也就是热缺血期。冷缺血期：保存的器官在低温时的缺血称为冷缺血。从冷缺血起先至器官重新复原血供的时间间隔（整个过程器官都在低温环境中）称为冷缺血时间。手术缺血和再灌注期1。供心保存的热缺血时限仍较多争议，但多数学者认为不能超过10 min2,3。本课题通过大鼠心脏热缺血动物试验，探讨高钾致死后可用于心脏移植的热缺血时间限制。 1材料与方法 1.1试验动物和分组同一批Wistar大鼠32只，体重250 g300 g，雌雄不拘（由山西医科高校生理试验动物部供应），随机分为4组，比照组、热缺血5 min组、热缺血10 min组、热缺血15 min组，每组8只。各组大鼠体重无统计学意义。灌注液：Krebs-Henseleit（K-H）液（mmol/L）：NaCl 118、KCl 4.7、KH2PO4 1.2、CaCl2 2.5、NaHCO3 25、MgSO4 1.2、葡萄糖11.1、EDTA-2Na 0.125，pH值7.4 。 1.2试验方法麻醉及高钾停跳，腹腔注射1戊巴比妥钠40 mg/kg及肝素1 000 U/kg麻醉下，仰卧位固定，针形电极插入四肢皮下监测心电，经股静脉注射10%氯化钾溶液（1 mL/mg）于30 s内匀速推注完毕。心电图监护推断心脏停搏。氯化钾注射完毕后起先计时热缺血。Langendorff模型4,依据不同组别，放置不同时间后开胸暴露心脏，快速取出心脏（距主动脉起始部4 mm5 mm处将主动脉及其他血管一并剪短）马上置于预先用95%的O2及5%CO2(2.0 L/min)饱和的4 K-H液中，漂洗并轻轻挤出心脏中的血液，防止血凝块形成。主动脉插管，置于Langendorff 灌注管口，用4号丝线结扎固定后进行心脏逆行恒压灌注。整个操作过程在2 min内完成。主动脉根部灌注37 、pH7.4充以95%O2及5%CO2混合气饱和的K-H缓冲液，灌注压力设定80 cmH2O（1 cmH2O =0.098 kPa)灌注时间为1 h。 1.3视察指标复苏状况，复灌后，视察心脏复跳的状况。平均冠脉流量，收集复灌5 min期间的冠状静脉流出液测定平均冠脉流量。血流淌力学，复灌30 min后，心脏表现稳定时，经二尖瓣口向左室内置入测压球囊，经压力传感器与生物信号放大器相连，调整球囊体积，将左室舒张末压限制在1.0 kPa2.0 kPa，描记左室压力波形，利用计算机程序分析，得出心率(HR)、左室收缩压(LVSP)、左室发展压(LVDP)、左室内压上升支最大斜率(+dp/dtmax)、左室内压下降支最大斜率(-dp/dtmax)，平均冠脉流量（CSF）。 组织学检查，灌流结束后取左心室前壁中点相同部位切取心肌组织块，根据电镜要求制成50 nm60 nm超薄切片，运用透射电视察并摄片。 1.4统计学处理计量资料以均数±标准差（x±s）表示，以SPSS 13.0行数据分析，组间行t检验，检验水准a=0.05。 2结果 2.1复苏状况A组和B组心脏在复灌10 min内均自动复原为窦性心律，偶有室早，灌流期间心律规则。C组有5只心脏在灌注10 min内自动复原窦性节律，偶有室早，另外3只初始为室颤，经按心脏按摩后2只复律1只持续室颤至试验结束仍未复律。D组心脏初始心律全部为室颤，其中5只经心脏按摩后可复原窦性节律，但频发室早或室颤，另外3只持续室颤，经反复心脏按摩至试验结束仍未复律。 2.2血流淌力学指标4组血流淌力学各项基础值的差异有统计学意义。随着热缺血时间的延长心功能渐渐下降，B组与A组比较无统计学意义（P>0.05），C组、D组的血流淌力学基础值明显低于A组和B组(P0.05）。详见表1。2.3心肌超微结构A组、B组心肌的超微结构损伤不明显，细胞膜完整，细胞核核仁清楚，染色质无明显边聚，未见核溶解、核碎裂、核固缩等征象；C组肌浆网轻度扩张，肌节清楚，仅稍微缩短，排列仍旧整齐。线粒体中度肿胀，嵴多且清楚，排列整齐。D组心肌线粒体肿胀明显，嵴数量少而小，排列紊乱，核染色质呈团块状边聚。 3探讨 心脏移植是治疗各种终末期心脏病的有效方法，心脏移植的半寿期已经达到了10年5，但供体的不足严峻限制了心脏移植的开展，传统的心脏移植采纳脑死亡的无热缺血供心，脑死亡是一种病理生理状态，在其早期虽然常伴有血流淌力学变更，短暂的心肌缺血可导致心肌的组织学损伤，但仍能较平安的用于心脏移植。 Hamphrey认为ATP的含量是衡量细胞完整性及功能复原性的最好指标6,7，当ATP降至缺血前的50%时其缺血所致的损伤是不行逆的8，由于心脏移植不光是存在热缺血期还存在冷缺血期以及手术缺血期。通过测定热缺血期APT的含量，从临床上平安起见，热缺血时间应在10 min之内。 本试验采纳注射高钾溶液导致心脏停搏，热缺血后马上进行离体心脏复灌，在高钾因素的影响下心脏只经验了热缺血期间的损害。在热缺血期间，由于底物不能供应、氧的缺乏、线粒体进行无氧代谢、酸中毒抑制糖解、线粒体膜变更致脂肪酸转运障碍，同时热缺血的温度、停搏的时间等因素，均可能导致心脏能量很快被消耗，从而影响心脏的功能和结构的变更。试验结果显示：鼠心在常温下热缺血0、5 min、10 min，心脏收缩功能、超微结构无统计学意义。随着热缺血时间的延长，心肌损伤略有加重。在热缺血10 min时，可见左室LVSP及LVDP出现肯定程度的降低，但仍达第一组的80%左右，虽然有心肌纤维少量扭曲断裂变更，但没有细胞质浓缩，无细胞灶性坏死，未见明显空泡变性，损伤属可逆性改变。热缺血15 min时心脏收缩功能明显下降，线粒体肿胀，核染色质呈团块状边聚。停跳于高钾的心脏在热缺血5 min10 min内，心肌组织缺血损伤随时间延长稍有加重，但左室功能未见明显减退，心肌损伤仍为可逆性变更。热缺血15 min时，心功能明显减退，心肌超微结构损伤严峻，部分损伤已达不行逆性变更。本试验显示，停跳于高钾的心脏热缺血10 min以上不宜用于心脏移植。 参考文献： 1周汉槎，詹樾，王治平，等.临床心脏移植.长沙：湖南科学技术出版社，1990:107. 2Wicomb WN,Hill DJ,Avery JG,et al.Donor heart preservation limitations of cardioplegia and warm ischemia.Transplantion,1992,52(4)1078. 3Hearse DJ,Garlick PB,Humphrey SM.Ischemic contracture of the myocardium mechanism and prevention.Am J Cardiol,1997,39:986. 4汪进益，范慧敏，刘中民.适用于Langendorff离体心脏灌流大鼠心脏心肌梗死动物模型的建立.中国比较医学杂志，2007,17(1):22-25. 5David O,Taylor MD,Leah B,et al.Registry of the international society for heart and lung transplantation:Twenty-fourth official adult heart transplant report-2007 .J Heart Lung Transplant,2007,26(8):769-781. 6Humphrey B,Sc R,Nseelye M,et al.Improved functional recovery of ischemic myocardium by suppression of adenosine catabolosm.J Thorac Cardiovasc Surg,1982，84:16. 7Takami H,M atuda H,Kaneko M,et al.Myocardial energy metabolism in preserved heart:Comparison of simplestorage and hypothermic perfusion.J Heart transplant,1988,7:205. 8Mish,Ikawa H,Hirose E,et al.Detection of myocardial ischemic injury during simple cold storage by measurement of myocarodial electrical impedance.J Cardiovasc Surg,1996,37:26. 作者简介：赵卫茂（1983），现为山西医科高校第一医院在读硕士探讨生（邮编：030001）；梁智星（通讯作者），工作于山西医科高校第一医院（邮编：030001）。 （收稿日期：2010-12-22） （本文编辑王雅洁）