冬眠动物黄鼠抗心肌缺血—复灌损伤的耐受机制

【作者】 韦玲； 王世强；

【机构】 北京大学生命科学学院生物膜与膜生物工程国家重点实验室；

【摘要】 在冠心病治疗、心脏移植手术中普遍存在着心肌缺血—复灌损伤过程,其作用机制和防护方法是基础医学研究的热点。冬眠动物从冬眠状态的激醒是一个天然的心肌缺血复灌过程,但其心脏并不受到任何损伤。因此,冬眠动物的心脏中必定具备内源性保护机制,对这一机制的阐明将有助于临床应用。我们通过离体心脏停灌-复灌方法模拟缺血再灌注过程,观察冬眠动物黄鼠与非冬眠动物大鼠的心肌损伤情况。在停灌30分钟后复灌1小时,并全程监测心电,发现黄鼠发生心律失常的机率低于大鼠(1mM外钙下,黄鼠不发生心律失常,而大鼠发生致死性室颤)。复灌1小时后,将心肌切片并利用TTC方法染色,发现黄鼠心脏梗死面积小于大鼠,这表明黄鼠对心肌缺血—复灌损伤的耐受能力较高。通过改变灌流液中的钙离子浓度(0.5、1、2mM),我们发现黄鼠在2mM高钙下发生室颤,而心脏梗死面积变化不大;与此相反,大鼠心脏梗死面积显著依赖于灌流液中的钙浓度,且在0.5mM低钙下不发生室颤。我们进而对急性分离的黄鼠和大鼠心肌细胞进行了观察,使用场刺激(0.5Hz)方式观测心动周期中的胞内钙浓度变化。我们发现:与1mM胞外钙相比,在5 mM高钙条件下,大鼠在心舒末期的心肌细胞内钙浓度显著提高;而黄鼠的胞内钙浓度在5mM高钙下仍能维持不变。上述结果表明:黄鼠心肌维持胞内钙稳态的能力强于非冬眠动物大鼠,这可能是冬眠动物耐受心肌缺血—复灌损伤的生理机制。更多还原