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铁离子和过氧化氢(H2O2)增加,以及细胞缺血/缺氧均可引起氧自由基产生增多,一旦超过机体抗氧化能力,即可导致组织和细胞发生损伤,在病理学上将这种生物氧化的平衡失调称为“氧化应激(oxidative stress)”。近几年的研究发现,这三种主要的氧化应激因子和心血管疾病的发生、发展有着密切的关系。本课题将从铁离子、H2O2和低氧三方面着手,研究不同形式的应激因子对心血管功能的影响,各影响因素之间是否存在协同作用,并探讨其内部机制;同时研究预应激的心肌保护作用,及其受体后信号机制。本课题通过对心血管系统的氧化应激损伤的表现和机制的深入研究,和对预应激的心肌保护现象及其机制的探索将为心血管病的诊断及治疗提供新的理论基础和可能的药理手段。目的 (1)研究水溶性Fe3+和透膜的脂溶性Fe3+复合物对心肌功能和心肌脂质过氧化水平的影响,以及NO在铁诱导的心肌损伤中的地位。观察铁对离体大鼠胸主动脉环的直接效应,以及铁对胸主动脉环收缩功能的影响,并探讨其可能的机制。 (2)观察不同浓度的H2O2作用下心肌细胞收缩等功能的改变,从细胞内钙瞬态的变化探讨其机制,并进一步观察心肌细胞内铁增加的情况下,对H2O2的心肌作用的影响及其可能机制。 (3)观察以低氧预应激处理对长时间低氧的心肌保护作用,并探讨Gi/o蛋白及其下游成分在低氧预应激心肌保护中的地位。 浙江大学博士学位论文 方法 (l)Langendoffe灌流心脏:检测心肌力学指标、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、 丙二醛(MDA)及冠脉流量等指标。(2)酶解分离的成鼠心室肌细胞模型:观察心肌 收缩、钙瞬态等指标。(3)培养的乳鼠心肌细胞:测定心肌生存率和LDH释放量等指 标。(4)血管环灌流方法:测定离体大鼠胸主动脉环的KCI和苯肾上腺素(PE)的收“缩效应。 结果 第一部分:铁负荷对离体大鼠心肌的作用及其机制 (l)FeCI。缩短舒张期心室肌细胞长度,5、15pmow FeCIs增加细胞收缩幅度和 速度。F3C13使灌流心脏左室发展压(LVDP)、ldPldtm。x、心率、冠脉流量增大, 而左室舒张末压(LVEDP)增高;对冠脉流出液中 LDH、CK释放量和心肌 MDA 无明显影响。(2)Fe-HQ使分离心肌细胞舒张期细胞长度缩短、收缩幅度和速度降低。 引起灌流心脏LVDP、ldPldtm。x、心率、冠脉流量先增加后降低的双相变化,高 浓度时可使冠脉流出液LDH和CK量明显增高,心肌MDA增高,心律失常加 重。(3)NO的前体卜精氨酸(L-Afg)引起心肌细胞舒张期长度缩短、收缩幅度降低。 离体灌流心赃LVDP、冠脉流量和ldP/dtm。x增高。用K-H液复灌后可恢复正常。(4) L-Arp预处理,再行Fe-HQ(5卜mol/L)灌流,与单纯的LAfg或Fe-HQ组相比,心 肌细胞舒张期细胞长度、收缩幅度和速度减小;离体灌流心脏LVDP、tdP/im。x、心率 和冠脉流量明显下降,冠脉流出液中LDH、CK增加。(5)LNAME和Fe-HQ合 并灌流,较单纯 Fe-HQ组相比,心肌细胞舒张期细胞长度、收缩幅度和速度增加。 LJqAME可阻断 Fe-HQ引起的 LVDP、LVEDP和ldP/dtm。x的降低,以及冠脉流出 液中 LDH、CK增高。(6)用 Tri。nX-100短暂处理以去除冠脉内皮后,与保留冠脉 4 浙江大学博士学位论文 内皮的心肌相比,Fe-HQ引起的 LVDP和ldP/dt。。x的一过性增高现象被抑制。但 对复灌期LVDP和士dP/dtm。x的改变无明显影叼。 第二部分:铁对血管收缩功能的影响及其可能机制 门)铁对血管具有直接收缩效应,可引起大鼠主动脉环发生先收缩随后舒张的相 位性收缩反应,最大收缩幅度可达 ZI.5012二 7 %。(2)增加细胞外液钙离子的浓度,相i 位性收缩持续时间亦明显延长,最大收缩幅度明显增加。硝苯地平阻断卜型钙通道后, 相位性收缩的最大收缩幅度明显降低。(3)在无钙液中,铁使主动脉环在原有佛波酯引 发收缩的基础上再度发生收缩,其收缩幅度增加49.18ed.75%。(4)铁孵育30min后, KCI引起血管环最大收缩幅度降低为正常的 82.25士2.12%(p<0.of)。PE收缩的量-效曲 线右移(p<0.05)。二甲基亚阿(DMSO)和谷眺甘肽(GSH)可明显降低铁对匹血管 收缩反应的抑制作用(P<o.05)。 第三部分:过氧化氢对心肌的作用及其机制 门)心肌细胞酶解急性分离后,在电场刺激下,用 10、30、100和 300pmolj