St.Thomas No.2液添加左卡尼汀减轻老年大鼠离体心脏再灌注损伤

周 涛 向道康 秦国伟 谢晓勇

(贵州省人民医院心脏外科，贵州 贵阳 550002)

临床上心肌缺血再灌注损伤常发生在缺血心肌血运得到恢复以后〔1，2〕，如心脏冠脉介入治疗、冠状动脉旁路移植手术、某些手术中需要阻断主动脉而冠状动脉无血液灌注的体外循环心内直视手术后，术中的心肌保护是提高治疗效果的关键；老年患者心肌由于本身结构和代谢特点更易损伤，因此如何减少老年心肌的缺血再灌注损伤有一定的现实意义。左卡尼汀是细胞能量代谢过程中重要的调节因子，对心肌能量代谢的调节具有重要的作用。作者早期的研究结果表明〔3〕体外循环心内直视手术中使用添加LCN的心脏停搏液对心肌细胞有较好的保护效果，进一步研究提示添加LCN的心脏保存液可以明显减轻冷保存大鼠心肌线粒体的钙超载，减轻心肌的氧化损伤，可以改善心肌的能量代谢，提高低温离体心脏的保存效果〔4〕。因此，理论上LCN可以减轻老年患者心肌的缺血再灌注损伤，但目前少有这方面的研究，现利用Langendorff 灌注装置建立老年大鼠离体心脏缺血再灌注模型，探讨添加LCN的St.Thomas No.2液对老年大鼠离体心脏再灌注损伤的影响及其机制。

1 材料与方法

1.1实验动物及模型的建立 使用随机数字表法将24只健康雄性S-D老年大鼠(月龄20个月)随机分成3组：对照组、LCN1组与LCN2组，每组 8只，其中对照组使用 St.Thomas No.2 液，St.Thomas No.2 液主要成分(mmol/L)：氯化钠 120、氯化钾 16、氯化镁 16.6、氯化钙1.2、碳酸氢钠10，pH7.8，作为心脏停搏液，LCN1组、 LCN2组分别按6 g/L、12 g/L 添加LCN于St.Thomas No.2液为心脏停搏液，其他处理三组相同。

模型建立参考文献〔4〕，老年大鼠称重，肝素钠腹腔注射抗凝，乌拉坦麻醉平稳后胸骨正中入胸，摘除心脏置入 4℃的 Krebs-Henseleit (K-H)缓冲液中，K-H 缓冲液主要成分(mmol/L)为氯化钠 118.5、氯化钾 4.8、硫酸镁 1.2、氯化钙1.8、碳酸氢钠25、磷酸二氢钾1.2，pH7.4，使用时新鲜配制，并经48 μm的过滤器过滤，灌注前给予95% O2和5% CO2混合气体按 1.5 L/min向储液瓶内的灌流液中通气30 min。离体心脏修剪后与 Langendorff 装置连接， K-H 缓冲液以灌注压维持在90 cmH2O压力、37℃恒温灌流进行灌注，为使冠状动脉回流液充分引流肺动脉根部切开。平衡15 min左右心脏搏动达到稳定状态，血流动力学平稳后测定血流动力学相关指标值，逐渐降低灌注温度至 30℃以下，按分组经主动脉根部分别灌注不同的心脏停搏液使心脏停搏(停搏液温度为4℃，剂量80 ml/kg，灌注压力70 cm H2O,约3 min)，取下停搏心脏，根据分组不同在相应的心脏保存液中分别保存30 min，重新开始心脏灌注。

1.2实验仪器与试剂 使用Langendorff离体心脏灌流装置、PowerLab多导生理记录仪(美国AD Instruments公司ML870型)、高效液相色谱仪(法国 Gilson 公司)和全自动生化分析仪(日立公司7170A型)；丙二醛(MDA)试剂盒购于南京建成生物工程研究所，严格按照说明书操作，其他试剂均为国产分析纯试剂；LCN(商品名贝康亭)广州贝氏药业有限公司产品。

1.3标本采集及指标检测 在灌注恢复30 min、60 min后测定各血流动力学指标值，包括心率(HR)、冠脉流量 (CF)、左心室收缩峰压 (LVSPP)与左心室内压最大上升速率(+dp/dtmax)，各项指标的恢复率按(保存后数值/保存前数值)×100%计算；灌注恢复30 min后取冠脉流出液测定流出液中心肌酶乳酸脱氢酶(LDH)及磷酸肌酸激酶(CK)含量，LDH及CK使用全自动生化分析仪测定；心脏灌注恢复60 min后取左心室心肌组织，心肌组织匀浆后使用高效液相法检测三磷酸腺苷(ATP)含量和硫代巴比妥法测定MDA含量。

2 结 果

2.1心脏恢复灌注30 min、60 min时心功能指标的变化 心脏灌注30 min时各组比较HR、CF、LVSPP和+dp/dtmax恢复率差异无统计学意义(P>0.05)。心脏灌注60 min时：LCN1组LVSPP恢复率较对照组高，差异有统计学意义(P<0.05)，HR、CF和+dp/dtmax恢复率与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)，LCN2组HR、CF、LVSPP和+dp/dtmax恢复率较LCN1组和对照组高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 各组心功能指标的变化比较

2.2心脏停搏前与恢复灌注30 min、60 min时心脏冠脉流出液心肌心肌酶比较 三组离体心脏冠脉流出液心肌酶CK、LDH浓度在停搏前差异无统计学意义(P>0.05)；心脏复跳30 min、60 min时比较三组间差异有统计学意义(P<0.05),其中对照组漏出量最多(P<0.05)，LCN2组和LCN1组间比较，LCN1组较LCN2组漏出量较多(P<0.05)。见表2。

表2 各组心脏各时间点心肌酶漏出量比较

2.3心脏复灌60 min时心肌ATP、MDA比较 心脏复灌60 min时对照组、LCN1 和LCN2组心肌ATP依次为(1.38±0.53)、(2.06±0.79)、(2.93±0.82)μmol/g；MDA含量对照组、LCN1 和LCN2组依次为(3.09±0.67)、(2.32±0.49)、(2.06±0.41)nmol/mg，LCN1组 、LCN2组与对照组比较差别有统计学意义(P<0.05)，LCN1组、LCN2组间比较差别亦有统计学意义(P<0.05)。

3 讨 论

LCN广泛分布于机体各种组织细胞中，是细胞能量代谢的重要调节因子，其作用是携带长链脂酰CoA通过线粒体内膜，促进三羧酸循环的正常进行，协助细胞维持生理活动所需的能量生成，对心肌代谢途径的调节具有非常重要的作用。对于老年心脏而言，本身具有与年轻心脏不同的心肌结构特点以及可能存在的能量代谢障碍，更易遭受心肌缺血再灌注损伤，有较多研究表明LCN对于缺血再灌注组织的氧化应激有较好的减轻作用〔5〕，因此理论上LCN作为参与组织细胞能量代谢的重要物质对缺血再灌注老年心肌可能有一定的保护作用。本实验通过建立离体心脏再灌注模型，观察添加LCN对老年大鼠离体心脏的作用，以观察LCN可否减轻对老年心肌的缺血再灌注损伤。

本实验结果显示，较大剂量LCN组可明显加快恢复灌注离体心脏HR、CF、LVSPP和+dp/dtmax等指标的恢复，减少心肌酶的漏出量，表明LCN添加入经典的 St.Thomas No.2液配方中可以减轻老年离体心脏再灌注时心肌的损伤，改善心脏功能，心肌结构和心脏功能可以得到较好的保护，显示出对老年大鼠离体心脏更好的保护效果；但同时本研究表明，添加较小剂量的LCN组心脏恢复灌注60 min时对心脏功能多数指标以及添加LCN二组在心脏灌注恢复30 min时对心脏功能指标恢复没有统计学意义，表明LCN的保护效果与再灌注时间和LCN使用剂量有关，值得进一步研究；但是心脏复跳30 min、60 min时比较三组间心肌酶谱漏出量以对照组最多，小剂量组较大剂量组较多，表明心肌酶谱比心功能恢复率更好地评价LCN对心肌的保护效果，同时证明LCN对缺血再灌注老年心肌的保护作用有剂量依赖性，但其最佳剂量尚不明确，有待进一步研究。

心肌缺血再灌注损伤发生机制之一是自由基的影响〔6〕，再灌注过程中氧自由基产生增加，攻击细胞内不饱和脂肪酸产生脂质过氧化反应，MDA是该反应过程的中间代谢产物，而且MDA的产生与脂质过氧化相平行，可反映机体脂质过氧化程度，其水平高低可间接反映细胞受氧自由基攻击的严重程度。已有研究证实，LCN作为一种有效的氧自由基清除剂，在缓解氧化应激、减少脂质过氧化反应中均具有明显的保护效果。本研究表明，LCN可以使再灌注心脏MDA产生减少，表明LCN可作为氧自由基清除剂减轻保存离体老年心脏恢复灌注时自由基损伤，可能是LCN减轻老年大鼠离体心脏缺血再灌注损伤的重要原因之一。同时，目前认为心肌缺血再灌注损伤另一重要因素是再灌注心肌存在能量代谢障碍，LCN是人体能量代谢中必需的天然物质，在心肌的能量代谢中起重要作用〔7〕，线粒体是细胞氧化磷酸化和能量产生的重要场所，是心肌细胞获得ATP最重要的来源，线粒体功能是心肌损伤的重要标志〔8〕,LCN可以促进线粒体呼吸功能的恢复〔3〕，改善缺血再灌注时的能量代谢障碍，优化心肌细胞能量代谢，减少缺血再灌注损伤，而且LCN可减轻长时间冷保存心肌线粒体钙超载〔4〕，改善线粒体呼吸功能，减轻ATP的降低，改善心肌能量代谢，对心肌细胞线粒体有较好的保护作用〔9〕，因此，在本实验中心脏停搏液中添加LCN可能有助于离体老年大鼠心脏能量代谢平衡，减少后续的心肌缺血再灌注损伤，从而具有心肌保护效果。

因此，LCN可以减轻老年大鼠离体心脏缺血再灌注过程中自由基损伤，改善心肌能量代谢，减轻缺血再灌注损伤，对心肌细胞有较好的保护作用，同时该保护作用与LCN使用剂量和再灌注时间有关。

4 参考文献

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3向道康,阎兴治,杨世虞,等.左卡尼汀对体外循环心瓣膜替换术心肌的保护作用〔J〕.中华医学杂志，2003；83(21)：1887-90.

4周 涛,向道康,秦国伟.左卡尼汀强化St.Thomas No.2液对长时间冷保存离体心 脏能量代谢的影响〔J〕.中国心血管病研究，2010；8(11)：851-4.

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