亚低温治疗对AMI模型大鼠炎性反应的作用及心肌保护机制分析

王艳丽 高仁俊 王显艳 赵红晔 肖章博 张鑫蕊 蔡彧 宗浩 李懿桐 张凤娇

[摘要] 目的 研究亞低温治疗对急性心肌梗死（AMI）模型大鼠炎性反应的作用及心肌保护机制。方法 选取80只SD级健康大鼠，通过结扎冠状动脉左前降支的方式制作AMI模型。成功后按随机抽签法分成亚低温组及对照组，各40只。对照组造模成功后予以生理盐水，维持体温在36～38℃之间。亚低温组造模成功后静脉输注4℃生理盐水，诱导亚低温状态（32～35℃）。分别采集结扎术前、术后1 h、2 h、3 h、4 h以及冠脉再灌注后1h时两组大鼠的静脉血1 mL，检测肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌钙蛋白（cTnI）、脑钠肽（BNP）、C反应蛋白（CRP）、白细胞介素-6（IL-6）及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平。结果 结扎前1 h、结扎后1 h两组大鼠CK-MB、cTnI、BNP水平对比均差异无统计学意义（P>0.05）;结扎后2 h、3 h、4 h及再灌注1 h后亚低温组大鼠的CK-MB、cTnI、BNP水平均低于对照组（t=8.517、14.114、17.018、10.016、2.314、2.388、4.530、5.839、5.612、2.170、4.463、3.409，P<0.05）。结扎前1 h、结扎后1 h两组大鼠CRP、IL-6、TNF-α水平对比均差异无统计学意义（P>0.05）;结扎后2 h、3 h、4 h及再灌注1 h后亚低温组大鼠的CRP、IL-6、TNF-α水平均低于对照组（t=3.707、5.550、9.606、16.595、2.398、4.362、4.231、4.184、5.323、7.995、6.589、8.072，P<0.05）。结论 亚低温治疗可显著改善AMI模型大鼠炎性反应，从而发挥心肌保护作用，值得临床重点关注。

[关键词] 急性心肌梗死;大鼠;亚低温治疗;炎性反应;心肌保护机制

[中图分类号] R54          [文献标识码] A          [文章编号] 1674-0742（2020）06（b）-0031-04

[Abstract] Objective To study the effect of mild hypothermia on the inflammatory response and myocardial protection mechanism of acute myocardial infarction （AMI） model rats. Methods 80 healthy SD rats were selected to make an AMI model by ligating the left anterior descending coronary artery. After success， they were divided into a mild hypothermia group and a control group of 40 by random drawing. The control group was given normal saline after successful modeling to maintain body temperature between 36-38 °C. After successful modeling in mild hypothermia group， intravenous infusion of 4 ℃ normal saline was induced to induce mild hypothermia （32-35℃）. Collect 1ml of venous blood of two groups of rats before ligation， 1 h， 2 h， 3 h， 4 h after operation and 1h after coronary reperfusion to detect creatine kinase isoenzyme （CK-MB） and troponin （cTnI ）， brain natriuretic peptide （BNP）， C-reactive protein （CRP）， interleukin-6 （IL-6） and tumor necrosis factor-α （TNF-α） levels. Results The levels of CK-MB， cTnI and BNP in the two groups of rats were not statistically significant difference 1 h before ligation and 1h after ligation （P>0.05）; 2 h， 3 h， 4 h after ligation and 1h after hypoperfusion levels of CK-MB， cTnI and BNP were lower than those of the control group （t=8.517， 14.114， 17.018， 10.016， 2.314， 2.388， 4.530， 5.839， 5.612， 2.170， 4.463， 3.409，P<0.05）. The levels of CRP， IL-6 and TNF-α in the two groups of rats were not statistically significant difference at 1h before ligation and 1h after ligation （P>0.05）; the rats in mild hypothermia group 2 h， 3 h， 4 h after ligation and 1h after reperfusion levels of CRP， IL-6 and TNF-α were lower than those of the control group （t=3.707， 5.550， 9.606， 16.595， 2.398， 4.362， 4.231， 4.184， 5.323， 7.995， 6.589， 8.072，P<0.05）. Conclusion Mild hypothermia treatment can significantly improve the inflammatory response of AMI model rats， thereby exerting the protective effect of myocardium， which deserves clinical attention.

[Key words] Acute myocardial infarction; Rat; Mild hypothermia treatment; Inflammatory response; Myocardial protection mechanism

近年来，临床上已开展大量的保护缺血心肌细胞的相关研究，目的在于更有效治疗急性心肌梗死（AMI）以及降低并发症的发生，从而改善预后。此外，国际上往往将低温划分成轻度低温（32～35℃），中度低温（28～31℃），深低温（17～27℃）及超深低温（2～16℃），其中又将轻度低温以及中度低温合称为亚低温[1-3]。而低温疗法主要是指通过物理手段将患者的体温控制在预期水平，从而达到治疗疾病目的的一种方式。亚低温治疗则是以物理手段将患者的体温控制在28～35℃范围内，继而发挥治疗疾病的作用[4-5]。该治疗术式是目前所开展的一种新型保护心肌手段，且该治疗措施有利于减少AMI的梗死面积，降低心肌损伤标志物水平以及改善患者预后。鉴于此，该文通过研究亚低温治疗对AMI模型大鼠炎性反應的作用及心肌保护机制，旨在为亚低温治疗应用于AMI的治疗中提供理论依据，现报道如下。

1  资料与方法

1.1  动物来源

大鼠均购自南京青龙山动物实验中心，均为清洁级，体重为230～270 g，均实施单笼饲养，自由饮水，控制室温在24℃左右。

1.2  研究方法

①AMI大鼠模型制备：所有大鼠均进行全麻处理，切开颈部皮肤后实施气管切开术，所有大鼠均予以正压呼吸机通气，维持潮气量为10～20 mL，呼吸及频率为90次/min，比率为1∶1。于冠脉结扎术前，予以肝素钠干预，使用剂量为200 U/kg。随后于右侧股静脉中置入肝素化留置管，同时连接多功能可调节输液器。选择胸骨左侧第4肋间隙切开，完全暴露心脏，予以0.5%的利多卡因处理，采用5-0丝线选择左前降支起始端2 mm处进行冠脉结扎，采用心电图确定是否发生ST-T抬高，明确造模成功与否，最后完成切口的缝合。②分组方式：按照随机抽签法将上述AMI大鼠分成亚低温组以及对照组，每组40只。③干预方式：对照组大鼠在左前降支结扎后经股静脉予以正常温度的生理盐水干预，给药速率为0.3 mL/（min·kg），同时，采用保温毯将大鼠包裹起来，维持体位在36～38℃，直至结扎冠脉再灌注后1 h。亚低温组大鼠在左前降支结扎后静脉输注4℃生理盐水，给药速率为0.3 mL/（min·kg），诱导亚低温状态（32～35℃），直至结扎冠脉再灌注后1 h。④标本采集：分别选择结扎术前、术后1 h、2 h、3 h、4 h以及冠脉再灌注后1 h时采集静脉血1 mL，保存在4℃冰箱中备用。⑤相关指标水平检测：通过日立7180全自动生化分析仪检测肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平，以贝克曼ACCESS2型微粒子全自动化学发光免疫分析仪检测肌钙蛋白（cTnI）水平，采用免疫荧光法检测脑钠肽（BNP）水平。采用酶联免疫吸附法检测C反应蛋白（CRP）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平。具体操作务必以相关试剂盒说明书为准。

1.3  观察指标

比较两组大鼠结扎前后CK-MB、cTnI、BNP水平以及CRP、IL-6、TNF-α水平。

1.4  统计方法

数据分析主要通过SPSS 20.0统计学软件完成，计量资料以（x±s）表示，进行t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  结扎前后CK-MB、cTnI及BNP水平

结扎前1 h、结扎后1 h两组大鼠CK-MB、cTnI、BNP水平对比均差异无统计学意义（P>0.05）;结扎后2 h、3 h、4 h及再灌注1 h后亚低温组大鼠的CK-MB、cTnI、BNP水平均低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

2.2  结扎前后CRP、IL-6及TNF-α水平

结扎前1 h、结扎后1 h两组大鼠CRP、IL-6、TNF-α水平对比均差异无统计学意义（P>0.05）;结扎后2 h、3 h、4 h及再灌注1 h后亚低温组大鼠的CRP、IL-6、TNF-α水平均低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表2。

3  讨论

AMI具有病情严重，进展迅速，病死率较高等特点，对患者的生命健康安全造成了极大的威胁[6-7]。因此，予以AMI患者及时有效的治疗显得尤为重要，亦是目前临床广大医务人员共同关注的热点。低温治疗在临床上早已得到广泛研究，且在心外科以及神经外科手术中获得广泛应用，获得了良好的心脑保护作用[8]。然而，体温一旦低于28℃，极易引发心律失常以及凝血机制障碍等一系列严重并发症。因此，自上世纪80年代开始，超低温治疗已很少应用于临床治疗中。而在80年代末，不少研究学者发现脑温降低2～3℃可发挥保护缺血性脑损伤的作用，且不会引起因超低温导致的各种并发症，这使得亚低温治疗引起了人们的关注[9]。

CK-MB是临床上应用较为广泛用的心肌酶谱参数之一，在AMI时迅速升高，有助于判断心肌细胞受损与否以及受损程度。cTnI是广泛存在于心肌以及骨骼肌中的肌原纤维ATP酶的抑制亚单位，正常生理状态下，其不会出现异常增高，而在心肌损伤发生后，其开始释放，并通过游离或复合物的形式进入血液循环中，持续性从变性的心肌细胞内释放，和心肌损伤程度呈正相关。正常状态下BNP仅存在于心室肌内，且分泌极少，而在心功能发生损伤后，左心室会分泌大量的BNP。结扎后2 h、3 h、4 h及再灌注1 h后亚低温组大鼠的CK-MB、cTnI、BNP水平均低于对照组（P<0.05）。这提示了亚低温治疗具有明显的保护心肌作用，且与高渝峰等人[10]的报道结果基本相符，其在报道中发现，亚低温治疗能够改善心肺复苏后的Wistar大鼠自身心肌细胞的氧化应激损伤，其中干预后2 h丙二醛的含量在亚低温大鼠组为（0.54±0.04）mmol/L，较对照组的（0.83±0.09）mmol/L明显更低。这也再次说明了亚低温疗法能够较好地保护大鼠的心肌细胞，分析原因，认为亚低温治疗可减少AMI导致的应激性NE释放，减少心脏做功以及心肌细胞内能量代谢紊乱，从而减轻心肌氧耗，缩小梗死面积，保护心功能，降低因电解质紊乱导致的心律失常等并发症的发生，起到心肌保护作用。另有相关研究报道证实，减少热休克蛋白HSP70的表达，同时抑制心肌细胞内外钠离子与钙离子的交换，从而改善再灌注时心肌细胞钙超载，进一步发挥保护心肌的作用[11]。此外，AMI患者因组织缺血、缺氧，加之室壁张力的增加会引起心肌组织坏死并释放炎性物质、补体以及黏附分子等一系列炎性介质，继而导致急性炎性反应的发生，继而促进单核细胞、巨噬细胞等炎性细胞的趋化，且聚集在梗死部位，释放IL-6、CRP以及TNF-α等多种个细胞因子，进从急剧炎性反应。IL-6可通过调节肝脏CRP的合成，同时参与肝脏急性期反应生化过程，进一步增加氧自由基的释放，诱导中性粒细胞黏附。而TNF-α属于心肌梗死后炎症反应的影响因子之一，心脏含有的巨噬细胞可分泌TNF-α，于病理状态下，大量的TNF-α释放会导致白细胞的趋化作用增强，进一步促进内皮细胞合成CRP，继而加重心肌细胞的损伤[12]。而该文结果发现：结扎后2 h、3 h、4 h及再灌注1 h后亚低温组大鼠的CRP、IL-6、TNF-α水平均低于对照组（P<0.05）。这再次表明了亚低温治疗可能是通过调节IL-6、CRP以及TNF-α的表达，进一步减轻炎症反应，发挥心肌保护的作用。

综上所述，亚低温治疗对AMI模型大鼠的心肌具有一定的保护作用，其作用机制可能和减轻炎性反应有关。

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（收稿日期：2020-03-19）