烏司他丁對膿毒癥心肌損傷的保護作用及機理探討.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、背景
   膿毒癥自20世紀70年代以來已成為醫(yī)學領域的重大問題之一。隨著社會人口老齡化、免疫抑制藥物的使用以及耐藥菌的出現,膿毒癥的發(fā)病率以每年1.5%的速度增長,成為危重病人主要的死亡因為之一。心肌損傷是膿毒癥常見的并發(fā)癥,也是影響膿毒癥轉歸的重要因素。據統(tǒng)計,膿毒癥合并心功能障礙使膿毒癥死亡率由不合并心功能障礙的20%增長到70%-90%。因此,針對膿毒癥心肌損傷的發(fā)病機制開展深入研究及早期防治,對提高膿毒癥的救治水平具有

2、重要意義。
   膿毒癥的發(fā)病機制相當復雜,導致心肌損傷的途徑多樣化。普遍的觀點認為并非細菌本身,而是過度的全身炎癥反應造成炎癥因子大量釋放導致了膿毒癥心肌損傷。其中,腫瘤壞死因子α(Tumor necrosis factor α,TNF-α)是主要由單核一巨噬細胞受細菌毒素等刺激后產生的重要炎癥因子,也是膿毒癥時炎癥反應級聯(lián)放大的重要介質。后者可進一步刺激中性粒細胞等免疫細胞,導致進一步釋放大量促炎因子。在動物模型、離體心臟及

3、心肌細胞實驗中均證實,TNF-α可以通過改變細胞內Ca2+穩(wěn)態(tài)而損傷心肌收縮力。其次,除免疫細胞外,內皮細胞激活也是膿毒癥的重要特征。膿毒癥時,組織因子κB(Nuclear factor kappaB,NF-κB)和激活物蛋白1(Activator protein 1,AP-1)等轉錄因子激活,進一步激活內皮細胞,導致內皮細胞進一步釋放炎癥因子(包括IL-1β、ICAM-1、E-selectin及VCAM-1等)。其中,內皮素-1(ET

4、-1)是內皮細胞分泌的維持血管緊張度的強烈的縮血管肽,其主要生理功能是與舒血管物質共同維持血管緊張度。近年研究認為,ET-1可能還具有促凋亡及促炎癥反應的作用,與膿毒癥休克的發(fā)生及死亡率密切相關。因此,本研究重點觀察了TNF-α及ET-1兩種細胞因子的變化,進一步明確二者在膿毒癥心肌損傷中的地位。
   然而,炎癥因子的產生受復雜的瀑布式的網絡系統(tǒng)控制,各種細胞因子的促炎作用也具有相互交織的效應。因此,從關鍵的靶點控制炎癥反應的

5、擴大才是阻止膿毒癥心肌損傷的重點。p38MAPK是細胞內重要的信號轉導蛋白,p38MAPK/NF-κB通路是炎癥因子產生的重要通路之一,被認為是炎癥通路中的重要的瓶頸環(huán)節(jié)之一,在膿毒癥心肌損傷中具有重要意義。已有研究表明p38MAPK抑制劑可減少離體膿毒癥心肌NF-κB激活及TNF-α表達,減輕膿毒癥心肌收縮力受損程度。但在完整動物模型上,p38MAPK通路對膿毒癥心肌炎癥因子尤其是TNF-α及ET-1的影響仍需進一步明確。
  

6、 烏司他丁(Ulinastatin,UTI)是從健康男性尿液中提取的尿胰蛋白酶抑制劑,近年來已經應用于胰腺炎、創(chuàng)傷、體外循環(huán)及膿毒癥等全身炎癥反應綜合癥,并證實具有一定抗炎作用,但其作用機制及在體內的有效劑量并未明確。文獻已經報道了UTI對膿毒癥大鼠急性肺損傷、急性腎損傷具有保護作用,但關于UTI對膿毒癥心肌損傷的保護作用的研究尚不多。
   目的
   探討UTI對膿毒癥心肌損傷的保護作用及可能的保護機制,為臨床早期

7、應用UTI治療膿毒癥心肌損傷提供理論依據。
   方法
   40只雄性SD大鼠隨機分為5組:對照組(C組)、假手術組(S組)、膿毒癥組(M組),小劑量干預組(UTI5000U/Kg,A組)和大劑量干預組(UTI20000U/Kg,B組),每組8只。采取盲腸結扎穿刺術(Cecal ligation andpuncture,CLP)建立膿毒癥模型,24h后動脈采血及分離左心室心肌。觀察心肌顯微及超微結構改變,采用酶聯(lián)免疫吸

8、附雙抗體夾心(Enzyme-linkedimmunosorbent assay,ELISA)方法檢測大鼠血清心肌肌鈣蛋白I(Cardiac troponinI,cTnI)、心肌腫瘤壞死因子α(Tumor necrosis factor α,TNF-α),放射免疫方法(Radioimmunoassay)檢測心肌內皮素-1(Endothelin-1,ET-1),免疫印跡(Westernblot)方法檢測心肌p-p38、p38絲裂原活化蛋白激

9、酶(Mitogen-activated proteinkinase,MAPK)表達水平。
   結果
   1.膿毒癥大鼠心肌損傷模型的評價
   CLP方法是復制膿毒癥模型的經典方法之一。CLP24h后M組心肌與C組、S組比較,光鏡下心肌結構排列疏松,細胞核腫脹,間質水腫、充血,炎癥細胞浸潤;電鏡結構示心肌肌絲、肌節(jié)結構排列紊亂,間質水腫,線粒體嵴斷裂,明顯空泡化;同時伴有血清cTnI水平顯著升高,說明CLP2

10、4h后已經存在心肌損傷,該膿毒癥模型可以用于膿毒癥心肌損傷的研究。
   2.UTI對膿毒癥心肌病理結構及血清cTnI的影響
   光鏡下,A組心肌充血、水腫及炎癥細胞浸潤程度與M組比較無明顯減輕;電鏡結構表現為心肌結構疏松,肌節(jié)斷裂,線粒體廣泛空泡化,與M組比較均無明顯減輕。而B組心肌光鏡下肌纖維結構排列規(guī)則,間質水腫、充血及炎癥細胞浸潤程度與M組及A組比較明顯減輕;電鏡下心肌輕度腫脹,線粒體無明顯腫脹,部份線粒體空泡

11、化,與M組及A組比較心肌病變程度減輕。
   C組、S組cTnI分別為(1.05±0.21)ng/ml和(1.26±0.24)ng/ml,兩組間無顯著性差異(P=0.512),M組為(7.58±0.53)ng/ml,較C組及S組均明顯升高(P=0.000);A組濃度為(7.21±0.51)ng/ml,與膿毒癥組比較無顯著性差異(P=0.810);B組cTnI濃度為(4.30±0.84)ng/ml,較C組及S組升高(P=0.000

12、),明顯低于M組(P=0.000)。
   3.膿毒癥心肌TNF-α、ET-1水平變化及UTI的影響
   M組心肌勻漿TNF-α[(945.59±72.03)pg/g]、ET-1[(776.774±123.89)pg/g]水平較C組[(238.23±35.22)pg/g,(170.14±28.26)pg/g,P<0.01]及S組[(273.99±33.15)pg/g,(222.76±51.01)pg/g,P<0.01]

13、明顯升高(P<0.01),A組TNF-α、ET-1水平[(910.46±96.64)pg/g,(714.04±66.74)pg/g]與M組比較無明顯下降(P>0.05),而B組TNF-α、ET-1水平[(430.45±75.64)pg/g,(377.13±38.98)pg/g]明顯低于M組(P<0.01),但仍高于C組及S組(P<0.01)。
   4.膿毒癥心肌p-p38MAPK、p38 MAPK改變及UTI的影響
  

14、 M組p-p38/p38灰度比值為0.79±0.12,較C組(0.34±0.15)及S組(0.28±0.15)明顯升高(P=0.001),A組(0.75±0.12)與M組比較無顯著性差異(P=0.682),B組p-p38/p38灰度比值為(0.36±0.0.26),明顯低于M組(P=0.001),與C組及S組比較無明顯差異(P=0.635和0.972)。
   結論
   1.CLP后24h,膿毒癥大鼠心肌存在顯著病理

15、結構損傷,伴血清cTnI明顯升高,表明該模型可用于心肌損傷的研究。TNF-α,及ET-1在膿毒癥大鼠心肌組織濃度明顯升高,二者可能與膿毒癥心肌損傷關系密切。p38MAPK作為炎癥通路的重要信號蛋白,在膿毒癥心肌中磷酸化水平明顯升高,說明p38MAPK炎癥通路在膿毒癥心肌損傷中發(fā)揮了重要作用。
   2.小劑量UTI(5000U/Kg)對膿毒癥大鼠心肌結構及血清cTnI的變化無顯著影響,而大劑量UTI(20000U/Kg)可以明顯

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