压力超负荷对大鼠心肌高能磷酸盐代谢的影响

1、压力超负荷对大鼠心肌高能磷酸盐代谢的影响 11-03-21 13:19:00 作者：宋熔编辑：studa20【摘要】 目的 探讨压力超负荷大鼠肥厚心肌高能磷酸盐含量及分布变化的特点。方法 成年雄性SD大鼠行腹主动脉缩窄术，术后5周及15周观察大鼠血流动力学参数、心室重构指标，密度梯度法提取大鼠心肌线粒体，高效液相色谱法测量心肌组织及心肌线粒体高能磷酸盐含量。结果 大鼠腹主动脉缩窄术后5周出现左心室肥厚，术后15周加重并有心功能减退；CAA5周组与CAA15周组心肌组织ATP、ADP、AMP及总腺苷酸池含量均降低，且CAA15周组心肌PCr降低，其总腺苷酸池及ATP含量低于CAA5周组；CAA1

2、5周组线粒体内ATP、ADP、AMP及总腺苷酸池含量降低。结论 压力超负荷可影响心肌高能磷酸盐的含量和分布，肥厚心肌组织能量消耗增多且能量产生及储备均不足，可能是心肌发生肥厚及心功能异常的机制之一。 【关键词】 心室肥厚 线粒体 高能磷酸盐 大鼠Abstract: Objective To explore the effects of pressure overload on high energy phosphates content and its distribution of left ventricular hypertrophy in rats. Methods Male SD r

3、ats were randomized into 4 groups：coarctation of abdominal aorta 5week group(CAA5 group)，15weekgroup(CAA15 group) and sham operation group(SH5, SH15group). The hemodynamics and ventriclar remodeling parameters were measured. Ventricle of heart were removed and mitochondria were isolated by centrifug

4、ation. The size of adenine acid pool(ATP, ADP, AMP) and creatine phosphoric acid(PCr) in myocardium and mitochondria were measured by high performance liquid chromatography(HPLC). Results Left ventricular hypertrophy was observed in operative group. Compared to sham operation group, ATP and content

5、of adenine acid pool decreased significantly in myocardium both in CAA5 group and CAA15 group as well as PCr decreased significantly in myocardium in CAA15 group. ATP and content of adenine acid pool in mitochondria decreased significantly in CAA15 group. Conclusion Myocardial high energy phosphates

6、 content and its distribution deranged during pressure overload in rat. These findings suggested that imbalance of energy generation and utilization might play a critical role in hypertrophy and disfunction of heart.Key words: ventricular hypertrophy; mitochondria; high energy phosphates; rat心肌肥厚是心力

7、衰竭发展、猝死、心肌梗死等心血管事件发生的重要危险因素。心脏是高耗能的器官，代谢率高，高能磷酸盐是心肌细胞生命活动可以直接利用的能源，心肌的收缩有赖于ATP和肌酸磷酸 (PCr)水解所产生的能量。已有研究证明梗死后重构心肌能量产生不当可能是心力衰竭发生及发展的重要因素1。但对于压力超负荷后肥厚心肌高能磷酸盐含量和分布的改变却少有报道，因此研究心肌能量代谢状态的变化，有助于揭示压力超负荷时心功能障碍的机制，对改善肥厚心肌的心功能，预防心力衰竭等心血管恶性事件的发生具有重要意义。1 材料与方法1.1 试剂与仪器 Epaverlab电生理记录仪 (Powerlab/85P，澳大利亚生产)；牛血清白蛋

8、白(上海生工生物工程公司生产)；epeddof低温离心机(epeddof，德国生产)；高压液相色谱议(Waters，美国生产)。1.2 动物分组及动物模型建立 雄性成年健康SD系大鼠28只，1114周龄，由大坪医院实验动物中心提供，分为5组，每组7只。腹主动脉缩窄组(coarctation of abdominal aorta group，CAA group)：采用腹腔注射3戊巴比妥钠麻醉后，打开腹腔、暴露左肾，距左肾动脉开口上方5mm处剥离腹主动脉，旁置一6号针(直径0.6mm)，一号丝线结扎后抽出针，使腹主动脉缩窄达65%70%，术后常规抗感染3d，观察5周(CAA5周)、15周(CAA1

9、5周)。假手术组(sham operation group，SH)：在腹主动脉相同部位穿线但不结扎血管，余同腹主动脉缩窄组，术后分别观察5周(SH5周)、15周(SH15周)。对照组：正常对照。所有动物自由饮食水。1.3 指标测定及方法1.3.1 心功能测定：术后观察期满，将各组大鼠麻醉满意后，行右颈动脉插管，应用生理记录仪记录主动脉、左心室压力曲线。测量左室舒张末压(LVEDP)、平均主动脉压(MAP)及左室内压最大上升和下降速率(dp/dt max)。完成压力曲线记录后立即取出心脏，称取左心室(包括室间隔)重，以左心室重/体重作为相应的心肌肥厚指数(LVW/BW)。1.3.2 提取心肌线粒

10、体：采用高速离心蔗糖梯度离心法，参考Mariuaz等2的方法加以改进。在带冰渣的线粒体分离介质中充分剪碎心室肌组织，4条件下分离心肌线粒体，1h内完成。线粒体蛋白质浓度测定用Lowrys法。1.3.3 心肌组织高能磷酸盐含量测定3-4：新鲜心肌组织块约100mg，迅速置于液氮中，然后放入预冷的HClO4中剪碎、匀浆。冰上放置5min破细胞膜。12000rpm、4离心20min。取上清200L加入适量1mol/L K2CO3充分混和，调整体系pH值在6.57.0之间，于冰上放置5min。12,000r/min、4离心10min。取上清液20L于高压液相色谱仪分离并测定ATP、ADP、AMP及PC

11、r含量，计算总腺苷酸池(ATPADPAMP)大小，结果以nmol/mg组织表示。色谱条件：色谱柱hypersil 18，5u，4.6 mm250mm。流动相为0.2mol/L磷酸盐缓冲液(pH6.0)，流速0.9mL/min，恒速洗脱。紫外检测波长254nm，灵敏度0.01AUSF。1.3.4 心肌线粒体内高能磷酸盐含量测定：取新鲜制备的线粒体悬液100L，加入100L 0.5mol/L HClO4，于冰上放置5min破线粒体膜。其余步骤如上所述，行高压液相色谱分析。单位为nmol/mgpro。1.4 统计学方法 数据均以s表示；统计学处理采用SPSS 10.0统计软件的单因素方差分析，各组均值的多重比较采用FLSD法，以P0.05为差异有统计学意义。2 结果2.1 压力超负荷大鼠心脏功能及心肌肥厚指数的改变 SH组大鼠各指标与对照l组比较无统计学意义。与同期SH相比，CAA15周及CAA5周组大鼠LVW/BW增加、MAP及LVEDP均增高 (P0.01)，其中CAA15周LVW/BW高于CAA5周组 (P0.01)；CAA15周组dp/dt max降低，(P0.01)，且CAA15周-dp/dt低于CAA5周组 (P0.05)。见表1。2.2 压力超负荷大鼠心室肌组织高能磷酸盐含量变化 SH组大鼠心室肌组织高能磷酸盐含量与对