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【研究】N-乙酰半胱氨酸活性炭释放微囊对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用

发布日期:2018-11-14 10:00 来源:活性炭网 作者:活性炭网 浏览数:

随着科学技术的发展和动脉旁路的发展,近年来已经实施了诸如心肺脑复苏的方法。 尽管如此,一些方法不能促进或恢复组织和器官的功能,并且在一些情况下,可能加重组织的功能障

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介绍

心血管疾病,特别是缺血性心脏病,已成为影响社会所有经济群体的全球性健康问题(1)。近年来,随着治疗方法的建立和推广,包括冠状动脉旁路移植术,溶栓治疗,心脏手术体外循环,心肺脑复苏和器官移植(2 - 4,许多器官和组织可能在缺血后经历了再灌注在大多数情况下,缺血再灌注(I / R)可以帮助器官和组织自我修复。但是,有时I / R也可能对它们造成损害,并成为恢复的严重威胁。这种现象称为缺血再灌注损伤(5)。

世界卫生组织预测,到2030年,缺血性心脏病将成为威胁人类健康的第二大疾病(6)。冠状动脉梗塞引起的心肌缺血是缺血性心脏病的最重要原因(7)。随着中国社会经济的发展,生活环境和生活方式的改变以及人口老龄化的加剧,慢性病,特别是心脑血管疾病的高发和死亡率,已成为社会的沉重负担(8)。此外,流行病学研究表明,近年来发病年龄趋于年轻(9)。

氧自由基的心脏(缺血再灌注服务于组织损伤中起重要作用1011)。有大量证据表明,包括超氧阴离子,过氧化氢和羟基自由基的活性氧是缺血-再灌注(过程负责心肌损伤12 - 14)。MDA是脂质过氧化的产物,间接反映了自由基的产生和心肌组织的损伤程度(15); SOD是超氧自由基的清除剂,在抗心肌细胞损伤中起重要的保护作用(16)。同时,心肌细胞膜脂质过氧化增加细胞膜通透性,细胞内大量LDH泄漏到细胞间隙和体液中(17)。

N-乙酰半胱氨酸(NAC)是L-半胱氨酸的乙酰基化合物,具有活性巯基(18)。在过去,它已经在临床上用作呼吸系统疾病(粘液溶解1920)。最近,研究已经表明,NAC扩张血管,防止氧化损伤,提高免疫力,抑制细胞凋亡和炎症反应,并促进谷胱甘肽在细胞(合成21 - 25)。对于肝脏,NAC已被证明发挥强大的抗纤维化作用和抗脂肪肝疾病预防效果(26 - 28)。对于心脏,NAC可以改善心肌细胞的收缩功能和心脏功能,抵抗心肌细胞凋亡,保护心室重构和血管重塑,降低血清中的opiomelanocortin水平,提高血清中一氧化氮(NO)的含量,从而改善血管内皮功能(29 - 33)。因此,NAC具有较强的药理作用(3435),虽然它的不利影响包括它在体内的相对快速的代谢,大型临床剂量和低的生物利用度,和副作用,例如冲洗,恶心和呕吐(35 - 37)。相比之下,药用活性炭被充分吸收并具有生物相容性(35),在吸收药物代谢过程中缓慢释放药物,克服了乙酰半胱氨酸的局限,提高了药物作用时间和生物利用度(38)。本研究通过正交实验将NAC与药用活性炭有效结合,制备了N-乙酰半胱氨酸活性炭缓释微胶囊(ACNACs)(39)。ACNAC在大鼠肝脏中的疗效已预先记录(262740 - 41)。为了确定ACNAC在心脏中的作用,目前的研究调查了ACNAC对大鼠心肌缺血再灌注(IR)损伤的保护作用。

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材料和方法

 

药物和设备

NAC来自武汉Grand Hoyo有限公司(中国武汉;批号:20110607); 药用活性炭来自浙江杭州杭木木业有限公司(中国杭州;批号:120907)酒石酸美托洛尔注射液来自山东东三鹿药业有限公司(中国济宁); 丙二醛(MDA)检测试剂盒(目录号A003-1),超氧化物歧化酶(SOD)检测试剂盒(目录号A001-3),乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒(目录号A020-2),NO检测试剂盒(猫编号A012-1),NO合酶(NOS)测定试剂盒(目录号A014-1-1和考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所(中国南京)); Sartorius BS124S精密天平和PowerLab生物信号采集和分析系统来自AD Instruments(ML880,Sydney,Australia); HX-300小型动物呼吸呼吸机来自成都泰盟科技有限公司(中国成都); 电热恒温干燥箱来自天津市泰斯特仪器有限公司(天津,中国); 旋转石蜡切片机来自金华一迪医疗器械有限公司(YD-1508,金华,中国)。

 

动物模型的制备

使用总共64只雄性Sprague-Dawley大鼠(体重,226.835±21.646g; 45天龄)。动物来自浙江省医学科学院实验动物中心(中国杭州),除了术前禁食12小时外,可以随意获得标准的商业饮食和水。在整个实验过程中,将大鼠保持在维持在22±1℃的房间中12小时光/暗循环。所有实验均按照美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南进行(42),并经浙江中医药大学附属杭州西溪医院动物保护委员会批准(中国杭州)。将大鼠随机分为以下8组(每组n = 8):正常,假手术,IR,美托洛尔(Meto)对照,NAC对照,ACNAC1(低剂量),ACNAC2(中等剂量)和ACNAC3(高-剂量)。

ACNAC1,ACNAC2和ACNAC3组动物分别通过管饲法施用20,40,80mg / kg ACNAC。NAC和Meto对照组中的动物分别通过管饲法给予等效浓度的80mg / kg NAC和20mg / kg美托洛尔溶剂。在IR和假手术组中给予动物等量的生理盐水。在30分钟后的药物治疗中制备IR模型,(先前所描述的4344)。所有组均接受结扎缝线,并且除了正常组和假手术组之外的所有组中的结扎在5分钟后被张紧。45分钟后结扎线松弛,观察肢体导联心电图(ECG)和颈动脉血压2小时,然后用塑料管球结束蚊子夹压迫左前降支冠状动脉结扎。在实验期间,同步导联心电图中左心室后壁的紫绀和ST段增加被定义为成功结扎的迹象,左心室后壁紫绀逐渐变为红色,心电图减少50%。 ST切片定义为再灌注成功的迹象。4546)。然后将血液和心脏组织样品立即储存在-80℃下以备后用。使用的动物数量和他们的痛苦被最小化。按照该程序,处理动物并严格按照美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南制备标本。

 

SOD,MDA和LDH指数的测定

再灌注后2小时,分离心脏并立即用生理盐水洗涤,切下约100mg来自缺血区域的心肌组织并研磨,得到10%组织匀浆。将混合物在4℃下均化15次,然后在4℃下以1,0625×g离心15分钟。保留上清液。分别用SOD和MDA测定试剂盒测定SOD活性和MDA含量,并根据制造商的说明用UV可见光光度计测量。再灌注后2小时,还收集腹主动脉血,并在4℃以1,0625×g离心15分钟以获得血清。根据LDH测定试剂盒的说明,用UV可见光光度计测量LDH水平。

 

NO含量和NOS活性的测定

将保留的血清样品(在-80℃下储存)在室温下解冻,并且根据试剂盒说明书,基于使用721分光光度计(上海光学仪器厂)获得的光密度(OD)的测量,测量NO含量。有限公司,中国上海)波长为550纳米。使用下式:血清中NO含量(μmol/ l)=(样品管OD值-空白管OD值)/(标准管OD值-空白管OD值)×标准管浓度(20μmol) / l)x样品稀释。

将保留的心脏样品在室温下解冻并制备心肌组织匀浆。将混合物在4℃下均化15次,然后在4,6℃下以10,625×g离心15分钟。保留上清液,用721分光光度计在波长530nm处测定样品管中的总NOS(TNOS),样品管中的诱导型NOS(iNOS)和样品管中的组成型NOS(cNOS)的OD值。 。还用考马斯亮蓝试剂盒测量样品管中的蛋白质含量(mg prot / l)。用721分光光度计在波长595nm下测量。使用以下公式:

TNOS活动mg prot ODTNOS 样本-ODTNOSBlankNanomolar extinction coefficient of colored compound×Total volume of reaction solutionSampling volumex1Length of light path xReaction time÷Protein concentration(mgprot/l)iNOS activity(U/mg prot)=ODiNOSSampleODiNOSBlankNanomolar extinction coefficient of colored compound×Total volume of reaction solutionSampling volumex1Length of light path xReaction time÷Protein concentration(l)cNOS(U/mg prot)activity=TNOS(U/mg prot)acivityiNOSmg prot 活性

 

记录再灌注心律失常的持续时间

根据Walker 等人的评分系统47,对兰贝斯的心律失常,惯例标准和心律失常再灌注评分进行判断系统如下:0,无心律失常; 1,意外室性早搏,VPC; 2,频繁的VPC; 3,意外室性心动过速,室速; 4,频繁VT或意外心室颤动(VF); 5,频繁的VF或死亡。

 

苏木精和伊红染色心肌组织,以检测病理变化

将来自每组的左心室前壁组织在4%多聚甲醛中在室温下处理24小时,用根据设定梯度(75,85,90,95和100%)制备的醇脱水,然后包埋在石蜡块中。将4μm厚的切片在二甲苯中脱蜡,在二甲苯I中包埋20分钟,二甲苯II包埋20分钟,无水乙醇I保持10分钟,无水乙醇II保持10分钟,95%乙醇保持5分钟,90%乙醇用于在用水洗涤之前,连续5分钟,80%酒精5分钟和70%酒精5分钟。细胞核用苏木精染色,细胞质用曙红染色。然后将切片脱水并用中性树脂密封。光学显微镜(放大倍数,×200;尼康公司;东京,

 

统计分析

测量数据表示为平均值±标准偏差,并且使用SPSS 16.0软件(SPSS,Inc.,Chicago,IL,USA)进行统计分析。单因素方差分析用于多组的比较,LSD方法用作事后检验。P <0.05被认为表示统计学上显着的差异。

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结果

 

SOD,MDA和LDH指数的测定

SOD活化和MDA和LDH水平如图1所示与正常组相比,IR组显示出显着降低的SOD(76.41±3.19对比55.66±7.11 U / mg prot; P <0.05)激活并显着增加MDA(1.36±0.02对2.54±0.34 nmol / mg prot; P <0.05)含量和血清LDH(484±16对1,915±262 U / l; P <0.05)水平; SOD的差异(76.41±3.19对比75.97±4.06 U / mg prot; P> 0.05)激活,MDA(1.36±0.02对1.27±0.03 nmol / mg prot; P> 0.05)和血清LDH水平(484±)假手术组16对491±16 U / l; P> 0.05)不显着; NAC组显示出显着降低的SOD(76.41±3.19对67.07±7.60U / mg prot; P <0.05)激活并显着增加MDA(1.36±0.02对1.73±0.23nmol / mg prot; P <0.05)含量和血清LDH(484±16对917±61U / l; P <0.05)水平; Meto组的SOD显着降低(76.41±3.19 vs. 67.82±7。21 U / mg prot; P <0.05)激活并显着增加MDA(1.36±0.02对1.76±0.20 nmol / mg prot; P <0.05)含量和血清LDH(484±16对917±62 U / l; P <0.05)水平; ACNAC1组显示出显着降低的SOD(76.41±3.19对比60.43±5.89U / mg prot; P <0.05)激活并显着增加MDA(1.36±0.02对1.84±0.17nmol / mg prot; P <0.05)含量和血清LDH(484±16对1,128±177 U / l; P <0.05)水平; ACNAC2组显示出显着降低的SOD(76.41±3.19对66.82±7.14 U / mg prot; P <0.05)激活并显着增加MDA(1.36±0.02对1.741±0.232 nmol / mg prot; P <0.05)含量和血清LDH(484±16对918±46 U / l; P <0.05)水平; SOD的差异(76.41±3.19 vs. 69.33±6.09 U / mg prot; P> 0.05)和MDA(1.36±0.02 vs. 1.57±0.13 nmol / mg prot; P> 0。

 
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图1。

ACNAC对IR大鼠心肌SOD,MDA和LDH活化的影响。(A)MDA含量,(B)SOD活性和(C)LDH水平在大鼠组暴露于IR后测定。数据表示为平均值±标准偏差。*与IR组相比,P <0.05,与正常组相比 P <0.05。SOD,超氧化物歧化酶; 丙二醛,丙二醛; LDH,乳酸脱氢酶; IR,缺血再灌注; Meto,美托洛尔; NAC,N-乙酰半胱氨酸; ACNAC,N-乙酰半胱氨酸活性炭释放微胶囊; ACNAC1 / 2/3,ACNAC低/中/高剂量组。

在Sham组,SOD(75.97±4.06对比55.67±4.29 U / mg prot; P <0.05)激活显着增加和MDA(1.27±0.03对2.54±0.41 nmol / mg prot; P <0.05)含量和与IR组相比,血清LDH(491±16对比1915±262U / l; P <0.05)水平显着降低。在NAC组中,SOD(67.07±7.60对55.67±4.29 U / mg prot; P <0.05)激活显着增加,MDA(1.73±0.23对2.54±0.41 nmol / mg prot; P <0.05)含量和与IR组相比,血清LDH(917±61对1,915±262U / l; P <0.05)水平显着降低。在Meto组中,SOD(67.82±7.21对55.67±4.29 U / mg prot; P <0.05)活化显着增加,MDA(1.76±0.20对比2.54±0.41 nmol / mg prot; P <0.05)含量和血清LDH(917±62 vs. 1915±262 U / l; P <0。05)与IR组相比,水平显着降低。在ACNAC1组中,SOD(60.43±5.89对比55.67±4.29 U / mg prot; P <0.05)激活显着增加,MDA(1.84±0.17对比2.54±0.41 nmol / mg prot; P <0.05)含量和与IR组相比,血清LDH(1,128±177对1,915±262 U / l; P <0.05)水平显着降低。在ACNAC2组中,SOD(66.82±7.14对55.67±4.29 U / mg prot; P <0.05)激活显着增加,MDA(1.74±0.23对2.54±0.41 nmol / mg prot; P <0.05)含量和与IR组相比,血清LDH(918±46对1,915±262U / l; P <0.05)水平显着降低。在ACNAC3组中,SOD(70.49±6.22对比55.67±4.29U / mg prot; P <0.05)激活显着增加和MDA(1.57±0.15对2.54±0.41nmol / mg prot; P <0。05)与IR组相比,含量和血清LDH(818±49对1,915±262U / l; P <0.05)水平显着降低。SOD(67.82±7.21 vs. 67.07±7.60 U / mg prot; P> 0.05)激活,MDA(1.76±0.20 vs. 1.73±0.23 nmol / mg prot; P> 0.05)含量和血清LDH(917)之间的差异在Meto和NAC组中,±62对917±61U / l; P> 0.05)不显着。SOD(67.82±7.21 vs. 66.82±7.14 U / mg prot; P> 0.05)激活,MDA(1.76±0.20对1.74±0.23 nmol / mg prot; P> 0.05)含量和血清LDH(917)之间的差异Meto和ACNAC2组中±62对918±46U / l; P> 0.05)不显着。73±0.23 nmol / mg prot; 在Meto和NAC组中,P> 0.05)含量和血清LDH(917±62对比917±61U / l; P> 0.05)不显着。SOD(67.82±7.21 vs. 66.82±7.14 U / mg prot; P> 0.05)激活,MDA(1.76±0.20对1.74±0.23 nmol / mg prot; P> 0.05)含量和血清LDH(917)之间的差异Meto和ACNAC2组中±62对918±46U / l; P> 0.05)不显着。73±0.23 nmol / mg prot; 在Meto和NAC组中,P> 0.05)含量和血清LDH(917±62对比917±61U / l; P> 0.05)不显着。SOD(67.82±7.21 vs. 66.82±7.14 U / mg prot; P> 0.05)激活,MDA(1.76±0.20对1.74±0.23 nmol / mg prot; P> 0.05)含量和血清LDH(917)之间的差异Meto和ACNAC2组中±62对918±46U / l; P> 0.05)不显着。

 

NO含量和NOS活性的测定

NO含量和NOS活性如图2所示与正常组相比,IR组NO含量显着降低(64.667±3.31 vs。17.41±3.06μmol/ l; P <0.05); Sham组NO含量没有显着降低(64.67±3.31 vs. 64.60±4.70μmol/ l; P> 0.05); NAC组NO含量显着降低(64.67±3.31 vs. 42.63±3.78μmol/ l; P <0.05); Meto组NO含量显着降低(64.67±3.31 vs. 43.44±3.22μmol/ l; P <0.05); ACNAC1组NO含量显着降低(64.67±3.31 vs. 32.94±5.01μmol/ l; P <0.05); ACNAC2组NO含量显着降低(64.67±3.31 vs. 43.13±3.66μmol/ l; P <0.05); ACNAC3组的NO含量显着降低(64.67±3.31 vs. 47.08±2.83μmol/ l;

 
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图2。

ACNAC对IR大鼠心肌NO含量和NOS活性的影响。(A)无内容; (B)TNOS,iNOS和cNOS活动。数据表示为平均值±标准偏差。*与IR组相比P <0.05,与正常组相比 P <0.05。NO,一氧化氮; NOS,一氧化氮合酶; T / i / cNOS,总/可诱导/组成型NOS; IR,缺血再灌注; Meto,美托洛尔; NAC,N-乙酰半胱氨酸; ACNAC,N-乙酰半胱氨酸活性炭释放微胶囊; ACNAC1 / 2/3,ACNAC低/中/高剂量组。

与IR组相比,Sham组NO含量显着增加(17.41±3.06 vs. 64.60±4.70μmol/ l; P <0.05); NAC组NO含量显着增加(17.41±3.06 vs. 42.63±3.78μmol/ l; P <0.05); Meto组NO含量显着增加(17.41±3.06 vs. 43.44±3.22μmol/ l; P <0.05); ACNAC1组NO含量显着增加(17.41±3.06 vs. 32.94±5.01μmol/ l; P <0.05); ACNAC2组NO含量显着增加(17.41±3.06 vs. 43.13±3.66μmol/ l; P <0.05); ACNAC3组NO含量显着增加(17.41±3.06 vs. 47.08±2.83μmol/ l; P <0.05)。

关于NOS活性,TNOS活性(0.205±0.008对比0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014对比0.677±0.006 U / mg prot; P <0.05)显着降低。 IR组与正常组比较,而iNOS活性在两组之间没有显着差异(0.026±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)。关于NOS活性,TNOS活性(0.703±0.005对0.706±0.006 U / mg prot; P> 0.05),cNOS(0.676±0.012对0.677±0.006 U / mg prot; P> 0.05)和iNOS(0.024)假手术组与正常组之间±0.001对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性无显着差异。关于NOS活性,TNOS的活性(0.455±0.017对0.706±0.006U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.434±0.015对0.677±0.006U / mg prot; P <0。与正常组相比,NAC组05)显着降低,而iNOS(0.023±0.003对0.025±0.001U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.447±0.008对0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.429±0.015对0.677±0.006 U / mg prot; P <0.05)显着降低。 Meto组与正常组比较,而iNOS(0.024±0.002 vs. 0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组间无显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.324±0.015对0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.369±0.015对0.677±0.006 U / mg prot; P <0.05)显着降低。 ACNAC1组与正常组比较,而iNOS(0.026±0.002 vs. 0.025±0。001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.464±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.439±0.017 vs. 0.677±0.006 U / mg prot; P <0.05)显着降低ACNAC2组与正常组比较,而iNOS(0.025±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.515±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.488±0.014 vs. 0.677±0.006 U / mg prot,P <0.05)显着降低。 ACNAC3组与正常组比较,而iNOS(0.027±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组间无显着差异。05)两组活动没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.464±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.439±0.017 vs. 0.677±0.006 U / mg prot; P <0.05)显着降低ACNAC2组与正常组比较,而iNOS(0.025±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.515±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.488±0.014 vs. 0.677±0.006 U / mg prot,P <0.05)显着降低。 ACNAC3组与正常组比较,而iNOS(0.027±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组间无显着差异。05)两组活动没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.464±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.439±0.017 vs. 0.677±0.006 U / mg prot; P <0.05)显着降低ACNAC2组与正常组比较,而iNOS(0.025±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.515±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.488±0.014 vs. 0.677±0.006 U / mg prot,P <0.05)显着降低。 ACNAC3组与正常组比较,而iNOS(0.027±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组间无显着差异。ACNAC2组TNOS活性(0.464±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.439±0.017 vs. 0.677±0.006 U / mg prot; P <0.05)显着降低与正常组相比,iNOS(0.025±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.515±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.488±0.014 vs. 0.677±0.006 U / mg prot,P <0.05)显着降低。 ACNAC3组与正常组比较,而iNOS(0.027±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组间无显着差异。ACNAC2组TNOS活性(0.464±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.439±0.017 vs. 0.677±0.006 U / mg prot; P <0.05)显着降低与正常组相比,iNOS(0.025±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.515±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.488±0.014 vs. 0.677±0.006 U / mg prot,P <0.05)显着降低。 ACNAC3组与正常组比较,而iNOS(0.027±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组间无显着差异。与正常组相比,ACNAC2组05)显着降低,而iNOS(0.025±0.002对0.025±0.001U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.515±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.488±0.014 vs. 0.677±0.006 U / mg prot,P <0.05)显着降低。 ACNAC3组与正常组比较,而iNOS(0.027±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组间无显着差异。与正常组相比,ACNAC2组05)显着降低,而iNOS(0.025±0.002对0.025±0.001U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。关于NOS活性,TNOS活性(0.515±0.011 vs. 0.706±0.006 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.488±0.014 vs. 0.677±0.006 U / mg prot,P <0.05)显着降低。 ACNAC3组与正常组比较,而iNOS(0.027±0.002对0.025±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组间无显着差异。

与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008 vs. 0.703±0.005 U / mg prot,P <0.05)和cNOS(0.193±0.014 vs. 0.676±0.012 U / mg prot; P <0.05)假手术组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.024±0.001 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008 vs. 0.455±0.017 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014 vs. 0.434±0.015 U / mg prot; P <0.05) NAC组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.023±0.003U / mg prot; P <0.05)显着降低。与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008 vs. 0.447±0.008 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014 vs. 0.429±0.015 U / mg prot; P <0.05) Meto组显着增加,而iNOS(0.026±0。002对0.024±0.002 U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。与IR组相比,TNOS的活性(0.205±0.008对0.324±0.015 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014对0.369±0.015 U / mg prot; P <0.05) ACNAC1组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.026±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008 vs. 0.464±0.011 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014 vs. 0.439±0.017 U / mg prot; P <0.05) ACNAC2组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.025±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。05)两组活动没有显着差异。与IR组相比,TNOS的活性(0.205±0.008对0.324±0.015 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014对0.369±0.015 U / mg prot; P <0.05) ACNAC1组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.026±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008 vs. 0.464±0.011 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014 vs. 0.439±0.017 U / mg prot; P <0.05) ACNAC2组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.025±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。05)两组活动没有显着差异。与IR组相比,TNOS的活性(0.205±0.008对0.324±0.015 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014对0.369±0.015 U / mg prot; P <0.05) ACNAC1组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.026±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008 vs. 0.464±0.011 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014 vs. 0.439±0.017 U / mg prot; P <0.05) ACNAC2组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.025±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。014 vs. 0.369±0.015 U / mg prot; PN <0.05)在ACNAC1组中显着增加,而iNOS(0.026±0.002对0.026±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008 vs. 0.464±0.011 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014 vs. 0.439±0.017 U / mg prot; P <0.05) ACNAC2组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.025±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。014 vs. 0.369±0.015 U / mg prot; PN <0.05)在ACNAC1组中显着增加,而iNOS(0.026±0.002对0.026±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008 vs. 0.464±0.011 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014 vs. 0.439±0.017 U / mg prot; P <0.05) ACNAC2组显着增加,而iNOS(0.026±0.002对比0.025±0.002U / mg prot; P> 0.05)活性在两组之间没有显着差异。

与IR组相比,TNOS活性(0.205±0.008对0.515±0.011 U / mg prot; P <0.05)和cNOS(0.193±0.014对比0.488±0.014 U / mg prot; P <0.05) ACNAC3组显着增加,两组活性无显着差异。

 

ACNACs对再灌注心律失常持续时间和评分的影响

再灌注心律失常评分如图3所示与正常组相比,IR组的再灌注心律失常评分显着增加(4.16±0.57对0分钟; P <0.05)。与正常组相比,Sham组再灌注心律失常评分差异无统计学意义(0.34±0.05 vs. 0 min; P> 0.05)。与正常组相比,NAC组的再灌注心律失常评分显着增加(2.25±0.60 vs. 0 min; P <0.05)。与正常组相比,Meto组的再灌注心律失常评分显着增加(2.22±0.40对0分钟; P <0.05)。与正常组相比,ACNAC1组的再灌注心律失常评分显着增加(3.57±0.63对0分钟; P <0.05)。与正常组相比,ACNAC2组的再灌注心律失常评分显着增加(2.50±0.43对0分钟; P <0.05)。与正常组相比,ACNAC3组的再灌注心律失常评分显着增加(1.78±0.36对0分钟; P <0.05)。

 
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图3。

ACNAC对再灌注心律失常持续时间和评分的影响。(A)再灌注心律失常的持续时间; (B)再灌注心律失常评分。数据表示为平均值±标准偏差。*与IR组相比,P <0.05,与正常组相比 P <0.05。IR,缺血再灌注; Meto,美托洛尔; NAC,N-乙酰半胱氨酸; ACNAC,N-乙酰半胱氨酸活性炭释放微胶囊; ACNAC1 / 2/3,ACNAC低/中/高剂量组; S,得分。

与IR组相比,Sham组再灌注心律失常评分显着降低(0.34±0.05 vs. 4.16±0.57 min; P <0.05)。与IR组相比,NAC组再灌注心律失常评分显着降低(2.25±0.60 vs 4.16±0.57 min; P <0.05)。与IR组相比,Meto组的再灌注心律失常评分显着降低(2.25±0.60 vs 4.16±0.57 min; P <0.05)。与IR组相比,ACNAC1组的再灌注心律失常评分显着降低(3.57±0.63 vs. 4.16±0.57 min; P <0.05)。与IR组相比,ACNAC2组的再灌注心律失常评分显着降低(2.50±0.43 vs. 4.16±0.57 min; P <0.05)。

此外,与正常组相比,IR组再灌注心律失常的持续时间显着增加(0对446.56±21.81秒; P <0.05)。与正常组相比,Sham组再灌注心律失常持续时间差异不显着(0 vs. 4.94±0.49 sec; P <0.05)。与正常组相比,NAC组再灌注心律失常的持续时间显着增加(0对88.64±9.85秒; P <0.05)。与正常组相比,Meto组再灌注心律失常的持续时间显着增加(0 vs. 89.71±5.87 sec; P <0.05)。与正常组相比,ACNAC1组再灌注心律失常的持续时间显着增加(0 vs. 198.85±17.92 sec; P <0.05)。与正常组相比,ACNA2组再灌注心律失常的持续时间显着增加(0 vs. 89.15±14.89 sec; P <0.05)。与正常组相比,ACNAC3组再灌注心律失常的持续时间显着增加(0对84.71±12.92秒; P <0.05)。

在Sham组,与IR组相比,再灌注心律失常的持续时间显着减少(4.94±0.49对446.56±21.81; P <0.05)。在NAC组中,与IR组相比,再灌注心律失常的持续时间显着减少(88.64±9.85对比446.56±21.81; P <0.05)。在Meto组,与IR组相比,再灌注心律失常的持续时间显着减少(89.71±5.87 vs. 446.56±21.81; P <0.05)。在ACNAC1组,与IR组相比,再灌注心律失常的持续时间显着减少(198.85±17.92对446.56±21.81; P <0.05)。在ACNAC2组中,与IR组相比,再灌注心律失常的持续时间显着减少(89.15±14.89对比446.56±21.81; P <0.05)。在ACNAC3组中,

 

心肌组织病理改变

HE染色用于鉴定ACNAC治疗和IR损伤后心肌的病理变化(图4)。正常和假手术组(图4A和B)中的心肌纤维完整,呈现规则排列,结构清晰,着色均匀。细胞核形态正常,细胞膜完整,未观察到细胞变性或坏死。在IR组中(图4C),心肌纤维表现出不均匀的着色和排列紊乱,一些细胞破碎坏死。还观察到细胞核的破裂,扩散和消失,并且细胞间隙水肿和高水平的炎性细胞浸润。与IR组相比,Meto和ACNAC3组中的心肌纤维(图4D和H)相对完整。纤维排列相对有序,着色均匀,但少数炎症细胞浸润,细胞间隙呈轻度水肿。与IR组相比,NAC,ACNAC1和ACNAC2组的心肌纤维非均匀染色和解体改善,部分受损细胞减少(图4E-G))。

 
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图4。

来自不同大鼠组的心肌的苏木精和伊红染色(放大倍数,×200)。(A)正常组; (B)假组; (C)IR组; (D)Meto组; (E)NAC组; (F)ACNAC1组; (G)ACNAC2组; (H)ACNAC3组。IR,缺血再灌注; Meto,美托洛尔; NAC,N-乙酰半胱氨酸; ACNAC,N-乙酰半胱氨酸活性炭释放微胶囊; ACNAC1 / 2/3,ACNAC低/中/高剂量组。

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讨论

大多数涉及的心肌损伤冠状动脉心脏疾病是由在冠状动脉血流量和不平衡心肌需氧量的体积的减小由于冠状动脉病变(引起4849)。冠心病是威胁全球人类健康的主要疾病之一(50)。目前,溶栓治疗,冠状动脉介入治疗和冠状动脉旁路移植术是治疗急性心肌梗死的更有效的治疗策略,通常这些技术能够挽救垂死的缺血心肌细胞,减少梗塞面积并改善心脏功能(51)。使用上述方法心肌再灌注损伤的治疗研究在医学界(当前焦点5253)。自由基介导的脂质过氧化是心肌IR损伤中的重要步骤。它已经在大鼠实验中观察到心肌IR导致大量的自由基(形成54 - 58)。这促进了在心肌细胞膜的不饱和脂肪酸的脂质过氧化,并产生过氧化脂质与细胞内结构,包括核酸和蛋白质,这最终改变细胞的结构和功能,并导致心肌细胞损伤(反应5960)。MDA的含量也增加,干扰细胞膜并导致对细胞膜结构和功能的更大损害(61)。这通常表现为细胞膜流动性和渗透性的改变,心肌酶的渗漏,细胞膜ATP活性的降低,离子转运障碍和离子分布异常(62)。反过来,由于细胞内钙超载引起的异常离子分布可能在去极化和触发活动后刺激,诱发心律失常和心脏功能障碍(63)。此外,由缺血性心肌坏死和线粒体功能障碍引起的能量代谢障碍可能导致心脏功能下降(64)。因此,MDA的含量可以间接反映氧自由基和组织损伤(度的生成6566)。LDH作为心肌细胞质的特异性酶,是心肌损伤的另一种标志物,因为LDH的渗漏通常仅在细胞膜受损时发生。因此LDH漏出的程度可间接反映心肌损伤(度6768)。此外,SOD是一种细胞内的抗氧化剂,这消除超氧阴离子和自由基保护免受氧化损伤的身体,因此,SOD的水平可以间接反映机体清除氧自由基和防止脂质过氧化(能力6970)。

本研究结果表明,与IR组相比,ACNAC3组大鼠SOD活化显着增加,而MDA含量和血清LDH显着降低。在Meto,NAC和三个ACNAC组中,SOD活化,MDA含量和血清LDH水平没有显着差异。这些结果表明ACNAC可以抑制自由基的过氧化反应并刺激心肌组织中的氧化酶活化。这是初步迹象表明,自由基介导的脂质过氧化是ACNAC在心肌缺血损伤中缓解作用的重要潜在机制。

NO,由一系列NOS酶合成,包括神经元,诱导型和内皮NOS(n / i / eNOS),在心血管生理学和病理学中起关键作用(71)。eNOS的已报道抑制心肌梗死(进展72),改善心肌I / R损伤(73)和左心室肥大(7475),并防止心脏衰竭(发作76)。然而,它仍然是有争议的NO是否在心肌IR损伤(发挥保护或细胞毒性作用7778)。虽然在体内的重要信号分子,不需要的特定浓度范围,以保护和维持心肌细胞和心脏功能(79 - 81)。

L-精氨酸是NOS的底物,反应产生瓜氨酸和NO。在涉及NO的信号传导途径中,NOS是关键的限速酶。由于其在不同组织中的差异表达模式,NOS为cNOS和iNOS,其中cNOS也分为nNOS和eNOS。eNOS主要用于调节动脉血压和血流量(82)。eNOS的主要表达在心肌细胞中,血管内皮细胞,心内膜和血小板,并且通过基本NO(的连续合成维持生理功能82 - 84)。iNOS的主要表达于内皮细胞和血管平滑肌细胞(8586)。以前的研究已经表明,缺血和再灌注可诱导血管内皮细胞的损伤和功能障碍,并激活内源性的NOS抑制剂,从而降低NOS(的总活性82)和eNOS(87 - 90)。当iNOS的活性增加时,它可能产生高水平的NO; 然而,iNOS的活化过程相对缓慢,并且需要进行大量表达4-6小时,达到峰值一些48(91 - 93)。

先前已观察到的是,除了NO对心肌收缩功能(直接作用94 - 96),NO的影响心肌细胞氧代谢(97),再生(98),肥大(99)和细胞凋亡(100)。它还可以增强心肌(101的机械效率并降低心肌耗氧量(102)。在IR过程中,NO可能是心脏中的保护剂,可能会阻止IR相关的组织损伤(103)。

NAC是含有巯基的分子,它可以与活性氧物质的亲电子基团相互作用,产生巯基中间体。以这种方式,NAC作为抗氧化剂的直接作用,减轻氧化应激相关损伤的组织并通过防止NO和自由基(之间的反应增强NO的生物功能104105)。

本研究中的分光光度法数据表明,与IR组相比,ACNAC3组的NO含量,TNOS和cNOS活性显着增加,而iNOS活性没有显着差异。由于iNOS的激活过程相对较长,iNOS的未改变表达可能是由于本研究中使用的2h的短再灌注期。这些数据表明ACNAC可以通过增加心肌组织的NO含量来减轻心肌缺血损伤,这可能最初通过促进心肌组织中的TNOS活性而增加。ACNAC还可降低心律失常评分,缩短再灌注心律失常时间,有利于心功能恢复,并可显示ACNAC对心律失常的保护作用。

本研究初步得出结论,ACNAC对其在心肌再灌注损伤中的缓解作用的潜在机制可能与其对脂质过氧化介导的自由基和NO途径的影响有关。但是,ACNAC是否与其他机制相关需要进一步的综合研究。


(责任编辑:活性炭网)
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