舒芬太尼后处理对犬心肌缺血/再灌注Bcl-2、Bax的影响及其与JAK2-STAT3信号通路的关系

目的 研究舒芬太尼后处理对心肌缺血/再灌注损伤(ischemiia/reperfusion injury,I/RI)细胞凋亡的影响以及与信号通路JAK2-STAT3的关系.方法 健康杂种家犬24只,体重10 kg～15 kg,按随机数字表法分为4组(每组6只):假手术组(Sham组,只穿线,不结扎),心肌缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)组,舒芬太尼后处理组(SPO组,于再灌注前5min静脉注射舒芬太尼0.6 μg/kg),舒芬太尼后处理+AG490组(SPO+AG490组,于再灌注前5 min静脉注射l mg/kg AG490,特异性的JAK2抑制剂),除Sham组外,所有犬心脏都经历30 min缺血和120 min再灌注.再灌注120 min时,取各组缺血区心肌组织,采用末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP原位切口末端标记(terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end labeling,TUNEL)法测定心肌细胞的凋亡情况,免疫组化法测定各组Bcl-2、Bax以及磷酸化STAT3 (p-ATAT3)蛋白的表达,并计算Bcl-2和Bax表达的比值(Bcl-2/Bax).结果 再灌注120 min时,可在I/R组缺血区心肌组织中检测到大量凋亡心肌细胞(63.9±4.0)％,而舒芬太尼后处理显著降低心肌细胞凋亡指数(30.7±1.5)％;与Sham组比较,I/R组、SPO组和SPO+AG490组Bcl-2与Bax表达上调,I/R组Bcl-2/Bax比值降低,SPO组Bcl-2/Bax比值升高;舒芬太尼后处理使p-STAT3表达明显增加,特异性的阻断剂AG490抑制了舒芬太尼后处理对心肌I/RI凋亡的作用,即抑制p-STAT3表达的增加. 结论 舒芬太尼后处理对心肌I/RI细胞凋亡有一定的抑制作用,通过激活JAK2-STAT3信号转导通路上调Bcl-2蛋白和下调Bax蛋白来发挥作用.     

舒芬太尼后处理对大鼠心肌缺血再灌注时细胞凋亡的影响

目的 探讨舒芬太尼后处理对大鼠缺血再灌注时心肌细胞凋亡的影响.方法 健康雄性SD大鼠36只,体重250 ～ 280 g,采用随机数字表法,将大鼠随机分为3组(n=12):假手术组(S组)、缺血再灌注组(I/R组)和舒芬太尼后处理组(SP组).采用结扎左冠状动脉30 min,再灌注120min的方法制备心肌缺血再灌注模型.S组只挂线不结扎左冠状动脉;SP组于再灌注即刻静脉注射舒芬太尼3.0 μg/kg.于缺血再灌注期间记录HR和MAP.于再灌注120 min时,处死大鼠,取心脏,测定心肌梗死面积,采用RT-PCR测定心肌Bax mRNA和Bcl-2 mRNA的表达,采用TUNEL法检测心肌凋亡细胞,计算凋亡指数.结果 三大鼠各时点HR比较差异无统计学意义(P＞0.05);与S组比较,I/R组心肌缺血再灌注期间MAP降低(P＜0.05),SP组差异无统计学意义(P＞0.05),I/R组和SP组凋亡指数和Bax mRNA表达水平升高,I/R组Bcl-2 mRNA表达水平降低,SP组Bcl-2 mRNA表达水平升高(P＜0.05);与I/R组比较,SP组心肌梗死面积、凋亡指数和Bax mRNA表达水平降低,Bcl-2 n.RNA表达水平升高(P＜0.05).结论 舒芬太尼后处理可能通过上调Bcl-2表达,下调Bax表达,抑制细胞凋亡,从而减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤.     

舒芬太尼后处理和七氟醚后处理对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤的影响

目的 评价舒芬太尼后处理和七氟醚后处理对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤的影响.方法 雄性SD大鼠,体重230～250 g,成功制备Langendorff离体灌注模型的40个心脏随机分为4组(n=10):缺血再灌注组(Ⅰ组)、七氟醚后处理组(Ⅱ组)、舒芬太尼后处理组(Ⅲ组)和七氟醚联合舒芬太尼后处理组(Ⅳ组).采用K-H液平衡灌注(灌注压10 kPa)30 min,全心缺血40 min再灌注120 min.再灌注即刻时Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组进行药物后处理15 min:Ⅱ组K-H液中通入3.0%七氟醚,Ⅲ组K-H液中加入100 nmol/L舒芬太尼,Ⅳ组同时进行七氟醚后处理和舒芬太尼后处理.分别于平衡灌注末(基础状态)、再灌注15 min、30 min、60 min、90 min、120 min时记录左室收缩压(LVSP)、左室舒张末压(LVEDP)、左室发展压(LVDP)、左室内压上升最大速率(+dp/dtmax)、左室内压下降最大速率(-dp/dtmax)、心率(HR)和灌脉流量(CF).再灌注5 min时,收集冠脉流出液,测定肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)的活性.再灌注120 min时取心肌组织,测定心肌梗死体积、Bcl-2和Bax的表达水平,并计算Bcl-2和Bax表达的比值(Bcl-2/Bax).结果 与Ⅰ组比较,Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组LVSP、LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax和CF升高,LVEDP和LDH、CK的活性降低,心肌梗死体积缩小,Bcl-2表达上调,Bax表达下调,Bcl-2/Bax升高(P＜0.05或0.01);Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组间上述指标差异无统计学意义(P＞0.05).结论 舒芬太尼后处理可减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤,联合七氟醚后处理时心肌保护作用并未增加,其心肌保护的机制与上调Bcl-2表达、下调Bax表达从而抑制细胞凋亡有关.     

不同阿片受体在舒芬太尼后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤中的作用

目的 探讨不同阿片受体在舒芬太尼后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤中的作用.方法 健康雄性SD大鼠50只,4～6月龄,体重200 ～ 330 g,采用随机数字表法,将其分为9组,缺血再灌注组(I/R组,n=7)采用结扎左冠状动脉前降支(LAD)30 min、再灌注120 min的方法制备大鼠心肌缺血再灌注损伤模型;缺血后处理组(IPC组,n=7)再灌注前行缺血后处理,进行3个循环的10 s开放LAD 10 s阻断LAD;舒芬太尼后处理组(SP组,n=6)于再灌注前5 min静脉注射舒芬太尼1μg/kg行舒芬太尼后处理;κ受体拮抗剂nor-binaltorphimne+舒芬太尼后处理组(BNI+ SP组,n=5)、δ受体拮抗剂纳曲吲哚+舒芬太尼后处理组(NTD+ SP组,n=5)和μ受体拮抗剂CTOP+舒芬太尼后处理组(CTOP+ SP组,n=5)于舒芬太尼后处理前分别静脉注射BNI 5 mg/kg、纳曲吲哚5 mg/kg和CTOP 1 mg/kg;BNI组、NTD组和CTOP组分别于再灌注前5 min时静脉注射相应剂量BNI、纳曲吲哚和CTOP.于再灌注120 min时采集颈总动脉血样,测定血浆cTnI浓度,处死大鼠后,取心脏,确定心肌梗死(IS)与缺血危险区(AAR)体积的比值(IS/AAR值).结果 与I/R组比较,IPC组、SP组、BNI+ SP组和NTD+ SP组血浆cTnI浓度和IS/AAR值降低(P＜0.05),CTOP+ SP组、NTD组、BNI组和CTOP组血浆cTnI浓度和IS/AAR值差异无统计学意义(P＞0.05);与SP组比较,BNI+ SP组和NTD+ SP组IS/AAR值升高,CTOP+ SP组血浆cTnI浓度和IS/AAR值升高(P＜0.05).结论 μκ和δ阿片受体均介导了舒芬太尼后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤.     

lncRNA-MALAT1/miRNA-145在舒芬太尼预处理减轻大鼠心肌缺血-再灌注损伤中的作用

目的探讨长链非编码RNA(lncRNA)肺腺癌转录子1(MALAT1)在舒芬太尼预处理减轻大鼠心肌缺血-再灌注损伤(MIRI)中的作用。方法 SPF级大鼠36只,体重180~200 g,随机分为三组:假手术组(Sham组),缺血-再灌注损伤组(IR组),缺血-再灌注损伤+舒芬太尼组(SUF组),每组12只。IR组和SUF组建立大鼠心肌缺血-再灌注损伤模型,SUF组于再灌注前10 min尾静脉注射舒芬太尼1μg/kg,Sham组和IR组注射等体积生理盐水。再灌注后2 h检测大鼠血清中肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)、心肌肌钙蛋白T(cTnT)和乳酸脱氢酶(LDH)活性,同时检测大鼠心肌梗死面积;检测心肌细胞凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、Cleaved-caspase-3和Caspase-3含量;检测大鼠心肌组织中lncRNA-MALAT1和miRNA-145的相对表达量。结果与Sham组比较,IR组和SUF组CK-MB和cTnT浓度明显升高,LDH活性明显增强,心肌梗死面积明显增大,心肌组织中Bax/Bcl-2比值明显降低,Cleaved-caspase-3蛋白含量明显升高,lncRNA-MALAT1相对表达量明显升高,而miRNA-145相对表达量明显降低(P<0.05)。与IR组比较,SUF组CK-MB和cTnT浓度明显降低,LDH活性明显减弱,心肌梗死面积明显减小,Bax/Bcl-2比值明显升高,Cleaved-caspase-3蛋白含量明显降低,lncRNA-MALAT1相对表达量明显降低,miRNA-145相对表达量明显增加(P<0.05)。结论舒芬太尼预处理能减轻大鼠心肌缺血-再灌注损伤程度,其机制可能与抑制lncRNA-MALAT1、升高miRNA-145表达有关。     

糖尿病因素对舒芬太尼后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响

目的 探讨糖尿病因素对舒芬太尼后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响.方法 健康成年雄性SD大鼠,体重250～300 g,采用腹腔注射链脲佐菌素50 mg/kg的方法制备糖尿病模型.取造模成功的大鼠30只,采用随机数字表法,将其随机分为3组(n＝10):糖尿病假手术组(DM-S组)、糖尿病缺血再灌注组(DM-IR组)和糖尿病舒芬太尼后处理组(DM-SP组).另取正常大鼠30只,采用随机数字表法,将其随机分为3组(n=10):非糖尿病假手术组(NDM-S组)、非糖尿病缺血再灌注组(NDM-IR组)和非糖尿病舒芬太尼后处理组(NDM-SP组).采用结扎左冠状动脉前降支30 min后再灌注的方法制备心肌缺血再灌注模型.SP组于再灌注前5 min经颈静脉注射舒芬太尼1.0 μg/kg.于缺血前、缺血30 min和再灌注120 min时记录MAP、SBP和HR,计算收缩压心率乘积(RPP).再灌注120 min时取血样,测定血浆cTnI浓度,处死大鼠后,取心脏,测定左右心室体积之和、缺血危险区体积(AAR)和梗死区体积(IS),计算IS/AAR.结果 非糖尿病和糖尿病大鼠心肌缺血再灌注时MAP、RPP降低,血浆cTnI浓度升高,心肌发生梗死样改变.舒芬太尼后处理可降低非糖尿病大鼠心肌缺血再灌注时IS、IS/ARR和血浆cTnI浓度,对糖尿病大鼠心肌缺血再灌注时各指标无明显影响.DM-SP组IS、IS/ARR和血浆cTnI浓度明显高于NDM-SP组(P＜0.05).结论 糖尿病因素可消除舒芬太尼后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤的作用.     

JAK2-STAT3通路在舒芬太尼后处理减轻犬心肌缺血再灌注损伤中的作用

目的 评价Janus激酶2-信号转导与转录激活子(JAK2- STAT3)通路在舒芬太尼后处理减轻犬心肌缺血再灌注损伤中的作用.方法 健康杂种家犬24只,雌雄不拘,体重10～15 kg,采用随机数字表法,将其随机分为4组(n=6):假手术组(S组);心肌缺血再灌注损伤组(I/R组),结扎左冠状动脉前降支30 min,再灌注120 min;舒芬太尼后处理组(PO组),再灌注前5min时经5 min静脉输注舒芬太尼0.6 μg/kg;舒芬太尼后处理+AG490组(AG组),再灌注前5min时静脉注射JAK2抑制剂AG490 1 mg/kg后经5 min静脉输注舒芬太尼0.6 μg/kg.于再灌注120 min时取缺血部位心肌标本,光镜下观察病理学结果,采用免疫组化法测定心肌细胞caspase-3和磷酸化STAT3(p- STAT3)的表达,采用TUNEL法测定心肌细胞凋亡指数.结果 与S组比较,I/R组、PO组和AG组心肌细胞凋亡指数、caspase-3及p-STAT3的表达均升高(P＜0.05);与I/R组比较,PO组和AG组心肌细胞凋亡指数和caspase-3表达降低,PO组p-STAT3表达升高,AG组p-STAT3表达降低(P＜0.05);与PO组比较,AG组心肌细胞凋亡指数和caspase-3表达升高,p-STAT3表达降低(P＜0.05).PO组心肌病理学损伤较I/R组和AG组减轻.结论 JAK2-STAT3通路参与了舒芬太尼后处理减轻犬心肌缺血再灌注损伤.     

舒芬太尼延迟预处理对兔心肌缺血再灌注损伤的影响

目的 探讨舒芬太尼延迟预处理对兔心肌缺血再灌注损伤的影响及其可能机制.方法 雄性新西兰白兔36只,8～18月龄,体重2.0～2.4 kg,随机分为5组,心肌缺血再灌注组(IR组,n=9):静脉注射生理盐水2 ml/kg;舒芬太尼5μg/kg延迟预处理组(S1组,n=6)和10 μg/kg延迟预处理组(S2组,n=9):分别静脉输注舒芬太尼5、10 μg/kg,速率10 ml/h:纳洛酮组(N组,n=6):静脉输注纳洛酮10 mg/kg,速率10 ml/h;纳洛酮+舒芬太尼组(NS组,n=6):先静脉输注纳洛酮10 mg/kg,再静脉输注舒芬太尼5 μg/kg,速率均为10 ml/h.于给药结束后24 h时采用阻断左冠状动脉前降支30 min,再灌注3 h的方法 制备兔心肌缺血再灌注模型.于给药前(基础状态)、缺血30 min、再灌注1、2、3 h时记录心率(HR)、平均动脉压(MAP),并计算心率血压乘积(RPP);于再灌注3 h时测定心肌缺血面积和梗死面积,同时IR组和S2组采用TUNEL法测定心肌细胞凋亡情况,计算凋亡指数,并采用免疫组织化学法测定心肌Bcl-2和Bax的表达水平.结果 与基础值比较,各组心肌缺血再灌注时MAP、RPP下降,S2组HR降低(P<0.05),组间比较异差异无统计学意义(P>0.05);与IR组比较,S1组、S2组和NS组梗死面积减小(P<0.05),N组梗死面积无统计学意义(P>0.05),S2组凋亡指数降低,心肌Bcl-2表达上调,Bax表达下调(P<0.05);与S1组比较,S2组梗死面积减小(P<0.05),N组和NS组梗死面积增大(P<0.05);与S2组比较,N组和NS组梗死面积增大(P<0.05).结论 舒芬太尼延迟预处理可减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤,其机制可能与激活阿片受体,抑制心肌细胞凋亡有关.     

舒芬太尼预处理联合咪达唑仑后处理对大鼠心肌缺血-再灌注损伤的影响

目的探讨舒芬太尼预处理联合不同剂量咪达唑仑后处理对大鼠心肌缺血-再灌注(ischemia-reperfusion,IR)损伤的影响。方法 SPF级健康雄性SD大鼠42只,随机分为七组,每组6只。A组:行假手术,穿线不结扎;B0~B5组:构建大鼠心肌IR模型,均结扎0.5h,再灌注2h。其中B0组:未经舒芬太尼和/或咪达唑仑处理;B1组:经舒芬太尼3μg/kg预处理;B2组:经咪达唑仑0.1mg/kg后处理;B3组:经咪达唑仑0.3mg/kg后处理;B4组:经舒芬太尼1.5μg/kg预处理联合咪达唑仑0.05mg/kg后处理;B5组:经舒芬太尼1.5μg/kg预处理联合咪达唑仑0.15mg/kg后处理。经颈静脉,舒芬太尼于缺血前注入,咪达唑仑于缺血后注入。心肌IR结束后测定血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和血清丙二醛(MDA)浓度,及炎性因子TNF-α和IL-6浓度。再灌注2h取各组大鼠心脏,测算心肌梗死严重程度(IS/AAR),采用Western blot法检测心肌组织中Bcl-2、Bax及cleaved-caspase-3蛋白含量。结果B0~B5组CK-MB和LDH活性、MDA、TNF-α和IL-6浓度、Bax及cleaved-caspase 3蛋白含量均明显高于A组(P0.05),B1~B5组均明显低于B0组(P0.05),B3和B4组明显低于B2组(P0.05),B5组明显低于B1~B4组(P0.05);B1~B5组IS值及IS/AAR(%)值均明显低于B0组(P0.05),B3和B4组明显低于B2组(P0.05),B5组明显低于B1~B4组(P0.05);B0~B5组SOD活性及Bcl-2含量均明显低于A组(P0.05),B1~B5组均明显高于B0组(P0.05),B3和B4组明显高于B2组(P0.05),B5组明显高于B1~B4组(P0.05)。与B0组比较,B5组CKMB、LDH活性明显下降,SOD活性明显上升,MDA、TNF-α、IL-6浓度明显下降,IS/AAR明显下降,Bcl-2含量增至B0组的2.25倍,Bax含量降至B0组的54.89%,cleaved-caspase-3含量降至B0组的49.67%。结论舒芬太尼预处理联合咪达唑仑后处理可明显减轻大鼠心肌IR损伤,对心肌的保护作用明显优于单独使用时。     

Bcl-2/Bax及Caspase-3在心肌缺血再灌注引起的急性肺损伤中的表达及作用

目的 探讨Bcl-2/Bax及Caspase-3在心肌缺血再灌注及后处理对大鼠肺损伤的表达及作用.方法 雄性SD大鼠30只随机分为3组,每组10只,假手术组（S）、心肌缺血/再灌注组（IR）、缺血后处理组（IPost）.结扎左冠状动脉前降支制备心肌缺血/再灌注模型,后处理组于再灌注前1 min内,连续3个循环灌注10s,缺血10s,再灌注120 min后快速取肺.SP法测定肺组织内Bcl-2/Bax及Caspase-3.TUNEL法检测细胞凋亡.结果 与S组相比较,IR组,IPost组,Bax,Caspase-3,Bcl-2表达减少（P＜0.01）,细胞凋亡增多;与IR组相比较,IPost组,Bax,Caspase-3,细胞凋亡（TUNEL）表达减少,Bcl-2表达增多（P＜0.01）,细胞凋亡减少.结论 缺血后处理可以诱导Bcl-2表达增强,Bax及Caspase-3表达降低,从而减轻肺损伤.     

腺苷A_1受体激动剂后处理对兔心肌缺血-再灌注损伤的影响

目的 探讨腺苷A1受体激动剂(2-氯环戊腺苷,CCPA)后处理对兔心肌缺血-再灌注损伤的保护作用.方法 32只兔随机均分为四组:假手术组(S组,开胸后仅行左冠状动脉套线而不阻断160min)、缺血-再灌注组(IR组,行左冠状动脉前降支阻断40 min,再灌注120 min)、缺血后处理组(lPC组,结扎左冠状动脉前降支40 min,再通30 s,结扎30 s,重复3次,再灌注120 min)和CCPA后处理组(APC组,结扎左冠状动脉前降支40 min,开放左冠状动脉1 min内予以静推CCPA100 μg/kg,冉灌注120 min).分别于左冠状动脉前降支阻断前20 min(T1)、左冠状动脉前降支阻断20 min(T2)、左冠状动脉前降支阻断40 min(T3)、心肌再灌注1 h(T4)和心肌再灌注2 h(T5)抽取颈内动脉血测定血清心肌肌钙蛋白I(cTnI)含量.再灌注末抽血离心测定超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA),测定心肌梗死面积.结果 和IR组相比,IPC组和APC组再灌注各个时间点cTnI均降低(P<0.05);IPC组和APC组梗死面积均小于IR组(P<0.05);IPC组和APC组血清中sOD的活性高于IR组,MDA的含量低于IR组(P<0.05).结论 腺苷A1受体激动剂后处理具有类似缺血后处理的心肌保护作用.其机制可能是通过减少氧自山基的生成,增强心肌抗氧化能力.     

异丙酚对肝缺血再灌注大鼠心肌损伤的影响及PI3K/Akt信号通路在其中的作用

目的 探讨异丙酚对肝缺血再灌注大鼠心肌损伤的影响及磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白质丝氨酸苏氨酸激酶(PI3K/Akt)信号通路在其中的作用.方法 清洁级雄性SD大鼠102只,体重250～280g,采用结扎肝蒂30 min后再灌注的方法制备肝缺血再灌注模型.随机分为5组:假手术组(S组,n=6)仅分离肝门,不结扎;缺血再灌注组(I/R组,n=30)制备肝缺血再灌注模型;异丙酚组(P组,n=30)缺血前10 min股静脉注射异丙酚12 mg/k异的负荷剂量,随后以30 mg·kg-1·h-1的速率静脉输注直至处死;异丙酚+PI3K抑制剂组(P+LY组,n=18)缺血前10 min股静脉注射PI3K特异性抑制剂LY294002 1.5mg/kg(溶于二甲亚砜0.5 ml);溶剂对照组(P+DMSO组,n=18)缺血前10 min股静脉注射二甲亚砜0.5 ml.I/R组和P组于再灌注即刻、30、60、120和240 min(T1-55)时,P+LY组和P+DMSO组于T3-5时取6只大鼠,处死后快速取左心室壁心肌组织,测定总Akt(t-Akt)和磷酸化Akt(p-Akt),并于T3时测定Bcl-2的表达和心肌细胞凋亡情况,取肝左外叶组织,光镜下观察肝组织病理学结果.S组于T1相应时点处死大鼠,测定上述指标.结果 与S组比较,其余各组心肌p-Akt表达水平和心肌细胞凋亡率升高(P＜0.05),P+LY组心肌Bcl-2表达差异无统计学意义(P＞0.05),其他各组心肌Bcl-2表达均上调(P＜0.05);与I/R组比较,P组和P+DMSO组心肌p-Akt和Bcl-2表达上调,心肌细胞凋亡率降低(P＜0.05),P+LY组上述指标差异无统计学意义(P＞0.05);与P组比较,P+LY组心肌p-Akt和Bcl-2表达下调,心肌细胞凋亡率升高(P＜0.05),P+DMSO组上述指标差异无统计学意义(P＞0.05);各组心肌t-Akt表达比较差异无统计学意义(P＞0.05).P组和P+DMSO组肝组织病理学损伤较I/R组和P+LY组减轻.结论异丙酚可减轻大鼠肝缺血再灌注诱发心肌损伤,该作用与激活PI3K/Akt信号通路有关.     

Isoflurane postconditioning prevents opening of the mitochondrial permeability transition pore through inhibition of glycogen synthase kinase 3beta

BACKGROUND: Postischemic administration of volatile anesthetics activates reperfusion injury salvage kinases and decreases myocardial damage. However, the mechanisms underlying anesthetic postconditioning are unclear. METHODS: Isolated perfused rat hearts were exposed to 40 min of ischemia followed by 1 h of reperfusion. Anesthetic postconditioning was induced by 15 min of 2.1 vol% isoflurane (1.5 minimum alveolar concentration) administered at the onset of reperfusion. In some experiments, atractyloside (10 microm), a mitochondrial permeability transition pore (mPTP) opener, and LY294002 (15 microm), a phosphatidylinositol 3-kinase inhibitor, were coadministered with isoflurane. Western blot analysis was used to determine phosphorylation of protein kinase B/Akt and its downstream target glycogen synthase kinase 3beta after 15 min of reperfusion. Myocardial tissue content of nicotinamide adenine dinucleotide served as a marker for mPTP opening. Accumulation of MitoTracker Red 580 (Molecular Probes, Invitrogen, Basel, Switzerland) was used to visualize mitochondrial function. RESULTS: Anesthetic postconditioning significantly improved functional recovery and decreased infarct size (36 +/- 1% in unprotected hearts vs. 3 +/- 2% in anesthetic postconditioning; P < 0.05). Isoflurane-mediated protection was abolished by atractyloside and LY294002. LY294002 inhibited isoflurane-induced phosphorylation of protein kinase B/Akt and glycogen synthase kinase 3beta and opened mPTP as determined by nicotinamide adenine dinucleotide measurements. Atractyloside, a direct opener of the mPTP, did not inhibit phosphorylation of protein kinase B/Akt and glycogen synthase kinase 3beta by isoflurane but reversed isoflurane-mediated cytoprotection. Microscopy showed accumulation of the mitochondrial tracker in isoflurane-protected functional mitochondria but no staining in mitochondria of unprotected hearts. CONCLUSIONS: Anesthetic postconditioning by isoflurane effectively protects against reperfusion damage by preventing opening of the mPTP through inhibition of glycogen synthase kinase 3beta.     

Isoflurane Postconditioning Prevents Opening of the Mitochondrial Permeability Transition Pore through Inhibition of Glycogen Synthase Kinase 3β

Background: Postischemic administration of volatile anesthetics activates reperfusion injury salvage kinases and decreases myocardial damage. However, the mechanisms underlying anesthetic postconditioning are unclear.

Methods: Isolated perfused rat hearts were exposed to 40 min of ischemia followed by 1 h of reperfusion. Anesthetic postconditioning was induced by 15 min of 2.1 vol% isoflurane (1.5 minimum alveolar concentration) administered at the onset of reperfusion. In some experiments, atractyloside (10 [mu]m), a mitochondrial permeability transition pore (mPTP) opener, and LY294002 (15 [mu]m), a phosphatidylinositol 3-kinase inhibitor, were coadministered with isoflurane. Western blot analysis was used to determine phosphorylation of protein kinase B/Akt and its downstream target glycogen synthase kinase 3[beta] after 15 min of reperfusion. Myocardial tissue content of nicotinamide adenine dinucleotide served as a marker for mPTP opening. Accumulation of MitoTracker Red 580 (Molecular Probes, Invitrogen, Basel, Switzerland) was used to visualize mitochondrial function.

Results: Anesthetic postconditioning significantly improved functional recovery and decreased infarct size (36 +/- 1% in unprotected hearts vs. 3 +/- 2% in anesthetic postconditioning; P < 0.05). Isoflurane-mediated protection was abolished by atractyloside and LY294002. LY294002 inhibited isoflurane-induced phosphorylation of protein kinase B/Akt and glycogen synthase kinase 3[beta] and opened mPTP as determined by nicotinamide adenine dinucleotide measurements. Atractyloside, a direct opener of the mPTP, did not inhibit phosphorylation of protein kinase B/Akt and glycogen synthase kinase 3[beta] by isoflurane but reversed isoflurane-mediated cytoprotection. Microscopy showed accumulation of the mitochondrial tracker in isoflurane-protected functional mitochondria but no staining in mitochondria of unprotected hearts.     

PI3K-Akt信号通路在二氮嗪后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤中的作用

目的 评价磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白质丝氨酸苏氨酸激酶(PI3K-Akt)信号通路在二氮嗪后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤中的作用.方法 成年雄性SD大鼠36只,体重250～300 g,采用随机数字表法,将其随机分为4组(n=9):心肌缺血再灌注组(I/R组)、二氮嗪组(D组)、PI3K抑制剂渥蔓青霉素组(W组)和二氮嗪复合渥蔓青霉素组(DW组).采用结扎大鼠左冠状动脉前降支30min再开放120 min的方法制备心肌缺血再灌注模型.缺血25 min时,4组分别经股静脉输注0.1％二甲基亚砜、二氮嗪0.47 mg·kg-1·min-、渥蔓青霉素1 μg·kg-1 ·min-1和二氮嗪0.47 mg·kg-1·min-1,其中DW组于给予二氮嗪前5min静脉输注渥蔓青霉素1μg·kg-·min -,药物输注时间均为15 min.再灌注120 min时经左心室采集血样,测定血浆乳酸脱氢酶(LDH)活性;取心肌组织,测定心肌梗死面积、细胞凋亡率、Bcl-2和Bax的表达,并计算Bcl-2与Bax的比值(Bcl-2/Bax比).结果 与I/R组比较,D组和DW组血浆LDH活性、心肌梗死面积及细胞凋亡率降低,心肌组织Bcl-2表达上调,Bax表达下调,BcL2/Bax比升高(P＜0.05或0.01),W组上述指标差异无统计学意义(P＞0.05);与D组比较,DW组血浆LDH活性、心肌梗死面积以及细胞凋亡率降低,心肌组织Bcl-2表达下调,Bax表达上调,Bcl-2/Bax比降低(P＜0.05或0.01).结论 PI3K-Akt信号通路参与了二氮嗪后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤.