線粒體苯二氮卓類受體在低氧訓(xùn)練防治心室顫動(dòng)中的作用.pdf

1、背景：心室顫動(dòng)是心室肌的快速無效收縮或徹底的不協(xié)調(diào)的顫動(dòng)。心室顫動(dòng)發(fā)生時(shí)，心室不能產(chǎn)生任何有效收縮力量，外周動(dòng)脈血壓迅速降至最低水平。心室顫動(dòng)是導(dǎo)致心源性猝死最主要的心律失常，約95％的猝死歸因于心室顫動(dòng)。我國目前心臟猝死發(fā)生總數(shù)約54萬/年，美國每年大約近60萬人死于心臟猝死。心室顫動(dòng)被公認(rèn)為世界上最兇險(xiǎn)的一種疾病，嚴(yán)重地威脅著人類的生命和健康。然而，目前除了埋藏式心臟可自動(dòng)轉(zhuǎn)復(fù)除顫器以外，心室顫動(dòng)尚缺乏有效的預(yù)防和治療手段。

2、　　 流行病學(xué)調(diào)查已經(jīng)顯示，高原居住的人群或者經(jīng)常到高原旅行的人群，其心律失常的發(fā)生率較平原居住的人群顯著降低。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究也明確顯示，慢性或間斷性低氧處理可以對抗心肌缺血再灌注損傷以及包括心室顫動(dòng)在內(nèi)的多種心律失常的發(fā)生。以上研究均提示我們，低氧訓(xùn)練可以阻止心室顫動(dòng)的發(fā)生，但是其具體機(jī)制目前仍是眾說紛紜、莫衷一是。
　　 心臟是一個(gè)高度依賴于能量的器官，心肌細(xì)胞中含量最豐富的細(xì)胞器是線粒體。線粒體是細(xì)胞內(nèi)能量的加工場，線粒體

3、功能的紊亂被認(rèn)為與包括心律失常在內(nèi)的多種心臟疾病密切相關(guān)。線粒體苯二氮卓類受體.mBzR)是一種廣泛表達(dá)的、位于線粒體內(nèi)外膜交界處的應(yīng)激蛋白。在各種急性應(yīng)激條件下，大腦、腎臟和心臟中的mBzR水平都顯著增加。目前認(rèn)為，細(xì)胞抵抗應(yīng)激損傷的能力與mBzR的表達(dá)水平密切相關(guān)。心律失常也是一種應(yīng)激事件，有研究已經(jīng)證實(shí)，抑制mBzR可以抑制再灌注性心室顫動(dòng)的發(fā)生。最近，我們的研究發(fā)現(xiàn)，mBzR活性爆發(fā)式的升高是發(fā)生缺血性心室顫動(dòng)根本，激動(dòng)或者抑制

4、該受體可以導(dǎo)致心室顫動(dòng)發(fā)生的“全”或“無”現(xiàn)象。
　　 低氧訓(xùn)練可以抑制心室顫動(dòng)的發(fā)生，但是其具體機(jī)制如何？mBzR是否在低氧訓(xùn)練防治心室顫動(dòng)中發(fā)揮重要作用？如果mBzR發(fā)揮著重要的作用，那么其發(fā)揮作用的具體機(jī)制又是什么？這些科學(xué)問題亟待探索。
　　 目的：研究mBzR在低氧訓(xùn)練防治心窒顫動(dòng)中的作用，探討低氧訓(xùn)練防治心窒顫動(dòng)的分子機(jī)制。
　　 方法建立Langendorff灌流的離體大鼠心室顫動(dòng)模型，比較對照組和

5、低氧訓(xùn)練組心室顫動(dòng)的發(fā)生率。在此基礎(chǔ)之上，運(yùn)用mBzR激動(dòng)劑和抑制劑分別干預(yù)未經(jīng)低氧訓(xùn)練和經(jīng)歷低氧訓(xùn)練的大鼠，觀察各組心室顫動(dòng)的發(fā)生率，以期初步確定低氧訓(xùn)練可以防治心室顫動(dòng)的發(fā)生，且該效應(yīng)可能與抑制mBzR相關(guān)。提取以上各組的心肌組織的線粒體，運(yùn)用放射性同位素法檢測mBzR活性的變化，確定低氧訓(xùn)練防治心室顫動(dòng)的發(fā)生是否與改變mBzR活性相關(guān)。急性分離大鼠心室肌細(xì)胞，在心室肌細(xì)胞上模擬上述各組處理，運(yùn)用TILLvisION鈣成像系統(tǒng)分析心

6、室肌細(xì)胞胞漿靜息鈣水平的變化，運(yùn)用激光共聚焦顯微鏡分析心室肌細(xì)胞鈣動(dòng)力學(xué)的變化，并運(yùn)用實(shí)時(shí)定量熒光PCR技術(shù)檢測mBzR和相關(guān)鈣調(diào)蛋白的mRNA水平變化，從而部分明確低氧訓(xùn)練通過抑制mBzR活性來防治心室顫動(dòng)的機(jī)制。
　　 結(jié)果:低氧訓(xùn)練組心室顫動(dòng)的發(fā)生率為16.7％(2/12)，而對照組為80.(24/30)，具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p<0.01)：經(jīng)mBzR的激動(dòng)劑FGIN-1-27處理后，上述心室顫動(dòng)發(fā)生率并無明顯變化，低氧訓(xùn)

7、練組為16.7.(2/12)，對照組為90.(9/10)；經(jīng)mBZR的抑制劑4’-Cl-DZP處理后，兩組低氧訓(xùn)練組發(fā)生率均為0％。放射性同位素檢測發(fā)現(xiàn)，心室顫動(dòng)發(fā)生時(shí)mBzR活性顯著增加，而低氧訓(xùn)練組心臟缺血后該受體活性無明顯變化。運(yùn)用實(shí)時(shí)定量熒光PCR檢測mBzR的關(guān)鍵亞基IBP的mRNA的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，缺血并不改變對照組大鼠心肌IBP的mRNA表達(dá)。但是，低氧訓(xùn)練組大鼠心肌在平衡無缺血時(shí)IBP的表達(dá)已經(jīng)上調(diào)。TILLvisION鈣成像

8、系統(tǒng)檢測發(fā)現(xiàn)，缺血時(shí)對照組心肌細(xì)胞[Ca2+]i進(jìn)行性上升，但是在低氧訓(xùn)練組大鼠心肌細(xì)胞內(nèi)并未觀察到有明顯的鈣超載。mBzR的激動(dòng)劑FGIN-1-27并不能破壞低氧訓(xùn)練組大鼠心肌細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)，該受體的抑制劑4’-Cl-DZP可以減輕對照組大鼠心肌細(xì)胞鈣超載。激光共聚焦顯微鏡檢測發(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練可以維持心肌缺血時(shí)的鈣動(dòng)力學(xué)穩(wěn)態(tài)。實(shí)時(shí)定量熒光PCR檢測鈣調(diào)蛋白的mRNA水平發(fā)現(xiàn)，低氧訓(xùn)練組大鼠心肌SERC.2A和RyR的mRNA水平高于對照組