孟祥熙,溫海玲,鄭金光,胡 森
突發(fā)事故和災害時,短時間內(nèi)出現(xiàn)大量創(chuàng)傷、燒傷休克傷員,由于環(huán)境特殊、交通破壞、護送延遲、液體供不應求等原因使常規(guī)靜脈液體復蘇難以實施,傷員得不到及時救治,死亡率及并發(fā)癥發(fā)生率明顯增高。如果能給予抗休克維持藥物,提高機體對創(chuàng)傷、休克的耐受能力,保護重要臟器的功能,就能為后續(xù)治療爭取時間,提高生存率,減少并發(fā)癥。在嚴重燒傷后,體液大量丟失,有效循環(huán)血量銳減,心臟供血減少,早期就會出現(xiàn)心肌損傷,心肌細胞水腫、間質(zhì)充血、心肌壞死,心肌損傷的早期防治對減輕心肌缺血缺氧損害,減少并發(fā)癥、提高生存率有重要意義[1,2]。伏立諾他(SAHA)是一種組蛋白去乙?;敢种苿?,以往研究證實,SAHA能提高失血性休克或燙傷大鼠生存率,保護主要臟器功能[3-7],但具體機制仍不明確。為此,本實驗通過觀察伏立諾他對50%TBSAⅢ度燙傷大鼠心肌酶指標、心肌含水率、心肌細胞凋亡率、caspase-3活性的影響及心肌組織病理學變化,為SAHA在嚴重燒傷早期保護心臟功能方面提供理論依據(jù)。
1.1 材料 雄性SD大鼠,60~70日齡,體重240~260 g,購自北京軍事醫(yī)學科學院動物實驗中心,購進后,適應性飼養(yǎng)一周以上,室溫維持在22~25 ℃,自由飲食。實驗前12 h禁食、自由飲水。
1.2 藥品和試劑 辛二酰苯胺異羥肟酸(SAHA)、戊巴比妥鈉購自SIGMA公司,Caspase-3 Assay Kit購自Abcam公司,TUNEL檢測陽性對照制備試劑盒購自南京凱基生物科技發(fā)展有限公司。
1.3 儀器 自動生化分析儀(7170型),日本Hitachi公司產(chǎn)品;高速冷凍離心機(5900),日本Kubota公司;KD-BM生物組織包埋機,浙江科迪儀器設(shè)備公司產(chǎn)品;光學顯微鏡,奧林巴斯有限公司;多波長酶標儀,Dynex公司。
1.4 實驗方法
1.4.1 模型制備及分組 48只雄性SD大鼠,戊巴比妥鈉(50 mg/kg)腹腔麻醉,剪除背部和腹部的毛發(fā),將大鼠放置在預制模板的矩形開口,露出裸露皮膚,同時保護剩余皮膚。隨機分為3組:(1)假燙組,采用37 ℃水浴,背部15 s,腹部8 s,浸泡后腹腔內(nèi)注射0.25 ml生理鹽水;(2)燙傷組,于100 ℃水浴中背部浸泡15 s、腹部浸泡8 s燙傷后,腹腔內(nèi)注射0.25 ml生理鹽水;(3)SAHA組,燙傷后腹腔給予SAHA治療(7.5 mg/kg,溶于0.25 ml生理鹽水)。每組根據(jù)燙傷3、6 h兩個觀察時間點,又分為兩個亞組(n=8)。
1.4.2 指標檢測 燙傷后3、6 h抽取腹主動脈血,胸正中線剖開取心肌組織。(1)抽取腹主動脈血標本,離心后取血漿,全自動生化分析儀測定血漿磷酸肌酸激酶同工酶(CK-MB)水平。(2)心肌組織含水率,采用干/濕重法檢測大鼠心肌組織含水率。取適量心肌組織,用濾紙將組織表面液體吸干,電子天平準確稱重(濕重),將樣本放入電烤箱中80 ℃烘烤72 h,電子天平稱重烘干后的樣本并記錄數(shù)值(干重)。含水率(%)=(濕重-干重)/濕重×100%。(3)心肌細胞凋亡率,TUNEL方法檢測凋亡心肌細胞,其原理是熒光素標記的dUTP在脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶(TdT Enzyme)的作用下,可以連接到凋亡細胞中斷裂DNA的3′-OH末端,在熒光顯微鏡下熒光增強。隨機選取心肌組織區(qū)域中5個非重疊400高倍鏡視野,計數(shù)凋亡心肌細胞數(shù)和心肌細胞總數(shù),心肌細胞凋亡率(%)=凋亡心肌細胞數(shù)/心肌細胞總數(shù)×100 %。(4)Caspase-3活性,Caspase-3可以催化底物DEVD-p-NA產(chǎn)生黃色的p-NA,從而可以通過測定吸光度來檢測caspase-3的活性;按照試劑盒說明書進行操作,混勻,405 nm,讀取各管OD值,根據(jù)標準曲線方程及光密度值計算樣品中caspase-3活性。
2.1 血漿內(nèi)CK-MB水平 與假燙組[(585.6±46.1)U/L]比較,燙傷組傷后3、6 h血漿內(nèi)CK-MB水平[(2552.9±145.3)U/L,(5418.7±292.9)U/L]明顯升高(均P<0.05),組間比較具有統(tǒng)計學差異;SAHA治療后,血漿內(nèi) CK-MB水平[(1642.4±157.2)U/L,(3475.3±187.5)U/L]較燙傷組明顯降低(均P<0.05)。
2.2 心肌組織含水率 燙傷后3、6 h,燙傷組心肌組織含水率[(77.65±1.75)%,(80.23±1.82)%]較假燙組[(70.12±1.99)%]明顯升高(均P<0.05),而SAHA組傷后心肌組織含水率[(72.31±1.95)%,(75.21±2.00)%]顯著低于燙傷組(均P<0.05)。
2.3 心肌組織TUNEL染色結(jié)果 正常心肌纖維排列整齊,肌纖維之間距離緊密,燙傷后, 心肌纖維出現(xiàn)扭曲、紊亂、斷裂,肌間質(zhì)水腫、增寬,心肌細胞出現(xiàn)凋亡,傷后時間越長,心肌損傷越重;而給予SAHA處理后,心肌損傷較燙傷組明顯減輕, 肌纖維排列較整齊,間質(zhì)水腫減輕,心肌細胞凋亡數(shù)量減少,說明SAHA能在一定程度保護心肌結(jié)構(gòu)完整,保護心臟功能,抑制心肌細胞凋亡(圖1)。
圖1 各組心肌組織TUNEL染色(×400)
2.4 心肌細胞凋亡率 燙傷后3、6 h,燙傷組心肌細胞凋亡率[(16.1±0.8)%,21.5±1.2)%]明顯高于假燙組[(0.5±0.1)%],具有統(tǒng)計學意義(均P<0.05);隨傷后時間增加,心肌細胞凋亡率也隨之升高,而給予SAHA處理后,心肌細胞凋亡率[(11.6±0.6)%,(15.1±0.9)%]較燙傷組明顯降低(均P<0.05)。
2.5 心肌組織caspase-3活性 與假燙組[(0.435±0.041)μmol/mg]比較,燙傷組傷后3.6 h心肌組織內(nèi)caspase-3活性[(0.716±0.052)μmol/mg,(0.912±0.063)μmol/mg]明顯升高(均P<0.05),而SAHA組caspase-3活性[(0.557±0.052)μmol/mg,(0.535±0.034)μmol/mg]顯著低于燙傷組,組間比較差異具有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)。
嚴重燒傷/失血性休克后,心肌早期就出現(xiàn)缺血缺氧性損傷,心臟功能減退,進而誘發(fā)或加重休克。早期心肌損傷的防治對休克的治療和減少并發(fā)癥具有重要意義。對不能及時得到系統(tǒng)治療的嚴重燒傷/失血性休克患者,如果在早期給予抗休克維持藥物,保護休克狀態(tài)下的心肌組織及心臟功能,對后續(xù)治療意義重大。
以往研究證實,在嚴重燒傷早期就已出現(xiàn)心肌損傷[2],由于燒傷部位血管通透性增加,血漿大量滲出至體外或第三間隙,有效循環(huán)血量銳減,導致心肌細胞缺血缺氧、能量代謝障礙、炎性反應、心肌細胞水腫、心肌結(jié)構(gòu)受損及心功能下降等一系列反應,加重休克甚至死亡。
SAHA作為一種組蛋白去乙酰化酶抑制劑,以往研究證實組蛋白去乙酰化酶抑制劑具有增加組蛋白的乙?;?,維持乙酰化動態(tài)平衡,具有促進基因轉(zhuǎn)錄、染色體重建、影響細胞分化、細胞保護、抗氧化、抗炎等作用[8-11]。燒傷后在心肌中,缺血、缺氧通過組蛋白H3/H4去乙?;T導組蛋白去乙?;磻?,組蛋白去乙?;敢种苿┠芙档蜋C體對缺血、缺氧性損傷的反應,在某種程度上阻斷了缺血缺氧誘導的基因程序的激活[12]。本實驗通過建立50%三度燙傷大鼠模型,觀察SAHA對心臟功能的影響,大鼠在致死性燙傷傷后,燙傷組CK-MB水平顯著升高,心肌組織含水率明顯增加,心肌水腫,心肌結(jié)構(gòu)紊亂、斷裂,組織間隙水腫加重,而給予SAHA處理后,CK-MB水平較燙傷組明顯降低,心肌細胞水腫減輕,心肌纖維排列紊亂情況明顯好轉(zhuǎn),說明SAHA能在一定程度上保護心肌功能,減輕心肌細胞水腫,保護心肌結(jié)構(gòu)完整。
在缺血、缺氧誘導心肌損傷過程中,早期出現(xiàn)心肌細胞凋亡,影響心臟功能。沈帆等[13]證實,SAHA通過抑制氧化應激改善間歇性低氧小鼠的心肌損傷。Nagata等[14]證實,SAHA通過誘導心肌內(nèi)熱休克蛋白表達,改善心臟功能,延緩心肌梗死后心力衰竭的發(fā)展。Yang等[15]證實,在小鼠缺血再灌注損傷模型中,SAHA可預防缺血再灌注引起的心肌內(nèi)線粒體功能障礙和丟失,并減少缺血前后心肌ROS的產(chǎn)生,保護心臟功能。Caspase-3活性增加表明細胞出現(xiàn)凋亡,是細胞凋亡的重要檢測指標。在本實驗中,燙傷后心肌細胞出現(xiàn)凋亡,隨傷后時間增加,心肌細胞凋亡數(shù)量持續(xù)增加,而caspase-3活性也顯著升高,而給予SAHA治療后,心肌細胞凋亡數(shù)量明顯減少,caspase-3活性明顯降低。本研究表明, SAHA能保護致死性燙傷大鼠心臟功能,可能與抑制心肌細胞凋亡、caspase-3活性有關(guān)。
綜上所述,本實驗通過SAHA對50%TBSAⅢ度燙傷大鼠心臟功能的影響研究,證實SAHA能保護致死性燙傷大鼠心臟功能,降低CK-MB水平,減輕心肌組織水腫,其作用機制可能與降低心肌組織內(nèi)caspase-3活性、抑制心肌細胞凋亡有關(guān),但具體機制有待進一步研究。