宋 瑾,王 超*,陽仁達(dá),馮 果,譚成富,劉薇薇,嚴(yán) 潔(湖南中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410208)
電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理對(duì)心肌缺血再灌注損傷大鼠線粒體膜電位、腺苷A1受體的影響
宋 瑾,王 超*,陽仁達(dá),馮 果,譚成富,劉薇薇,嚴(yán) 潔
(湖南中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410208)
目的 觀察電針內(nèi)關(guān)預(yù)處理對(duì)心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemic reperfusion injury,MIRI)大鼠心肌線粒體膜電位、腺苷A1受體的影響,探討電針預(yù)處理防治MIRI的可能作用機(jī)制。方法 40只SD雄性大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)、缺血再灌注組(模型組)、電針內(nèi)關(guān)穴組、電針環(huán)跳穴組,每組10只。采用冠脈結(jié)扎法造模,電針內(nèi)關(guān)組和電針環(huán)跳穴組在造模前,給予電針刺激 20 min/d,共7 d。采用熒光技術(shù)測(cè)定心肌細(xì)胞線粒體膜電位變化,免疫組化法測(cè)腺苷A1受體的表達(dá)。結(jié)果模型組線粒體膜電位及腺苷A1受體較假手術(shù)組明顯下降(P<0.01);電針內(nèi)關(guān)穴組線粒體膜電位較模型組、電針環(huán)跳穴組及假手術(shù)組明顯升高(P<0.05);電針內(nèi)關(guān)組腺苷A1受體較模型組、電針環(huán)跳穴組和假手術(shù)組明顯升高(P<0.01);模型組與電針環(huán)跳組間無明顯差異(P>0.05)。結(jié)論 電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理可以誘導(dǎo)腺苷A1受體的表達(dá),升高線粒體膜電位,對(duì)心肌細(xì)胞產(chǎn)生保護(hù)作用。
心肌缺血再灌注損傷;電針;內(nèi)關(guān)穴;線粒體膜電位;腺苷A1受體
心肌缺血再灌注損傷 (myocardial ischemic reperfusion injury,MIRI)是指較長(zhǎng)時(shí)間心肌缺血的基礎(chǔ)上,恢復(fù)血流灌注,即復(fù)灌后缺血和組織損傷并不減輕,反而加重甚至發(fā)生不可逆性損傷的現(xiàn)象。中醫(yī)針灸作為一種傳統(tǒng)的治療方法,也是治療冠心病的手段之一。本課題組大量的實(shí)驗(yàn)及臨床研究證明電針內(nèi)關(guān)穴對(duì)心肌缺血有明顯的改善作用[1-5]。腺苷是一種重要的神經(jīng)調(diào)質(zhì)主要分布于神經(jīng)系統(tǒng)中,主要有四種亞型(A1,A2,A3,A4),對(duì)保護(hù)組織發(fā)揮重要的作用,腺苷的神經(jīng)調(diào)節(jié)作用主要是通過腺苷A1受體實(shí)現(xiàn)的[6]。線粒體是真核生物細(xì)胞中非常重要的細(xì)胞器,線粒體介導(dǎo)的凋亡過程是重要的細(xì)胞凋亡途徑之一。本試驗(yàn)以心肌缺血再灌注大鼠為模型,分析電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理對(duì)大鼠MIRI后腺苷A1受體和線粒體膜電位的作用,為經(jīng)脈臟腑相關(guān)理論及針刺“治未病”,“胸脅內(nèi)關(guān)謀”理論在臨床的應(yīng)用提供依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)動(dòng)物
選取SPF級(jí)雄性SD大鼠,250~300 g,共40只,由湖南中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供(SYXK湘2013-0005,SCXK湘2013-0004)。隨機(jī)分為4組,假手術(shù)組、缺血再灌注組、針刺內(nèi)關(guān)穴組、針刺環(huán)跳穴組,每組10只。
1.2 主要試劑與設(shè)備
細(xì)胞凋亡線粒體膜電位檢測(cè)試劑盒 (南京建成生物工程研究所);免疫組化檢測(cè)腺苷A1受體試劑盒:腺苷A1受體抗體規(guī)格1mL (美國(guó)Santacruz公司),圖像分析軟件為IPP(Image-Pro-Plus),顯微鏡(MOTIC BA210T);華佗牌SDZ-Ⅴ型電子針療儀(蘇州醫(yī)療用品有限公司);漢醫(yī)牌一次性使用無菌針灸針(0.25 mm×13 mm,100支/盒)(長(zhǎng)春愛泉醫(yī)療器械有限公司);H1850醫(yī)用離心機(jī)臺(tái)式高速離心機(jī) (湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司);ECG-1106G數(shù)字式心電圖機(jī)(深圳市凱沃爾電子有限公司);ALCV108動(dòng)物呼吸肌 (上海奧爾科特生物科技有限公司);BDLSRⅡ型流式細(xì)胞儀(美國(guó)BD公司)。
1.3 造模方法
造模參照汪謙[7]的方法。大鼠以10%水合氯醛麻醉0.3 mL/100 g腹腔注射。行氣管插管后,接動(dòng)物人工呼吸機(jī),(頻率70~80次/min,潮氣量5~6 mL/ 100 g),然后沿左側(cè)第四、五肋骨間開胸,輕輕剪破心包膜,提起左心耳,在冠狀動(dòng)脈左前降支1/3處穿4“0”號(hào)線,置一硅膠管結(jié)扎,以心電圖T波高尖及冠脈左前降支結(jié)扎下段血管膨出或供血心肌發(fā)紺為造模成功標(biāo)志,結(jié)扎40 min后,剪開/取下硅膠管恢復(fù)左前降支灌流60 min,腹主動(dòng)脈取血 3~5 mL,摘取心臟。
1.4 穴位定位及處理方法
1.4.1 穴位定位 “內(nèi)關(guān)”“環(huán)跳”、穴定位參照林文注、王佩主編《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》并結(jié)合解剖學(xué)定位。內(nèi)關(guān):前肢內(nèi)側(cè)、離腕關(guān)節(jié)約3 mm左右的尺橈骨縫間。環(huán)跳穴位于股骨大轉(zhuǎn)子后上緣凹陷處。
1.4.2 處理方法 參照汪謙[7],假手術(shù)組和缺血再灌注組飼養(yǎng)至第7天,其中假手術(shù)組開胸,左冠狀動(dòng)脈前降支上、中1/3交界處穿線不結(jié)扎,40 min后,再灌注60 min,記錄心電圖,缺血再灌注組左冠狀動(dòng)脈前降支上、中1/3交界處穿線結(jié)扎,結(jié)扎40 min后,再灌注60 min,記錄心電圖。電針內(nèi)關(guān)穴組和電針環(huán)跳穴組在進(jìn)行MIRI造模之前7 d,每天給予電針刺激,分別針刺雙側(cè)“內(nèi)關(guān)”和“環(huán)跳”連接SDZ-V型電子針療儀 (10 Hz,疏密波),時(shí)間20 min,1次/d,共針刺7次后再行造模。
1.5 檢測(cè)指標(biāo)及方法
1.5.1 JC-1染色法測(cè)線粒體膜電位 取500 μl JC-1工作液將細(xì)胞均勻懸浮,37℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中孵育15~20 min;室溫離心(200 rpm/min,5 min)收集心肌細(xì)胞,用500 μL JC-1×染色結(jié)合液洗2次;吸取500 μL JC-1×染色結(jié)合液重新懸浮細(xì)胞,用流式細(xì)胞儀進(jìn)行流式檢測(cè)。
1.5.2 免疫組化法檢測(cè)心肌組織腺苷A1受體含量 將取材的心肌組織切成2~3 mm厚的小塊后用0.9%氯化納溶液洗凈,濾紙吸凈后迅速浸入4%多聚甲醛中固定,溫度4℃。60℃烤片30~60 min,先將切片置于二甲苯中10 min,2次。然后依次在100%,95%,85%和75%乙醇,每級(jí)放置5 min。再用蒸餾水浸洗5 min,將切片浸入0.01 M 枸櫞酸鹽緩沖液(pH 6.0),電爐或微波爐加熱至沸騰后斷電,間隔5~10 min后,反復(fù)1~2次。冷卻后0.01 M PBS (pH 7.2~7.6)洗滌3 min×3次;PBS沖洗3 min×3次;滴加適當(dāng)稀釋的一抗 (腺苷A1受體),4℃過夜。PBS沖洗5 min×3次;滴加50~100 μL抗兔IgG抗體-HRP多聚體,37℃孵育30 min,PBS沖洗5 min×3次;滴加預(yù)制好的顯色劑DAB工作液50~100 μL,室溫孵育1~5 min,鏡下控制反應(yīng)時(shí)間,蒸餾水洗滌;蘇木素復(fù)染5~10 min,蒸餾水沖洗,PBS返藍(lán);各級(jí)酒精(60%~100%)脫水,每級(jí)5 min。取出后置于二甲苯10 min,2次,中性樹膠封片、顯微鏡觀察。
1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法
2.1 電針內(nèi)關(guān)穴對(duì)大鼠心電圖T波的影響
各組大鼠術(shù)前T波比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),說明各組大鼠術(shù)前齊同可比。造模后各時(shí)段其余三組與假手術(shù)組比較差異非常顯著 (P<0.01或P<0.05),表明造模成功。結(jié)扎后40 min與再灌注后60 min:與缺血再灌注組比較,電針內(nèi)關(guān)穴組T波均明顯下降(P<0.01),而電針環(huán)跳穴組與缺血再灌注組之間無明顯差異(P>0.05),與電針內(nèi)關(guān)穴組比較,電針環(huán)跳穴組T波均明顯升高 (P<0.01)。以上結(jié)果提示:電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理能改善心肌缺血再灌注損傷大鼠心電圖T波。見表1。
表1 各組大鼠結(jié)扎后T波電壓的比較 (mv,n=10,±s)
表1 各組大鼠結(jié)扎后T波電壓的比較 (mv,n=10,±s)
注:與假手術(shù)組比較◆P<0.01,◆◆P<0.05;與缺血再灌注組比較△P<0.01;與電針內(nèi)關(guān)穴組比較*P<0.01。
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2.2 電針內(nèi)關(guān)穴對(duì)MIRI大鼠腺苷A1受體的影響
腺苷A1受體陽性染色信號(hào)為黃色或棕黃色 (深的可至褐色)染色 ,定位于細(xì)胞漿內(nèi)。計(jì)算平均 IOD值,即視野下的陽性表達(dá)部位的累積光密度和視野下樣品面積的比值,得出陽性染色強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)主要采用平均IOD值作為腺苷A1受體組織化學(xué)染色陽性的參數(shù)。發(fā)現(xiàn)缺血再灌注組平均IOD較假手術(shù)組明顯下降(P<0.01),電針內(nèi)關(guān)穴組平均IOD較缺血再灌注組明顯升高(P<0.01),與電針環(huán)跳穴組相比電針內(nèi)關(guān)穴組平均IOD明顯升高(P<0.01),而電針環(huán)跳電針穴組與缺血再灌注組間無明顯差異(P>0.05),環(huán)跳穴組與假手術(shù)組間無明顯差異(P>0.05)。見表2。
2.3 電針內(nèi)關(guān)對(duì)MIRI大鼠線粒體膜電位的影響比較
當(dāng)線粒體膜電位較高時(shí)JC-1聚集在線粒體的基質(zhì)中,形成聚合物,可以產(chǎn)生紅色熒光;在線粒體膜電位較低時(shí),JC-1不能聚集在線粒體的基質(zhì)中,形成單體,產(chǎn)生綠色熒光,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡的情況,綠色熒光通過FITC通道通常為FL1來檢測(cè),紅色熒光通過PI通道通常為FL2來檢測(cè)。正常細(xì)胞{FL-1亮,F(xiàn)L-2亮;R1},凋亡細(xì)胞{FL-1亮,F(xiàn)L-2暗;R2},流失檢驗(yàn)結(jié)果如圖1,R1(右上限)代表正常細(xì)胞,R2(右下限)代表凋亡細(xì)胞。流式細(xì)胞儀檢測(cè)到的顯綠色熒光的細(xì)胞數(shù)(凋亡細(xì)胞)可間接反映細(xì)胞線粒體膜電位的大小,凋亡細(xì)胞值越大,線粒體膜電位就越低。如表3所示缺血再灌注組凋亡細(xì)胞較假手術(shù)組有所升高(P<0.01),則線粒體膜電位就越低;電針內(nèi)關(guān)穴組凋亡細(xì)胞較缺血再灌注組和電針環(huán)跳穴組明顯下降(P<0.05),則線粒體膜電位越高;而電針環(huán)跳穴組與缺血再灌注組間無明顯差異(P>0.05)。以上結(jié)果提示電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理可以使MIRI大鼠線粒體膜電位升高。
表2 各組大鼠腺苷A1受體的平均IOD比較結(jié)果 (n=10,±s)
表2 各組大鼠腺苷A1受體的平均IOD比較結(jié)果 (n=10,±s)
注:與假手術(shù)組相比,◆P<0.01;與缺血再灌注組相比,△P<0.01;與電針環(huán)跳穴組相比,▼P<0.01。
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表3 各組大鼠心肌凋亡細(xì)胞(線粒體膜電位)的比較 (n=10,±s)
表3 各組大鼠心肌凋亡細(xì)胞(線粒體膜電位)的比較 (n=10,±s)
注:與假手術(shù)組相比,◆P<0.05,◆◆P<0.01;與缺血再灌注組相比,△P<0.05;與電針環(huán)跳穴組相比,▼P<0.05。
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圖1 各組流式檢驗(yàn)凋亡細(xì)胞結(jié)果
冠狀動(dòng)脈左前降支是左心供血最主要的血管,通過結(jié)扎大鼠冠狀動(dòng)脈左前降支造心肌缺血再灌注模型是觀察心肌保護(hù)最常用的模型。心肌缺血再灌注損傷是指在心肌血供中斷一定時(shí)間后恢復(fù)血供,原缺血心肌發(fā)生較血供恢復(fù)前更為嚴(yán)重的損傷,表現(xiàn)為閉塞的冠狀動(dòng)脈再通、梗死區(qū)血液灌流重建后一段時(shí)間內(nèi),出現(xiàn)血壓驟降、心功能不全、心律失常甚至卒死等現(xiàn)象[8]。針灸預(yù)處理,是指預(yù)先采用針灸的方法對(duì)機(jī)體的某些腧穴進(jìn)行刺激,增強(qiáng)機(jī)體的抗病與應(yīng)變能力,并產(chǎn)生阻抑或減輕隨后疾病損傷的方法,研究表明針灸預(yù)處理能啟動(dòng)機(jī)體的內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制,調(diào)動(dòng)各種自我反饋和調(diào)節(jié)機(jī)制以維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,進(jìn)而產(chǎn)生防病減病的保護(hù)作用。
腺苷是人體組織內(nèi)產(chǎn)生的一種內(nèi)源性核苷,是一種抗炎物質(zhì),對(duì)心臟功能有多方面的作用。腺苷A1受體與腺苷的親和力最高,主要分布于心肌細(xì)胞內(nèi),通過調(diào)節(jié)增加細(xì)胞內(nèi)K+和降低慢通道Ca2+內(nèi)流量而抑制竇房結(jié)自律性和降低房室結(jié)傳導(dǎo)性[9]。有研究表明,腺苷A1受體激動(dòng)劑(CCPA)通過與細(xì)胞膜上的A1受體結(jié)合,激活PKC,導(dǎo)致KATP通道開放,穩(wěn)定線粒體膜電位和減少ROS生成,從而抑制mPTP開放,保護(hù)心肌細(xì)胞[10]。本實(shí)驗(yàn)中缺血再灌注組平均IOD較假手術(shù)組明顯下降(P<0.01),說明缺血再灌注損傷會(huì)抑制腺苷A1受體的表達(dá);電針內(nèi)關(guān)組平均IOD較缺血再灌注組明顯升高 (P<0.01),與電針環(huán)跳組相比電針內(nèi)關(guān)組平均IOD明顯升高(P<0.01),電針內(nèi)關(guān)組腺苷A1受體陽性率表達(dá)明顯高于模型組和電針環(huán)跳穴組。以上結(jié)果說明電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理可以激活心肌細(xì)胞腺苷A1受體的表達(dá),與環(huán)跳穴相比,內(nèi)關(guān)穴對(duì)保護(hù)心肌細(xì)胞具有特異性作用。
線粒體是介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的重要細(xì)胞器,線粒體膜電位是維持線粒體功能和結(jié)構(gòu)的根本,它的改變將會(huì)造成線粒體膜發(fā)生一系列的功能和狀態(tài)的變化。線粒體膜電位的喪失是心肌細(xì)胞凋亡早期的一個(gè)顯著的特征。針灸可以調(diào)節(jié)線粒體能量代謝,介導(dǎo)線粒體的功能而抑制細(xì)胞凋亡,維持細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài),以及發(fā)揮對(duì)線粒體DNA的影響等方面的作用[11]。本研究結(jié)果顯示,與假手術(shù)組比,缺血再灌注組出現(xiàn)大量凋亡細(xì)胞,且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明缺血再灌注損傷會(huì)導(dǎo)致線粒體膜電位下降,破壞線粒體膜的完整性;同時(shí)與缺血再灌注組比,電針內(nèi)關(guān)組凋亡細(xì)胞數(shù)明顯減少,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果說明電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理可以提高心肌細(xì)胞線粒體膜電位,減少心肌細(xì)胞凋亡,從而保護(hù)心??;與電針環(huán)跳組相比,電針內(nèi)關(guān)穴組心肌細(xì)胞凋亡數(shù)明顯減少,差異具有統(tǒng)計(jì)意義,說明內(nèi)關(guān)穴作為手厥陰心包經(jīng)之絡(luò)穴,對(duì)保護(hù)心肌具有特異性作用。
以上結(jié)果說明電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理可以誘導(dǎo)MIRI大鼠腺苷A1受體的表達(dá),減少心肌細(xì)胞線粒體膜電位下降,其可能作用機(jī)制是針灸內(nèi)關(guān)預(yù)處理通過誘導(dǎo)腺苷A1受體的表達(dá),從而穩(wěn)定線粒體膜電位,保護(hù)心肌細(xì)胞線粒體膜的完整,抑制心肌細(xì)胞凋亡,減輕心肌細(xì)胞損傷程度,從而對(duì)心肌缺血再灌注起到保護(hù)作用,同時(shí)也進(jìn)一步說明了內(nèi)關(guān)治療胸脅部疾病的特異性,內(nèi)關(guān)穴為手厥陰心包經(jīng)之絡(luò)穴,又為八脈交會(huì)穴之一,通于陰維脈,手厥陰心包經(jīng)起于胸中,出屬心包絡(luò),向下通過橫膈,從胸至腹依次聯(lián)絡(luò)上、中、下三焦,為經(jīng)脈臟腑相關(guān)理論及針灸“治未病”,“胸脅內(nèi)關(guān)謀”理論在臨床的應(yīng)用提供依據(jù),從而更好的指導(dǎo)我們臨床上應(yīng)用電針內(nèi)關(guān)治療心血管疾病。
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(本文編輯 匡靜之)
Effects of Electroacupuncture at Neiguan Point on Mitochondrion Membrane Potential and Adenosine A1 Receptor in Rats with Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury
SONG Jin,WANG Chao*,YANG Renda,FENG Guo,TAN Chengfu,LIU Weiwei,YAN Jie
(College of Acupuncture and Massage,Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410208,China)
Objective To explore the cardioprotective mechanisms of electroacupuncture (EA)at Neiguan point and observe the effect of mitochondrial membrane potential and adenosine A1 receptors in rats with myocardial ischemia-reperfusion injury.Methods The 40 SD male rats were randomly divided into the sham-operation group,ischemia reperfusion (model group),EA Neiguan group and EA Huantiao group,10 rats in each group.The models were established by ligating the coronary artery.The EA Neiguan group and EA Huantiao group were given electroacupuncture stimulation pretreatment 20 min every day lasting for 7 days before establishing MIRI model respectively.The mitochondrial membrane potential was tested by fluorescent technique.The expression of adenosine A1 receptor was determined by Immunohistochemical method.Results The mitochondrial membrane potential and adenosine A1 receptor contents of model group decreased significantly than those of control sham-operation group with obviously statistical difference (P<0.01).The mitochondrial membrane potential of EA Neiguan group increased than those of model group,control sham-operation group and EA Huantiao group (P<0.05).The adenosine A1 receptor increased significantly than model group,EA Huantiao group and control sham-operation group (P<0.01).But there was no significandy difference between model group and EA Huantiao group(P>0.05).Conclusion The EA at Neiguan point preconditioning could induce the expression of adenosine A1 receptor,increase mitochondrial membrane potential,and have a protection on myocardial cells.
MIRI;eletroacupuncture;Neiguan point;mitochondrial membrane potential;adenosine A1 receptor
R245.9
A
doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2017.04.016
2016-09-11
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81574080);湖南省中醫(yī)藥管理局課題(2015211);湖南省高校創(chuàng)新平臺(tái)開放基金項(xiàng)目(15k093);2015年針灸推拿學(xué)湖南省“十二五”重點(diǎn)學(xué)科開放基金資助項(xiàng)目(06)。
宋 瑾,女,在讀碩士研究生,研究方向:經(jīng)脈-臟腑相關(guān)規(guī)律與機(jī)制研究。
*王 超,女,醫(yī)學(xué)碩士,副教授,碩士研究生導(dǎo)師,E-mail:592436380@qq.com。
本文引用:宋 瑾,王 超,陽仁達(dá),馮 果,譚成富,劉薇薇,嚴(yán) 潔.電針內(nèi)關(guān)穴預(yù)處理對(duì)心肌缺血再灌注損傷大鼠線粒體膜電位、腺苷A1受體的影響[J].湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2017,37(4):402-405.