郭竹英, 徐芒華, 赫 瑋, 王世婷△
(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院1檢驗(yàn)科,2實(shí)驗(yàn)中心,上海 201900)
隨著臨床冠脈溶栓術(shù)、經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)成形術(shù)和動(dòng)脈搭橋等手術(shù)的發(fā)展,缺血再灌注(ischemia-reperfusion, IR)損傷在臨床中十分常見(jiàn)且難以避免,是影響缺血性疾病治療效果的重要因素。糖尿病(diabetes mellitus,DM)患者心肌梗死的發(fā)病率明顯高于非糖尿病患者,如何預(yù)防與治療糖尿病患者的IR損傷越來(lái)越受到人們的關(guān)注。1986年Murry等[1]提出心肌缺血預(yù)適應(yīng)(ischemic preconditioning,IPC)的概念,即預(yù)先1次或反復(fù)短時(shí)間缺血可以對(duì)隨后長(zhǎng)時(shí)間缺血再灌注損傷的心肌產(chǎn)生保護(hù)作用,是一種有效的內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制。此后,大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)IPC在心肌缺血再灌注損傷中具有減少心肌梗死面積、降低心律失常發(fā)生率和保護(hù)心肌舒縮功能的作用,這種被大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)有效的缺血再灌注心肌保護(hù)方法在糖尿病動(dòng)物模型上卻出現(xiàn)了不同的結(jié)果[2]:早期輕度糖尿病的心肌通過(guò)上調(diào)PI3K/Akt信號(hào)通路,使細(xì)胞凋亡相關(guān)基因表達(dá)下調(diào)而表現(xiàn)出對(duì)IR敏感性降低,損傷減輕[3];但隨著誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),心肌細(xì)胞對(duì)IR損傷敏感性增高[4],IPC的心肌保護(hù)效果明顯減弱。而我們?cè)?型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)模型大鼠離體心臟實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)T1DM大鼠4周時(shí)對(duì)IR損傷的耐受性增強(qiáng),IPC保護(hù)作用弱于對(duì)應(yīng)的正常大鼠,8周時(shí)IPC保護(hù)作用消失[5]。糖尿病的持續(xù)時(shí)間可能是影響心肌對(duì)IR損傷敏感性和IPC保護(hù)作用的重要因素。
脂聯(lián)素(adiponectin,APN)基因是Scherer等[6]于1995年對(duì)小鼠3T3-L脂肪細(xì)胞cDNA測(cè)序時(shí)發(fā)現(xiàn)的一段新序列,有研究表明敲除APN基因的大鼠心肌細(xì)胞IR損傷加重,心肌梗死面積明顯擴(kuò)大[7-8];在正常和糖尿病鼠轉(zhuǎn)染APN后,IR損傷所致的心肌梗死面積及心肌細(xì)胞凋亡指數(shù)均降低[9-10],因此APN在正常和DM鼠IR損傷心肌中均具有保護(hù)作用,但在2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)中APN的這種心肌保護(hù)作用降低[11]。脂聯(lián)素的這些效應(yīng)必須通過(guò)脂聯(lián)素受體的介導(dǎo)來(lái)完成。2003年Yamauchi等[12]從Ba/F3細(xì)胞中提取出APN特異性受體的cDNA,把其編碼的2種蛋白質(zhì)分別命名為脂聯(lián)素受體1(adiponectin receptor 1,Ad-R1)和脂聯(lián)素受體2(adiponectin receptor 2,Ad-R2), Ad-R1主要分布在骨骼肌和心肌,Ad-R2主要分布在肝組織,脂聯(lián)素通過(guò)結(jié)合脂聯(lián)素受體發(fā)揮其作用。雖然Ad-R1和Ad-R2已被克隆,研究表明這些受體的刺激與葡萄糖穩(wěn)態(tài)有關(guān)[13],但關(guān)于Ad-R在糖尿病IR和IPC中的表達(dá)變化及其與APN在兩類糖尿病大鼠的心肌IR損傷和IPC保護(hù)中的作用差異研究較少。
因此本研究制備T1DM和T2DM模型大鼠,觀察不同病程對(duì)DM大鼠IPC的影響, 并探討心肌APN與Ad-R1在1型及2型糖尿病大鼠心肌IR損傷和IPC保護(hù)作用中的變化,為更好地判斷糖尿病心血管疾病預(yù)后及治療提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1動(dòng)物及飼料 選取8~10周齡清潔級(jí)Sprague-Dawley (SD)大鼠250只,體質(zhì)量(192±23) g,雌雄兼用,生產(chǎn)許可證:西普爾-必凱實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司 SCXK(滬)2003-0002,自由飲食,在室溫20~23 ℃、濕度45%條件下飼養(yǎng),實(shí)驗(yàn)前在恒溫室[(20±3) ℃]飼養(yǎng)適應(yīng)1周,選出生長(zhǎng)正常的健康動(dòng)物。高脂飼料購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,含豬油15%、蛋黃粉10%、膽固醇2%、膽酸0.02%和基礎(chǔ)飼料72.98%,脂肪供能比為48%。
1.2主要試劑 鏈脲佐菌素(streptozocin,STZ)購(gòu)自Sigma (Cat: S0130);兔抗大鼠脂聯(lián)素受體1抗體購(gòu)自北京博奧森生物技術(shù)有限公司(Cat: bs-0610R);HRP標(biāo)記的山羊抗兔IgG (H+L) II抗購(gòu)自Jackson ImmuoResearch (Cat: 111-035-003);Wes-tern blot化學(xué)發(fā)光試劑盒購(gòu)自Millipore (Cat: WBKLS0100);大鼠胰島素檢測(cè)試劑盒購(gòu)自Mercodia (Cat: 16070);脂聯(lián)素檢測(cè)試劑盒購(gòu)自Assaypro (Cat: ERA2500-1)。
2.1DM動(dòng)物模型制備和采血 T1DM組:85只SD大鼠普通飼料喂養(yǎng) 1 個(gè)月,禁食12 h后腹腔注射高劑量STZ(0.1 mol/L,枸櫞酸緩沖液溶解),60 mg/kg,繼續(xù)普通飼料喂養(yǎng),72 h后空腹剪尾采血,采用OneTouch血糖測(cè)定儀(LifeScan)測(cè)定血糖,血糖大于16.7 mmol/L,持續(xù)1周以上,并出現(xiàn)糖尿病“三多一少”癥狀(多飲、多食、多尿、體重減輕)定為造模成功,繼續(xù)普通飼料喂養(yǎng);T2DM組:85只SD大鼠用高脂飲食喂養(yǎng)1個(gè)月后,禁食12 h,腹腔注射低劑量STZ(0.1 mol/L,枸櫞酸緩沖液溶解)35 mg/kg,72 h后空腹剪尾采血測(cè)定血糖,血糖大于16.7 mmol/L,持續(xù)1周以上,胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)高為造模成功,繼續(xù)高脂飲食喂養(yǎng);正常對(duì)照(normal)組:取SD大鼠80只,用普通飼料喂養(yǎng),腹腔注射等量枸櫞酸緩沖液。每2周空腹后剪尾采血測(cè)定血糖并測(cè)體重1 次,3組大鼠分別在注射STZ和枸櫞酸緩沖液后4周和8周眼眶靜脈叢采集血樣分離血清,-80 ℃保存?zhèn)溆?,離心后測(cè)定胰島素和脂聯(lián)素。所有大鼠專人飼養(yǎng),自由飲食、飲水,不給予胰島素等降糖治療。
2.2DM動(dòng)物模型分組 大鼠注射STZ和枸櫞酸緩沖液4周及8周后,將成功建模的大鼠再分為4周和8周組,共6組,每組剔去一般情況特別不好的大鼠,進(jìn)一步篩選出40只備用以防Langendorff方法建立離體心臟體外灌流模型時(shí)偶爾的不成功;在進(jìn)行Langendorff灌流時(shí)normal、T1DM和T2DM這3組大鼠再分別隨機(jī)分為對(duì)照(control, Con)組、IR組和IPC組,確保每個(gè)亞組有12只大鼠,其中6只大鼠心臟用于心肌梗死面積測(cè)定,6只用于制備組織勻漿。
2.3Langendorff方法建立離體心臟體外灌流模型 取出心臟立即放入0~4 ℃ Krebs-Henseleit (K-H)液中,輕輕擠壓心臟,排空心臟內(nèi)殘留的血液,將主動(dòng)脈固定于灌流裝置中的心臟套管上,立即用95%O2+5%CO2飽和的K-H液進(jìn)行逆行灌流。K-H液的成分為(mmol/L): NaCl 118.4, KC1 4.7, MgSO41.1, KH2PO41.18, NaHCO324.5, CaCl22.55, glucose 1.1, pH 7.4。富氧灌流液充以95%O2+5%CO2混合氣體,乏氧灌流液充以95%N2+5%CO2混合氣體。IR組心臟富氧灌流液灌流15 min(預(yù)灌),乏氧灌流液灌流30 min(缺血),富氧灌流液再灌流40 min(再灌注);IPC組心臟預(yù)灌后,乏氧灌流液灌流5 min(短暫缺血),富氧灌流液灌流5 min(短暫復(fù)灌),重復(fù)3次,再行長(zhǎng)時(shí)間缺血再灌注處理(同IR組); Con組大鼠心臟富氧灌流液灌流100 min。
2.4血清胰島素水平測(cè)定 胰島素檢測(cè)采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA),按試劑盒操作說(shuō)明檢測(cè),并計(jì)算HOMA-IR,其計(jì)算公式為:HOMA-IR=空腹血糖水平(mmol/L)×空腹胰島素水平(mU/L)/22.5。
2.5血清脂聯(lián)素水平測(cè)定 采用ELISA方法按照試劑盒(Cat: ERA2500-1; Lot: 031101003)說(shuō)明檢測(cè)大鼠血清脂聯(lián)素水平,按1∶500稀釋血清標(biāo)本,用Model 680型酶標(biāo)儀(Bio-Rad)讀取450 nm處的吸光度。
2.6灌流冠脈流出液肌酸激酶(creatine kinase,CK)和乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性測(cè)定 根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,收集各組大鼠最后一次再灌流(40 min再灌注)期間10 min這一時(shí)點(diǎn)的冠脈流出液,采用速率法在LX20型全自動(dòng)生化分析儀(Beckman Coulter)上測(cè)定冠脈流出液中CK和LDH的活性。
2.7左心室乳頭肌超微結(jié)構(gòu)改變 每組隨機(jī)選取1只大鼠,再灌注結(jié)束后,將表面水分吸除后將心室腔暴露,用夾子夾住并取左室乳頭肌,之后用2.5%戊二醛和1%鋨酸固定,進(jìn)一步脫水、包埋、切成超薄切片,然后隨機(jī)選取一部分用醋酸雙氧鈾-枸櫞酸鉛染色。H-7500型透射電鏡(Hitachi)觀察超薄切片,拍照并觀察乳頭肌超微結(jié)構(gòu)。
2.8心肌梗死區(qū)域面積的測(cè)定 采用四唑氮藍(lán)(nitroblue tetrazolium,NBT)染色法測(cè)量心肌梗死面積。每組隨機(jī)選6只大鼠,灌注結(jié)束后剪去心房,吸干心臟表面水分,置于-20 ℃冰箱1 h后取出,趁未解凍前將心臟從心尖向心底方向切片,每片厚約3 mm,浸于pH 7.4、0.25%的NBT磷酸鹽緩沖液中,放入37 ℃恒溫水浴箱孵育10 min,其間每分鐘攪拌1次,非梗死區(qū)染為藍(lán)色,梗死區(qū)不染色。隨后置于10%甲醛溶液固定約20 min。將處理后的切片固定于2層樹(shù)脂玻璃中間并拍照,之后采用Image Tool軟件計(jì)算心肌梗死區(qū)域所占比例。
2.9心肌組織勻漿的制備 每組隨機(jī)選6只大鼠,再灌注結(jié)束后剪去心房,吸干心臟表面水分后,稱取100~200 mg組織,剪成小塊,置于2.0 mL EP管中,用預(yù)冷PBS洗滌1~2次,按照1 ∶9的比例加入PBS制備勻漿,-80 ℃保存用于檢測(cè)APN和Ad-R1表達(dá)水平。
2.10心肌組織APN水平檢測(cè) 取上述組織勻漿,4 ℃、500×g離心3 min,上清用于ELISA檢測(cè),按照大鼠ELISA試劑盒說(shuō)明書(shū)檢測(cè)上清液中脂聯(lián)素水平。上清液用樣本稀釋液1∶50稀釋,Model 680型酶標(biāo)儀讀取450 nm處的吸光度(A)值。
2.11心肌組織Ad-R1水平檢測(cè) 取大鼠心肌組織的勻漿樣本進(jìn)行Western blot。目的蛋白的I 抗稀釋度為1 ∶400,抗GAPDH的 I 抗稀釋度為1∶6 000,4 ℃過(guò)夜,II 抗[山羊抗兔IgG(H+L),稀釋度為1 ∶2 000] 室溫振蕩孵育2 h,洗滌后顯影。采用Image-Pro Plus 6.0圖像分析系統(tǒng)對(duì)各條帶的總灰度值作相對(duì)定量比較分析。
定量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示,采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 17.0進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)、方差齊性檢驗(yàn)和單因素方差分析(one-way ANOVA),各組間兩兩比較用Bonferroni校正的t檢驗(yàn)。以P<0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
如表1所示,T1DM大鼠血糖≥16.7 mmol/L,體重較正常大鼠減輕,表明造模成功;T2DM大鼠血糖≥16.7 mmol/L,HOAM IR明顯高于正常和T1DM大鼠,說(shuō)明造模成功;糖尿病大鼠血清APN水平明顯低于正常組,尤以T2DM為低。
表1 DM模型制備后各組大鼠體重、血糖、血清胰島素和血清APN水平以及HOMA-IR的變化
*P<0.05vsnormal group.
如圖1所示,與Con組相比,IR組大鼠(包括normal、T1DM和T2DM)心臟冠脈流出液中的LDH和CK活性顯著增加(P<0.01);糖尿病大鼠(包括T1DM和T2DM)4周時(shí),IPC組較IR組的LDH和CK活性顯著降低(P<0.01),而8周時(shí)兩組LDH和CK活性的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性。
Figure 1. The changes of LDH (A) and CK (B) released in coronary effluent after reperfusion in all groups. Mean±SD.n=12.**P<0.01 Con group;##P<0.01vsIR group.
電鏡下可見(jiàn)normal大鼠Con組左室乳頭肌線粒體、核膜完整,嵴清晰,肌小節(jié)完整,肌絲排列整齊;糖尿病大鼠8周 時(shí)Con組部分線粒體輕度腫脹,可見(jiàn)收縮帶或空泡,而IR組表現(xiàn)為線粒體腫脹,呈空泡狀,嵴消失或變形,肌絲溶解甚至消失,肌小節(jié)結(jié)構(gòu)破壞,細(xì)胞核內(nèi)染色體核邊聚等改變;normal大鼠IPC組較糖尿病IPC組線粒體上述改變均有不同程度的改善,見(jiàn)圖2。
在normal、T1DM和T2DM大鼠IR組的心肌梗死區(qū)域面積較對(duì)應(yīng)的Con組均顯著增加(P<0.01);T1DM和T2DM大鼠4周時(shí)的IPC組較IR組心肌梗死區(qū)域面積顯著降低(P<0.01),而8周時(shí),IPC組較IR組心肌梗死區(qū)域面積略有降低,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性,見(jiàn)圖3。
Figure 2. Transmission electron microscopic images of left ventricular papillary muscles from the rats in all groups at 8 weeks. Scale bar=2 μm.
Normal和T1DM大鼠Con、IR和IPC各組的心肌組織脂聯(lián)素含量均無(wú)改變;但T2DM大鼠IR組的心肌組織脂聯(lián)素含量在4和8周時(shí)均較Con組明顯減少(P<0.01),T2DM大鼠IPC組4周時(shí)的脂聯(lián)素含量明顯高于IR組(P<0.05),而8周時(shí)2組結(jié)果的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性,見(jiàn)圖4。
Western blot結(jié)果顯示,normal大鼠Con、IR和IPC各組的心肌組織Ad-R1表達(dá)量均無(wú)改變;而T1DM大鼠中, IR組4周和8周的心肌組織Ad-R1表達(dá)量較Con組明顯增加(P<0.01),IPC組較對(duì)應(yīng)IR組Ad-R1表達(dá)量降低(P<0.01);同樣,在T2DM大鼠,IR組4周和8周的心肌組織Ad-R1表達(dá)量較Con組明顯增加(P<0.01),而IPC組4周較對(duì)應(yīng)IR組Ad-R1表達(dá)量降低(P<0.01),8周時(shí)2組Ad-R1表達(dá)量的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性,見(jiàn)圖5。
心肌缺血預(yù)適應(yīng)是心肌經(jīng)過(guò)幾次反復(fù)短暫的缺血后,對(duì)隨后長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性缺血損傷耐受性增強(qiáng)的一種適應(yīng)性機(jī)制,是防止心肌IR損傷的有效方法[14],目前研究[15]認(rèn)為IPC是心臟的一種自我保護(hù)機(jī)制,可觸發(fā)心臟在缺血早期釋放某些內(nèi)源性活性物質(zhì),經(jīng)中介物激活效應(yīng)物,通過(guò)細(xì)胞內(nèi)多介質(zhì)多途徑的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)調(diào)節(jié)心臟功能。本研究結(jié)果顯示無(wú)論是T1DM還是T2DM模型大鼠,4周時(shí)IR組的LDH及CK活性和心梗面積均較各自的Con組顯著增加,4周時(shí)IPC組中各損傷指標(biāo)較IR組明顯回落,而8周時(shí)IPC組各指標(biāo)較對(duì)應(yīng)的IR組無(wú)明顯差異,表明T1DM和T2DM模型大鼠在4周時(shí)有IPC保護(hù)作用,但到8周時(shí)這種保護(hù)作用基本消失;normal組大鼠4周和8周時(shí)IPC組的LDH與CK活性、心肌超微結(jié)構(gòu)改變及心肌梗死面積較對(duì)應(yīng)的IR組均有明顯改變,normal組大鼠始終存在IPC保護(hù)。進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),DM大鼠4周時(shí)IR組的LDH和CK活性及心肌梗死面積都小于normal大鼠4周的IR組我們?cè)鴪?bào)道的超微結(jié)構(gòu)也顯示T1DM大鼠4周時(shí)IR組的心肌線粒體明顯腫脹,部分肌絲溶解、肌小節(jié)結(jié)構(gòu)破壞,但損傷程度較大鼠4周時(shí)IR組輕[5],與本次T2DM大鼠4周時(shí)的結(jié)果相似。以上結(jié)果提示1型和2型糖尿病早期如4周時(shí)其本身所致的較輕的心肌損傷都可能是一種預(yù)適應(yīng),可減輕IR損傷。糖尿病早期對(duì)抗IR損傷的耐受力增強(qiáng),隨著糖尿病病程的延長(zhǎng),其心肌對(duì)IR損傷的抵抗作用減弱。根據(jù)這一現(xiàn)象,Hadour等[16]推測(cè)機(jī)體在糖尿病早期可能產(chǎn)生了“代謝預(yù)適應(yīng)”,這種適應(yīng)在糖尿病早期發(fā)揮了抗氧化、抗凋亡、保護(hù)心肌的作用。隨著糖尿病時(shí)間的延長(zhǎng),其本身所致的心肌損傷也加重,IPC保護(hù)作用消失(DM大鼠8周時(shí)IPC組電鏡所示的心肌超微結(jié)構(gòu)損傷與相應(yīng)IR組近似)。長(zhǎng)期高脂環(huán)境引起能量代謝障礙,心肌耗氧量增高和心肌細(xì)胞衰老導(dǎo)致對(duì)缺血缺氧的耐受力下降,而在缺血再灌注過(guò)程中,大量氧自由基和炎癥因子的釋放,使體內(nèi)氧化-抗氧化系統(tǒng)失衡,使心肌處于氧化應(yīng)激狀態(tài)而加重了糖尿病患者心肌的IR損傷。有研究表明老年鼠由于心臟氧化應(yīng)激水平增加,致線粒體損傷和細(xì)胞凋亡,從而導(dǎo)致心臟IPC保護(hù)作用減弱[17]。DM大鼠隨著時(shí)間延長(zhǎng),eNOS表達(dá)上調(diào),氧化應(yīng)激增加,細(xì)胞凋亡[4]。這種氧化應(yīng)激通路的變化是DM大鼠8周時(shí)IPC保護(hù)作用減弱或消失的原因之一。
Figure 3. The changes of myocardial infarct area in all groups. Mean±SD.n=6.**P<0.01vsCon group;##P<0.01vsIR group.
Figure 4. The changes of APN levels in the cardiac tissue in all groups. Mean±SD.n=6.** P<0.01vsCon group;##P<0.05vsIR group.
脂聯(lián)素是脂肪組織分泌的一種脂肪細(xì)胞因子,在血清中含量豐富,與肥胖、脂代謝異常及T2DM的抗心肌IR損傷等密切相關(guān),研究發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)胞等均可分泌APN[18]。當(dāng)在體心臟發(fā)生IR損傷時(shí)血清APN通過(guò)結(jié)合受體發(fā)揮抗心肌IR損傷等作用,當(dāng)離體心臟IR損傷時(shí)心肌局部分泌具有生物活性的APN,保護(hù)心肌免受IR損傷,其機(jī)制與Ad-R1變化和降低氧化硝化應(yīng)激有關(guān)[8]。我們檢測(cè)了心臟離體實(shí)驗(yàn)前血清APN含量和離體實(shí)驗(yàn)后心肌組織APN含量和Ad-R1蛋白表達(dá)水平,結(jié)果顯示,normal組大鼠心肌APN和Ad-R1經(jīng)IR和IPC處理后較Con處理無(wú)變化,說(shuō)明心肌APN和Ad-R1不參與正常大鼠離體心臟的IR損傷和IPC保護(hù)作用。T1DM組大鼠血清APN較正常大鼠降低,離體心臟行IR處理后較Con組心肌APN無(wú)變化,但心肌Ad-R1表達(dá)較Con組升高。這種升高可能與血清APN下降有關(guān)。APN由脂肪組織分泌,T1DM大鼠體重下降、脂肪組織減少而導(dǎo)致血清APN減少;當(dāng)行離體心臟IR處理時(shí),心肌分泌APN又沒(méi)有變化,可能導(dǎo)致心肌本身通過(guò)升高Ad-R1表達(dá)來(lái)對(duì)抗IR損傷;當(dāng)行IPC處理時(shí)心肌損傷較IR組輕,心肌Ad-R1表達(dá)較IR組減少,IPC組的Ad-R1表達(dá)量較IR組顯著降低,同時(shí)結(jié)合T1DM離體心臟經(jīng)IR和IPC處理其心肌APN含量均無(wú)變化,推測(cè)T1DM離體心臟早期IPC保護(hù)作用與心肌分泌APN無(wú)關(guān),但可能與心肌Ad-R1有一定關(guān)聯(lián)。有研究報(bào)道在T1DM心肌細(xì)胞Ad-R1表達(dá)隨著糖尿病持續(xù)時(shí)間而變化,低脂聯(lián)素血癥是T1DM小鼠IR損傷的主要原因[10, 19]。T2DM組大鼠血清APN較正常和T1DM大鼠更為降低,離體心臟行IR處理后較Con組心肌APN明顯減少,心肌Ad-R1表達(dá)升高,4周時(shí)大鼠心肌APN含量IPC組較IR組明顯回升,Ad-R1較IR組顯著下降,8周大鼠IPC組較IR組心肌APN含量和Ad-R1表達(dá)均無(wú)變化。這些結(jié)果提示4周時(shí)T2DM大鼠IR損傷與心肌APN含量下降有關(guān),心肌分泌的APN參與了T2DM大鼠早期的IPC保護(hù)作用。T2DM大鼠心肌APN與Ad-R1表達(dá)量變化關(guān)系提示,4周時(shí)T2DM大鼠經(jīng)IR處理,Ad-R1代償性升高以彌補(bǔ)APN含量的下降所致的心肌損傷,推測(cè)T2DM大鼠IR處理本身產(chǎn)生了心肌局部的低脂聯(lián)素癥;而IPC組較IR組心肌Ad-R1表達(dá)水平下降考慮與心肌APN含量較高足以維持心肌保護(hù)作用有關(guān),推測(cè)IPC處理可改善IR處理所致的局部低脂聯(lián)素癥。隨著病程延長(zhǎng),8周時(shí)T2DM大鼠血清和心肌APN含量進(jìn)一步降低,Ad-R1的調(diào)節(jié)功能衰退,最終導(dǎo)致IPC保護(hù)作用消失。有研究表明心肌APN和Ad-R1蛋白表達(dá)下降以及胰島素抵抗促進(jìn)2型糖尿病心肌病的發(fā)生發(fā)展[20],這可能是后期T2DM大鼠心肌IPC保護(hù)作用減弱甚至消失的因素之一。
Figure 5. The changes of Ad-R1 levels in cardiac tissue in all groups. Mean±SD.n=6.**P<0.01vsCon group;##P<0.01vsIR group.
綜上所述,在1型和2型糖尿病大鼠,糖尿病本身可致心肌損傷,早期產(chǎn)生“預(yù)適應(yīng)”保護(hù)作用,對(duì)IR損傷的耐受性較正常大鼠增強(qiáng),且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)這種損傷逐漸加重,在4周糖尿病心臟IPC具有一定的保護(hù)作用但弱于正常大鼠,到了8周,糖尿病心臟對(duì)缺血耐受性差,IPC保護(hù)作用基本消失。T1DM離體心臟早期IPC保護(hù)作用與心肌分泌APN無(wú)關(guān),但可能與心肌Ad-R1有一定關(guān)聯(lián)。T2DM大鼠IR處理本身導(dǎo)致心肌局部的低脂聯(lián)素癥,早期IPC處理可改善這種局部低脂聯(lián)素癥。心肌組織APN和Ad-R1在T2DM早期抗心肌IR損傷中發(fā)揮重要作用,參與了T2DM大鼠的IPC保護(hù)作用,提示APN可能就是T2DM心肌在缺血早期釋放的內(nèi)源性活性物質(zhì)之一。