+Gz重復暴露對大鼠心室肌形態(tài)及Cx43蛋白的影響.pdf

1、現(xiàn)代高性能戰(zhàn)斗機在機動飛行中所產(chǎn)生的正加速度（+Gz）具有高G 值（>9 Gz）、快增長率（>6 G/s）、持續(xù)時間長并可反復出現(xiàn)等特點。隨著高性能戰(zhàn)斗機裝備部隊，職業(yè)飛行員重復高+Gz 暴露后心臟的損傷現(xiàn)象受到人們的重視。1988-1992 年美國空軍飛行員在飛行中發(fā)生心肌梗死、心絞痛和心源性死亡每年約7.6 件。高性能戰(zhàn)斗機飛行員的肺動脈灌注不足、三尖瓣返流及肺動脈灌注不足伴三尖瓣返流的發(fā)生率為非飛行員的數(shù)倍。 人體暴露于+

2、Gz 環(huán)境后，心律失常發(fā)生率高，并隨+Gz 負荷強度的增加而增多。發(fā)生類型從竇性心律不齊到室性心動過速、心跳暫停各種類型均有發(fā)生。雖然其中大多數(shù)是對+Gz 應激環(huán)境的生理反應，不對飛行安全造成威脅。但某些類型的心律失常，如室性心動過速，陣發(fā)性室上性心動過速，陣發(fā)性房顫，房室傳導阻滯等，常與心臟的異常有關，發(fā)生這些類型心律失常的飛行員應立即停止加速度訓練，作進一步檢查多能發(fā)現(xiàn)心臟病理性改變。 縫隙連接是哺乳動物心肌細胞間普遍的存在

3、著一種低阻的特殊通道，能保證心臟興奮沖動的迅速傳播和電活動的同步性，在心室肌主要由連接蛋白43(connexin43，Cx43)構成，它的分布及功能狀態(tài)與心肌電傳導方向、速度密切相關?？p隙連接蛋白Cx43 分布的減少、紊亂、亞型改變及脫偶聯(lián)等在臨床疾病并發(fā)心律失常的發(fā)生機制中占有重要地位。本研究利用動物離心機模擬+Gz 環(huán)境，觀察了不同G 值水平、持續(xù)1 周的+Gz 暴露后大鼠心室肌超微結構和Cx43 蛋白表達及分布的改變，旨在闡明Cx

4、43 蛋白的改變在+Gz 致心律失常的發(fā)生中起的作用，為進一步揭示+Gz 對心臟的影響機制，發(fā)展新型防護措施提供理論依據(jù)。 本研究采用第四軍醫(yī)大學實驗動物研究中心提供的健康成年雄性SD 大鼠，在動物離心機上進行+Gz 暴露。取大鼠心室肌，采用透射電鏡的方法觀察了+Gz 暴露后大鼠心室肌超微結構的改變；利用免疫組化和Western Blot 的技術觀察+Gz 暴露后大鼠心室肌Cx43 蛋白表達及分布的改變并分析其變化規(guī)律。

5、 本研究主要結果及發(fā)現(xiàn)如下： 1. +Gz重復暴露后大鼠心室肌的形態(tài)學改變本實驗觀察了+Gz 重復暴露對大鼠心室肌形態(tài)學的影響。結果表明，+6Gz、+10Gz 重復暴露后大鼠心室肌HE 染色與對照組相比，未見明顯差別。 本實驗采用透射電鏡的方法進一步觀察了+Gz重復暴露對大鼠心室肌超微結構的影響。結果發(fā)現(xiàn)，+6Gz重復暴露后即刻大鼠心室肌纖維排列基本整齊；肌漿網(wǎng)輕度擴張，線粒體改變不明顯；間質明顯水腫，有少量炎性細胞漏出

6、；毛細血管廣泛的擴張。細胞連接松散，間距拉大，但結構尚能辨認清楚。+6Gz重復暴露后1天與暴露后即刻相比未見明顯區(qū)別。+10Gz重復暴露后即刻大鼠心室肌細胞水腫，少量心室肌肌絲出現(xiàn)斷裂；細胞核內異染色質增多、邊集；肌漿網(wǎng)顯著擴張；線粒體反應性增生肥大；間質水腫，有少量炎性細胞浸潤，局部還可見到紅細胞。部分閏盤連接完全破壞，細胞連接不清晰，結構難以辨認。+10Gz重復暴露后1天與暴露后即刻相比未見明顯區(qū)別。結果提示：+6Gz/3min重復

7、暴露1周可引起大鼠心室肌超微結構的輕微改變。而+10Gz/3min重復暴露1周可造成大鼠心室肌超微結構的明顯改變。 2. +Gz 重復暴露后大鼠心室肌Cx43 蛋白表達及分布的改變 本實驗采用免疫組化的方法觀察了+Gz重復暴露對大鼠心室肌Cx43蛋白表達及分布的影響。結果發(fā)現(xiàn)，對照組的大鼠心室肌Cx43蛋白，分布高度規(guī)律，大部分位于與心肌纖維長軸垂直的心肌細胞縱向連接（端-端連接）處，即閏盤部位；少數(shù)位于與心肌纖維長軸平

8、行的橫向連接（側-側連接）處。+Gz暴露后大鼠心室肌Cx43蛋白分布紊亂，在細胞側-側連接處表達增加，細胞端-端連接處表達明顯減少，縱橫比例失衡。隨著恢復時間的延長，Cx43蛋白的表達量逐漸恢復，細胞端-端連接處的陽性分布也逐漸增加；但在+Gz暴露后7天，Cx43蛋白表達和分布仍未恢復到對照組的水平。+10Gz/3min比+6Gz/3min暴露引起的心室肌Cx43蛋白的改變更明顯。結果提示：+Gz重復暴露可引起大鼠Cx43分布方式明顯紊

9、亂，在心肌細胞側-側連接處的表達明顯增加，在心肌細胞端-端連接處的表達減少。 本實驗通過Western Blot 的方法觀察了+Gz 重復暴露對大鼠心室肌Cx43 蛋白表達的影響。結果表明，+6Gz 組與+10Gz 組的Cx43 蛋白表達量，在各時間點與相應的對照相比均明顯減少（P<0.001），以暴露后即刻減少得最為明顯，且隨著時間的延長，表達逐漸恢復，但在暴露后7 天，兩組的Cx43 表達量仍未恢復對照組水平。Cx43 蛋白

10、的上述改變在+10Gz 組較+6Gz 組更為顯著。結果提示：+Gz 重復暴露可引起大鼠心室肌縫隙連接蛋白Cx43 表達量的一過性減少。 綜上所述，本研究利用電鏡、免疫組化及Western Blot 等方法，探討了+Gz 暴露對大鼠心室肌超微結構和Cx43 蛋白表達及分布的影響，主要得出了如下結論：+6Gz/3min 和+10Gz/3min重復暴露1 周后，可引起大鼠心室肌細胞間超微結構的改變，Cx43 蛋白的表達的一過性的減少，