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【摘要】 目的 建立动物心肌缺血模型，探讨心肌缺血时细胞骨架的改变。方法 15只清洁级健康成年雄性Wistar大白鼠，采用左冠状动脉结扎术造成部分心肌缺血，分别于缺血30min、60min、120min时取缺血心肌组织用免疫组织化学方法观察心肌细胞骨架蛋白肌动蛋白（α-actin）、波形蛋白（vimentin）、肌球蛋白（myosin）、结蛋白（desmin）的变化，与未缺血部分心肌对比，并用计算机图像模拟分析系统计算细胞骨架蛋白量的变化。结果 心肌缺血时30min时即有骨架蛋白actin、myosin的损伤,随后见desmin、vimentin受损。结论 心肌缺血时可以早期导致心肌细胞的细胞骨架损伤。
【关键词】 心肌缺血；细胞骨架
The myocytoskeleton damaging in ischemic myocardium
WANG Meng-jie,ZHANG Yin-huan.Cardiovascular Department of Guangxi People’s Hospital，Nanning 530021,China
【Abstract】 Objective To study the damaging of several cytoskeleton proteins in ischemic myocardium in animal model.Methods 15 Wistar white mouse,all male,weighing approximately 160g,are selected for study.Ischemia model are made by tie up the left coronary artery,after 30min,60min,120 min,the ischemic tissue is taken out for study,the samples are investigated by immunohistochemistry using monoclonal antibodies against actin，vinculin,desmin and myosin.Results Ischemia can induce disruption of the cytoskeleton in myocardium,early in 30 minuses actin，myosin,may be injuryed,desmin and vinculin is a little endurable to anoxia,but also showed damaged after 120 minutes of ischemia（anoxia）.Conclusion Ischemia can cause the injury of cytoskeleton in myocardium ,which is in response to the irreversible injury to myocardium.
【Key words】 myocardial ischemia;cytoskeleton
心肌缺血的病理生理改变一直是心脏科学研究的热点，近年研究发现，心肌细胞骨架在心肌缺血时的改变具有其独立的特点，对心肌缺血时心肌细胞的不可逆损伤具有极为重要的意义［1］。心肌缺血的保护与临床有密切的联系，尤其为临床研究所关注。心肌缺血时细胞骨架发生变化的一些特点，国外有所研究，并通过药物干预，解释了一部分可能的机制［2,3］，国内较少有相关研究。
1 对象与方法
1.1 实验动物与分组 15只清洁级健康Wistar大白鼠，均为雄性。体重138～165g，由同济医科大学动物实验中心提供。分为3小组，每组5只，分别为缺血30min、60min、120min组。对照组：未缺血区心肌。
1.2 试剂 采用鼠抗动物骨架蛋白肌动蛋白（α-sarcomeric actin）、波形蛋白（vimentin）、肌球蛋白（myosin）、结蛋白（desmin）均购于Boster生物工程有限公司。
1.3 方法
1.3.1 心肌缺血模型制备与缺血心肌标本的制备 心肌缺血模型与缺血心肌标本的制备采用Barbosa［6］的方法：依次麻醉动物、气管切开、插管进行人工呼吸、切开胸壁、暴露心脏，左冠状动脉根部2～3mm处结扎，观察心肌缺血区的变化。于心肌缺血30min、60min、120min时迅速切取完整心脏，于生理盐水中清洗干净后，切取3mm大小缺血组织块，放入4％多聚甲醛中固定。切取未缺血组织作为对照。标本固定、石蜡切片。
1.3.2 形态学观察 采用常规HE染色，显微镜下观察心肌细胞的形态结构。
1.3.3 免疫组织化学染色 α-sarcomeric actin、vimentin、myosin、desmin单抗免疫组化染色。
2 结果
心肌缺血时大体标本上可以见到，缺血区心肌呈现出颜色变浅、缺血区周围充血、色彩加深。心肌细胞的病理改变在HE切片上可以见到缺血时心肌细胞肿胀，梗死区周边形成出血带。在细胞骨架的免疫组化染色中观察到，actin、myosin在缺血30min的心肌细胞中即有断裂、减少，60min时更加明显；desmin缺血60min也可以见到减少。vimentin在缺血120min的心肌组织中可见减少（见图1～5）。
计算机图像模拟分析计算细胞骨架蛋白相对量的变化（见表1）。可以看到在缺血30min时即可以见到actin、myosin的减少，在缺血60min、120min时actin、myosin明显减少，与未缺血心肌比较差异有显著性，同时desmin及vimentin也开始减少，在120min时更加显著。表1 心肌缺血时细胞骨架蛋白密度值随时间变化的情况 （x±s）
缺血时间（min） actin vimentin desmin myosin0 0.260±0.06 0.142±0.04 0.206±0.07 0.238±0.0530 0.243±0.04* 0.146±0.02 0.182±0.02 0.214±0.0360 0.193±0.03* 0.138±0.03 0.154±0.06* 0.172±0.03*120 0.153±0.10* 0.129±0.06* 0.124±0.02* 0.141±0.10*
注：与0min相比，*P＜0.05
3 讨论
心肌缺血是心血管临床极其常见的问题之一，对其病理生理研究一直是心血管研究的热门。怎样加强对心肌缺血时心肌细胞的保护，从而保护心功能，更是临床工作者关注的重点。对缺血心肌的保护应当最好是在心肌虽然发生缺血，但是尚且没有发生心肌不可逆损伤之前，因而对心肌缺血不可逆损伤的机制进行研究也就显得极其重要。对心肌缺血不可逆损伤的研究曾有多种学说，如溶酶体作用说、线粒体受损说、代谢终产物作用说、钙超负荷说及脂质过氧化物作用说［1，2］等，但都只是揭示了心肌细胞不可逆损伤的某一方面，而没有一种学说能完满解释各种现象，而以细胞骨架受损作为细胞不可逆损伤的原因，则可以解释很多其他学说所解释不了的物理学现象［3，4］。认为当ATP严重耗竭时，细胞骨架之间的连接减弱，使在机械力的作用下而发生断裂，进而促使细胞的各种功能失常，细胞骨架与膜脂质有关，参与维持膜的完整性，当细胞骨架损伤时,导致细胞膜的破坏,进而发生不可逆损伤并进一步导致细胞死亡［5］。Sschneijdenberg等［6］证明，心肌缺血时表现出的肌膜蛋白（intramembranous particle，IMPs）的聚集现象的发生与细胞骨架的作用消失没有必然的联系，而IMPs的聚集是可逆的。细胞骨架在心肌缺血不可逆损伤中起如此重要的作用，是与心肌细胞骨架自身的重要作用分不开的。心肌细胞骨架的首要作用是起着连接细胞内各种结构成分的作用，而且心肌细胞的分化、分泌、代谢都与它的参与有关［7，8］,不仅如此，细胞骨架还与心肌细胞的电依赖性钠通道的开放、钾通道内流的整体调节中起着一定的作用［9～11］。心肌细胞骨架主要有以下几种：actin、myosin、desmin以及vimentin等。它们对缺血的耐受能力各不相同，其中，actin、myosin的耐受力最弱，在缺血15min时超微病理下即可以见到损伤的发生［12］。细胞骨架的损伤与细胞内的Ca2+无关，但是再灌注损伤与Ca2+有关［13］，我们的研究也证实了心肌缺血时心肌细胞骨架在早期即可以出现损伤的变化。具体表现为细胞骨架的断裂、变形、数量减少。无论是在动物的在体实验还是离体实验都可以看到这一变化。在缺血60min时即发生几种细胞骨架的比较全面的受损。desmin、vimentin损伤程度较轻。在120min时有明显损伤。
（本文图片见封三）
【参考文献】
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11 Mazzanti M,Assandri R,Ferroni A.Cytoskeletal control of rectification and exptression of four substrates in cardic inward reetifier K+ channels.FASEB J,1996,19（2）:357-361.
12 Van Winkle WB.Cytoskeletal alterations in cultured cardiomyocytes following exposure the lipid peroxidation product,4-hydroxynonenal.Cell Motil Cytoskeleton,1994,28（2）:119-134.
13 Piper HM,Siegmund B,Ladilov YV,et al.Myocardial protection duringreperfusion.Herz,1995,20（2）:95-108.
作者单位： 1 530021 广西南宁，广西壮族自治区人民医院心内科
2 430022 湖北武汉，同济医科大学心血管研究所
（编辑：宋 青）