（课件）吡格列酮对糖尿病兔心房重构的影响和机制研究

2020 3 4 1 吡格列酮对糖尿病兔心房重构的影响和机制研究 刘长乐刘彤李广平等天津医科大学第二医院心脏科天津心脏病学研究所 2012起搏电生理年会 青年医师论文交流 2020 3 4 2 心房颤动 AtrialFibrillation AF 是目前临床最常见的心律失常之一 其发生率随年龄逐年增加 Braunwald教授曾于上世纪末预言 AF将是心血管领域在21世纪面临的一大挑战 心房电重构 特征 心房AERP进行性缩短 AERP离散度增加 频率适应性降低等 心房结构重构 特征 心肌细胞排列方向紊乱 心肌细胞肥大 心肌间质纤维化等 研究背景 2020 3 4 3 炎症 氧化应激与AF 目前AF的上游治疗是主要的研究热点 炎症 氧化应激被证明与AF的发生和维持密切相关证据一 阵发性AF患者进行心房肌活检 发现心房组织有淋巴细胞等炎性细胞浸润 周围有坏死的心肌组织 提示炎性渗出的发现为AF存在炎症提供了重要的病理依据证据二 AF时抗氧化酶类的基因表达降低 抗氧化因子减少 促AF发生的氧化因子增多 活性氧簇增加 提示氧化应激在AF的病理生理进程中起关键作用 2020 3 4 4 DM 高血糖葡萄糖毒性 1型DM 慢性高糖状态 胰岛素抵抗 心房间质纤维化 糖尿病性心肌病 糖尿病与AF 炎症 氧化应激标志物浓度升高 糖尿病 DiabetesMellitus DM AF最强的独立危险因素之一 DM患者比正常人群AF发生风险升高40 代谢性炎症 定义 主要指营养物和代谢过剩所触发的炎症过程DM 自身炎症性疾病 炎性标记物能够预测DM的发生 对DM进行抗炎治疗可明显改善其心脏并发症的损害程度 2020 3 4 5 噻唑烷二酮类药物与AF 噻唑烷二酮类药物 TZDs 主要作用于过氧化物酶体增殖物激活受体 PPAR 是高选择性PPAR 激动剂 包括吡格列酮 Pioglitazone 罗格列酮 曲格列酮等TZDs 胰岛素增敏作用 多效作用 抗炎 抗氧化 改善内皮功能等 TZDs 抑制炎症因子 CRP TNF IL 产生 降低TGF 1蛋白表达 改善快速起搏心力衰竭兔的心房结构性重构 抑制鼠心房肌细胞的ICa L 2020 3 4 6 氧化应激 DM 研究目的 2020 3 4 7 材料与方法 2020 3 4 8 实验动物及糖尿病模型的建立 经家兔耳缘静脉注射四氧嘧啶造模剂量为150mg kg 成年日本长耳白兔体重1 7 2 5kg 造模成功标准 两次空腹血糖 11mmol L或单次空腹血糖 14mmol L 2020 3 4 9 动物分组和实验方案 2020 3 4 10 电生理实验方案 IACT AVWCL 2020 3 4 11 结果 一 2020 3 4 12 基线指标情况 表1 四组兔DM模型基线一般情况比较 与CN组数据比较P 0 01 与CN组数据比较P 0 05 与DM组数据比较P 0 01 与DM组数据比较P 0 05 2020 3 4 13 炎症指标水平 表2 四组兔炎症指标水平比较 与CN组数据比较P 0 01 与CN组数据比较P 0 05 与DM组数据比较P 0 01 与DM组数据比较P 0 05 2020 3 4 14 氧化应激指标水平 表3 四组兔氧化应激指标水平比较 与CN组数据比较P 0 01 与CN组数据比较P 0 05 与DM组数据比较P 0 01 与DM组数据比较P 0 05 2020 3 4 15 心脏超声指标及血压比较 表4 四组兔心脏超声基本参数及血压比较 与CN组数据比较P 0 01 与CN组数据比较P 0 05 与DM组数据比较P 0 01 与DM组数据比较P 0 05 2020 3 4 16 8周心脏超声检查结果 CN组 DM组 DM组 2020 3 4 17 结果 二 2020 3 4 18 心房电生理指标比较 图11 1 四组兔IACT测定结果比较 2020 3 4 19 心房电生理指标比较 图11 2 四组兔PCL250ms 200msAERPD测定结果比较 2020 3 4 20 心房电生理指标比较 AF诱发情况 诱发出AF的动物数 CN组1只 DM组6只 DPG组2只 DPI组1只诱发出AF的次数 CN组2次 DM组23次 DPG组8次 DPI组7次诱发部位 DM组HRA刺激诱发AF5次 HLA和LLA刺激诱发AF各9次 图11 3 四组兔AF诱发率比较 2020 3 4 21 心房电生理指标比较 图11 4 Burst刺激诱发AF发作 2020 3 4 22 心房电生理指标比较 图11 5 S1S2刺激诱发AF发作 2020 3 4 23 结果 三 2020 3 4 24 心房肌病理检测结果 表6 四组兔心房肌病理检测结果比较 与CN组数据比较P 0 01 与CN组数据比较P 0 05 与DM组数据比较P 0 01 与DM组数据比较P 0 05 2020 3 4 25 左房肌HE染色结果 2020 3 4 26 左房肌SR染色结果 2020 3 4 27 心房纤维化的相关性分析 图12 10 A 心房纤维化程度与血糖水平呈显著正相关 r 0 715 P 0 01 B 心房纤维化程度与IACT呈显著正相关 r 0 622 P 0 05 2020 3 4 28 结果 四 2020 3 4 29 心房肌细胞动作电位的比较 图15 2 四组兔心房肌细胞APD90及其频率适应性变化 2020 3 4 30 ICa L电流密度 电压 I V 曲线 2020 3 4 31 INa电流密度 电压 I V 曲线 2020 3 4 32 结果 五 2020 3 4 33 心房组织TNF mRNA表达比较 2020 3 4 34 心房组织TLR4mRNA表达比较 2020 3 4 35 心房组织ERK2 pERK蛋白表达比较 图22 图23 2020 3 4 36 心房组织TGF 蛋白表达比较 图24 2020 3 4 37 心房组织NF Bp50蛋白表达比较 图25 2020 3 4 38 心房组织TNF 蛋白表达比较 图26 2020 3 4 39 心房组织TLR4蛋白表达比较 图27 2020 3 4 40 心房组织HSP70蛋白表达比较 图28 2020 3 4 41 心房组织Cav1 2蛋白表达比较 图29 2020 3 4 42 主要结论 一 四氧嘧啶诱导形成糖尿病家兔模型为胰岛破坏致胰岛素分泌严重不足而非胰岛素抵抗引起 吡格列酮作为胰岛素增敏剂不能改善本模型血糖及胰岛素水平 未从发挥降糖作用角度来改善心房重构二 本糖尿病模型可导致 1 血清和心房组织中炎症因子及氧化应激标志物浓度升高 NF Bp50 TNF TLR4和HSP70等mRNA和蛋白表达水平升高 炎症 氧化应激反应明显增强 引起心房组织损伤2 左心房内径增大 心房肌细胞直径和横截面积增大 胶原容积分数升高 心房肌组织pERK TGF 蛋白表达升高 心房明显纤维化3 心房肌细胞ICa L电流密度增加 INa电流密度减少 APD90及APD50延长4 心房肌IACT延长 AERPD增大 AF诱发率明显升高 2020 3 4 43 主要结论 三 吡格列酮下调心房组织NF Bp50 TNF TLR4和HSP70等基因和蛋白表达水平 降低炎症和氧化应激指标浓度 具有较强的抗炎抗氧化应激效应四 吡格列酮减小左心房内径 细胞直径及横截面积 下调心房肌组织纤维化指标pERK TGF 蛋白表达 减轻糖尿病导致的心房纤维化 一定程度上改善心房的结构重构五 吡格列酮可改善增大的IACT及AERPD等电生理参数 使AF诱发率明显下降 可以恢复ICa L INa电流密度及延长的心房肌细胞APD时程 不改变离子通道最大激活电位和反转电位 抑制糖尿病引发的心房电重构现象 2020 3 4 44 讨论 2020 3 4 45 导致心房重构的主要因素之一 炎症因子与抗炎介质 氧化剂与抗氧化剂的失衡TLR4 NF B信号转导通路激活 炎症 氧化应激心肌损伤机制的主要通路之一 TLR4 NF B TNF 的mRNA及蛋白表达增加 TNF 过度表达引起心房肌局部炎症加重抗炎抗氧化能力水平降低 ADP SOD CAT NO应激反应代偿性蛋白表达升高 HSP70 提示HSP70的表达量对氧化应激水平有明显指示及衡量作用 DM相关AF的主要机制 炎症 氧化应激 2020 3 4 46 心房电生理改变 心房间传导延迟 IACT延长 AERPD增大 增加复极的不均一性 促进心房内多个子波的形成和微折返的维持 导致了AF诱发率的增加APD延长 Pacher等研究显示 STZ诱导的DM大鼠心房细胞APD90较正常组明显延长ICa L 8周高血糖状态能够引起动物心肌细胞Ca2 浓度发生变化 Ca2 通过L型钙通道内流增加 Ca2 ATP酶活性下降 肌浆网重吸收Ca2 能力降低 引发细胞内Ca2 超载 这可能是DM早期Ca2 通道改变的特点 如果钙超载时间延长逐渐加重 对ICa L活性逐渐产生负反馈作用可使ICa L减低 引起AERP和APD缩短 AP平台期消失以及AERP频率适应性丧失 加重电重构的恶化INa 心肌细胞0相上升速率下降 导致心房肌CV减慢并出现传导阻滞 增加了心房肌传导不均一性 有利于折返的形成 同时使折返波的波长减小 心房内所容纳的折返环数目增多 从而出现程序电刺激所致的AF诱发增加并延长AF的持续时间 Kume等报道Ca2 超载可以下调INa的基因表达导致其电流密度降低 共同构成离子通道重构的特征性表现 这可能也是本研究DM组INa电流密度下降的主要原因之一 DM相关AF的主要机制 心房电重构 2020 3 4 47 主要影响因素 持续高血糖 与心房纤维化呈明显正相关 TGF 过度表达 合成促心房折返的细胞外基质 心房易损性 TLR4 MAPK ERK信号转导通路激活 心房ERK发生磷酸化 参与AF早期心房纤维化演变过程心房扩大 AF的独立危险因素 AF发作时间 AF诱发率 DM相关AF的主要机制 心房结构重构 心房扩大 AERP空间离散度增大 心房局部传导延迟 各向异性增加 心房表面积增大 容纳折返子波 激活AT1R MAPK ERK信号通路 2020 3 4 48 抑制TLR4 NF B信号转导通路 吡格列酮抗炎作用的靶点对抗NF B的转录激活作用 抑制促炎性细胞因子T