吡格列酮对糖尿病兔心房重构的影响和机制研究.ppt

1、2020/6/19,1,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,2020/6/19,2,心房颤动（Atrial Fibrillation，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,2020/6/19,3,炎

2、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,2020/6/19,4,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（Diabetes Mel

3、litus，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,2020/6/19,5,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

4、,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,2020/6/19,6,氧化应激,DM,研究目的,2020/6/19,7,材料与方法,2020/6/19,8,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1.72.5kg,*造模成功标准：两次空腹血糖11mmol/L或单次空腹血糖14mmol/L,2020/6/19,9,动物分组和实验方案,2020/6/19,10,电生理实验方案,IACT,AVWCL,2020/6/19,11,结 果(一),2020/6/19,12,基线指标情况,表 1

5、. 四组兔DM模型基线一般情况比较,* 与CN组数据比较P0.01; 与CN组数据比较P0.05; 与DM组数据比较P0.01; 与DM组数据比较P0.05,2020/6/19,13,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P0.01; 与CN组数据比较P0.05; 与DM组数据比较P0.01; 与DM组数据比较P0.05,2020/6/19,14,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P0.01; 与CN组数据比较P0.05; 与DM组数据比较P0.01; 与DM组数据比较P0.05,2020/6/19,15,心脏超声指标及血

6、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P0.01; 与CN组数据比较P0.05; 与DM组数据比较P0.01; 与DM组数据比较P0.05,2020/6/19,16,8周心脏超声检查结果,CN组,DM组,DM组,2020/6/19,17,结 果(二),2020/6/19,18,心房电生理指标比较,图 11-1. 四组兔IACT测定结果比较,2020/6/19,19,心房电生理指标比较,图 11-2. 四组兔PCL250ms/200ms AERPD测定结果比较,2020/6/19,20,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

7、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,2020/6/19,21,心房电生理指标比较,图 11-4. Burst刺激诱发AF发作,2020/6/19,22,心房电生理指标比较,图 11-5. S1S2刺激诱发AF发作,2020/6/19,23,结 果(三),2020/6/19,24,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P0.01; 与CN组数据比较P0.05; 与DM组数据比较

8、P0.01; 与DM组数据比较P0.05,2020/6/19,25,左房肌HE染色结果,2020/6/19,26,左房肌SR染色结果,2020/6/19,27,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，P0.01) B：心房纤维化程度与IACT呈显著正相关(r=0.622，P0.05),2020/6/19,28,结 果(四),2020/6/19,29,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,2020/6/19,30,ICa,L电流密度-电压（I-V）曲线,2020/6/19,31,INa电

9、流密度-电压（I-V）曲线,2020/6/19,32,结 果(五),2020/6/19,33,心房组织TNF- mRNA表达比较,2020/6/19,34,心房组织TLR4 mRNA表达比较,2020/6/19,35,心房组织ERK2/pERK蛋白表达比较,图 22,图 23,2020/6/19,36,心房组织TGF-蛋白表达比较,图 24,2020/6/19,37,心房组织NF-B p50蛋白表达比较,图 25,2020/6/19,38,心房组织TNF-蛋白表达比较,图 26,2020/6/19,39,心房组织TLR4蛋白表达比较,图 27,2020/6/19,40,心房组织HSP70蛋白表

10、达比较,图 28,2020/6/19,41,心房组织Cav1.2蛋白表达比较,图 29,2020/6/19,42,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-B p50、 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

11、-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,2020/6/19,43,主要结论,三吡格列酮下调心房组织NF-B p50、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

12、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,2020/6/19,44,讨 论,2020/6/19,45,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

13、及衡量作用,DM相关AF的主要机制- 炎症、氧化应激,2020/6/19,46,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

14、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,2020/6/19,47,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,2020/6/19,48,抑制TLR4/NF-B信号转导通路：吡格列酮抗炎作用的靶点 对抗