风湿性心脏病风湿性心脏病心房颤动患者心房内皮型一氧化氮合酶的表达

[关键词]  风湿性心脏病;心房颤动;一氧化氮;内皮型一氧化氮合酶

[摘要] 目的:研究风湿性心脏病伴发心房颤动患者及窦性心律患者左、右心房的内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的表达。方法:随机选择行瓣膜置换术的风湿性心脏病患者39例,其中永久性房颤患者(房颤组)24例、窦性心律患者(窦律组)15例。于手术时分别取左、右心耳心肌标本,应用免疫组织化学技术检测eNOS蛋白表达水平。结果: 房颤组患者左心房内径较窦律组增大(58.58±7.91 vs 48.67±5.39,P<0.001)。房颤组左、右心房组织的eNOS的蛋白表达水平均低于窦律组(LA:5.310±3.206 vs  8.080±2.778, RA:5.170±2.384 vs 7.420±4.562, P <0.05)。结论: 风湿性心脏病合并房颤患者左右心房组织中eNOS蛋白的表达下调。

Expression of endothelial nitric oxide synthase in patients  with rheumatic heart disease and atrial fibrillation

SUN Fuqiang1  JIANG Hua2  LIU Yin2  JIANG Nan3  XU Meilin4  SUN Genyi2

1Tianjin Medical University,Tianjin ,300070,China;2Department of Cardiology, 3Department of cardiac surgery,Department of Pathology,Tianjin Chest Hospital, Tianjin ,300051,China)

Corresponding author:LIU Yin,Email: liuyin2088@163.com

Abstract  Objective:To investigate the changes of expression of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) in left and right atrial tissue from patients who has rheumatic heart disease with atrial fibrillation (AF) or sinus rhythm. Method: Tissue samples were obtained from the left and right atrial appendage respectively in 39 patients with rheumatic heart disease  undergoing open heart surgery. Among these patients,there were 25 with permanent atrial  fibrillation(AF group)and 14 with sinus rhythm(SR group). For each sample, the level of eNOS protein was detected by immunohistochemical techniques .Results:The inner diameter of the left atrium was enlarged in the atrial fibrillation group in comparison with that in the sinus rhythm group(58.58±7.91 vs 48.67±5.39,P<0.001).The eNOS protein levels of both left and right atrial was downregulated  in AF group than in SR group(LA:5.310±3.206 vs  8.080±2.778, RA:5.170±2.384 vs 7.420±4.562, P <0.05).Conclusion:AF is associ­ated with a significant downregulation in eNOS protein in the left atrium and right atrium.

Key words  rheumatic heart disease; atrial fibrillation;nitric oxide;endothelial nitric oxide synthase

   心房颤动(房颤)是临床最常见的心律失常之一,我国居民的患病率为0.77%[1],房颤导致的心房内血栓形成是其致死致残的主要原因,其中脑卒中是最常见的表现类型[2]。既往研究表明房颤患者心房组织一氧化氮(Nitric oxide,NO)生成降低[3],NO是重要的血管内皮舒张因子,同时具有抑制血小板活化、聚集、粘附等作用[4]。在生理情况下由一氧化氮合酶(nitric oxygen synthase,NOS)催化产生NO。根据存在的部位及作用机制,NOS可分为两类,即结构型NOS(cNOS)和诱导型NOS(iNOS);结构型NOS又可分为神经源型NOS(nNOS)、内皮型NOS(eNOS)。本研究通过检测风湿性心脏病合并心房颤动患者左右心房组织eNOS的变化,研究左右心房eNOS与房颤的相关性,探讨其在心房血栓发生中的作用,为房颤的预防和治疗提供依据。

1  对象与方法

1.1  研究对象 
   随机选择2006年8月至2009年5月于天津市胸科医院住院确诊为风湿性心脏病行心脏瓣膜置换术的39例患者。男10例,女29例,年龄28-69(51±10.3)岁。其中合并永久性房颤患者24例(房颤组),窦性心律患者15例(窦律组)。所有患者均存在二尖瓣狭窄(Mitral stenosis,MS)重度,或合并二尖瓣关闭不全(mitral insufficiency,MI),术前均被告知要进行标本组织的病理学检查,并签署了知情同意书。排除高龄(年龄>70岁),合并高血压、冠状动脉粥样硬化性心脏病及心力衰竭的患者,近6个月内应用过血管紧张素转换酶抑制剂(Angiotensin-converting enzyme inhibitors,ACEI)或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(Angiotensin II receptor antagonists,ARB)类药物的患者。患者术前超声心动图测量左房前后径(LA)、右房左右径(RA)、左心室舒张期末内径(LVEDD)、左心室射血分数(LVEF)、 肺动脉压(PA)等,并常规行血生化、心电图及胸片等检查。

1.2  标本收集 
   所有患者术中在开胸建立体外循环前切取左、右心耳组织标本,去除出血、坏死及脂肪组织,用生理盐水洗去血污。经10%福尔马林固定后制作蜡块,切片厚度5μm作免疫组织化学分析。

1.3  免疫组化检测  
   免疫组织化学染色采用SP法,常规石蜡切片,经脱蜡、水化、抗原修复、阻断、封闭,滴加一抗(1:50)30μl,温箱37℃孵育l小时,冲洗后滴加二抗50μl,温箱37℃孵育15min,冲洗后应用二氨基联苯胺(Diaminobenzidine,DAB)显色液显色,经苏木精复染,并脱色、返蓝、脱水透明,中性树胶封片。出现DAB棕黄色着色时为阳性表达。所有免疫组化标本在相同条件下常规拍片,每个标本随机选取10个高倍视野,采用免疫组化分析软件(image-pro Plus IPP 5.02)进行图像分析,测定阳性染色细胞的累积光密度值(IOD),计算其平均值作为的eNOS蛋白表达量。所有实验标本的处理及分析均由同一操作者完成,该操作者并不了解相对应患者的临床资料。

1.4  统计学处理 
   采用SPSS17.0统计软件进行数据分析。正态分布的计量资料用均数±标准差( )表示。两组间均数比较,采用两独立样本t检验。计数资料组间比较采用卡方检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  2组患者一般资料比较 
   房颤组与窦律组间年龄、性别、RA、RV、LVEDD、LVEF、PA、瓣膜病变差异无统计学意义(P> 0.05)。房颤组LA较窦律组增大,差异具有统计学意义(P<0.001)(表1)。

表1  2组患者一般资料的比较

Table 1  Comparison of general data between two groups

性别

  (男/女)

年龄

LA

RA

RV

例数

(岁)

(mm)

(mm)

(mm)

房颤组

24

 6/18

53.88±9.83

58.58±7.91a

42.29±6.96

17.92±5.96

窦律组

15

 4/11

48.27±10.37

48.67±5.39

39.26±5.79

16.93±3.17

P值

0.110

0.098

<0.001

0.102

0.561

LVEDD

(mm)

LVEF

(%)

PA

(mmHg)

二尖瓣瓣口面积

瓣膜病变

(cm2

MS

MS+MI

房颤组

48.29±7.07

61.37±8.17

54.08±12.5

0.90±0.23

15

9

窦律组

49.06±8.46

58.93±7.12

47.8±14.80

0.89±0.22

9

6

P值

0.759

0.282

0.175

0.974

0.076

注:1mmHg =0.133kPa;

2.2  eNOS在各组患者左、右心房中的表达  免疫组化结果显示eNOS阳性表达呈棕黄色颗粒沉积,位于心房肌细胞浆中(见图1),由图可见,房颤组左右心房eNOS比窦律组表达水平低。测定阳性染色细胞的IOD平均值,eNOS在房颤组左、右心房中的蛋白表达水平均低于窦律组,差异具有统计学意义(P<0.05)(见表2)。


A、C分别为房颤患者左房和右房;B、D分别为窦律患者左房和右房。

图1  eNOS免疫组化染色结果  ×200

Figure 1  Immunohistochemical staining resultse of NOS

表2  2组左、右心房组织eNOS的表达比较

Table 2 Comparison of expression of eNOS in left and right atrial tissue between two groups

组别

eNOS

LA

RA

房颤组

5.310±3.206

5.170±2.384

窦律组

8.080±2.778

7.420±4.562

P值

0.010

0.032

3  讨论

   房颤发生发展的机制目前尚不清楚,心房重构是房颤的重要病理生理特点,可分为电重构和结构重构。心房结构重构主要表现为心房肌细胞超微结构的改变和心肌间质纤维化、胶原纤维重分布,导致局部心肌电活动传导异常,使激动传导速度减慢、路径变得曲折复杂,从而为房颤的发生和持续提供了结构环境。本研究显示房颤患者的左心房内径较窦律患者增大;而两组间右心房内径、左心室舒张期末径、左心室射血分数、肺动脉收缩压、年龄、性别、病情特点分布没有差别。房颤组左心房内径扩大与房颤有直接的关系。因为心房越大,可容纳的折返子波数目越多,就越易发生房颤[5],说明左房内径增大是房颤维持的基础。

   房颤多伴心房血栓形成,心房血流淤滞和心房内皮功能受损可能导致血栓的形成。NO是内皮细胞产生的重要抗栓物质,房颤患者心房心内膜NO浓度降低,纤溶酶原激活剂抑制物-1 (plasminogen activator inhibitor-1,PAI-1)表达上调[3] ,NO的抗栓作用可通过抑制PAI-1的表达而产生[6],NO生成的减少导致PAI-1表达增加, 而后者不可逆地灭活组织型纤溶酶激活物(tissue-type plasminogen activator,t-PA)和尿激酶纤溶酶原激活剂(urokinase-type plasminogen activator,u-PA),破坏纤维蛋白溶解,导致心房血栓的形成。NOS是NO合成的限速酶,L-精氨酸(L-Arg)在其作用下,生成NO和L-瓜氨酸。NO为内皮依赖性血管舒张因子,激活鸟苷酸环化酶,使环磷酸鸟苷(cGMP)生成增加,后者又促使平滑肌钙离子内流减少,血管平滑肌松弛后促使血管扩张。eNOS为生物活性依赖钙调蛋白,是维持血管功能的重要因素。

   到目前为止,eNOS在房颤心肌重构过程中的表达存在一些不同的研究结果。韩薇等[7-8]发现6周的房颤犬模型左心房eNOS、eNOS mRNA表达水平较窦性心律组下降,右心房虽然下降,但无统计学意义;李为民等[9]运用western blot方法研究风心病合并慢性房颤组和阵发性房颤组患者左右心房eNOS,发现慢性房颤组(房颤持续6个月以上)和阵发性房颤组左心房eNOS蛋白表达明显下调,右心房eNOS虽然下调,但各组间差异无统计学意义。Bukowska[10]等运用组织芯片技术研究38例房颤患者(包括阵发性房颤和持续性房颤)和196例窦律患者右房eNOS发现:右房eNOS表达水平与房颤无关。本研究结果表明房颤患者左、右心房中的eNOS的表达水平均低于窦律患者(P <0.05)。房颤患者左房eNOS蛋白表达下调,但右房eNOS蛋白表达水平的研究结论却不尽相同。其原因可能与上述研究房颤组的房颤持续时间相关。无论是6周的房颤犬模型,还是阵发性房颤、持续性房颤及慢性房颤患者,其房颤时间均较永久性房颤患者房颤持续时间短。推测eNOS的表达随着房颤时间的长短而变化,房颤患者eNOS表达水平在左右心房下调不同步,右心房的变化是长期房颤导致的结果。房颤早期,左房eNOS首先下调,之后右房下调。或者说房颤对左房eNOS表达的影响更明显,但随着时间的延长,两者eNOS表达均下调。

   eNOS表达有赖于血管内皮细胞功能,同时受血流介导的切应变力调节[11],在低血流部位表达下调。本研究表明在房颤的状态下eN0S分泌减少。其机制可能是:首先,房颤患者心室有效充盈减少,心输出量降低,血流剪切力下降, eN0S的表达减少[10]。其次,房颤患者心律不规则,血流动力学紊乱,出现湍流, eN0S在这种状态下表达下调、功能异常[3],并与由此导致的内皮细胞损伤协同作用使NO的生成减少,PAI-1表达上调,促进左房血栓的形成,导致血栓性疾病。对房颤患者进行针对性的治疗,抑制eNOS生成的减少,增加NO的含量,有效的预防心房血栓的形成,挽救患者的生命,提高病人的生活质量,具有重要的临床意义。

   本研究的不足之处为:所入选的病人均为风湿性心脏病患者,房颤患者与窦性心律患者的心房改变有部分的相似,我们无法获得正常人的心房组织作为对照组而获得更加明显的变化;未能进一步应用Western blot技术对eNOS蛋白进行检测,以验证本研究结果。另外本研究入选病例数有限,尚需进一步的大样本研究。

   参考文献

[1]Hu D, Sun Y.Epidemiology, risk factors for stroke, and management of atrial fibrillation in China[J]. J Am Coll Cardiol, 2008, 52:865-868.

[2]Nattel S. New ideas about atrial fibrillation 50 years on[J]. Nature 2002;415:219–226.

[3]Cai H ,Li Z ,Goette A,et al.Downregulation of endocardial nitric oxide synthase expression and nitric oxide production in atrial fibrillation: potential mechanisms for atrial thrombosis and stroke[J]. Circulation, 2002, 106:2854-2858.

[4]Rastaldo R,Pagliaro P,Cappello S ,et al. Nitric oxide and cardiac function[J].Life Sci ,2007,81:779-793.

[5]Goette A, Lendeckel U, Klein HU.Signal transduction systems and atrial fibrillation[J].Cardiovasc Res. 

2002 ,54:247-258.

[6] Swiatkowska M, Cierniewska-Cieslak A, Pawlowska Z, et al.Dual regulatory effects of nitric oxide on plasminogen activator inhibitor type 1 expression in endothelial cells[J]. Eur J Biochem, 2000;267:1001-1007.

[7]韩薇,李为民,宋丽云,等.实验性心房颤动血栓形成时内皮型一氧化氮合酶和纤溶酶原激活剂抑制物-1的变化[J].中华心血管病杂志,2005,33(1):69-72.

[8]韩薇,李为民,宋丽云,等.慢性快速心房起搏心房颤动犬内皮型一氧化氮合酶mRNA表达变化的研究[J].中国心脏起搏与心电生理杂志,2005,19(1):63-66.

[9]李为民,韩薇,李曦,等.心房颤动患者左心房血栓形成的可能机制研究[J].中华心律失常学杂志,2005,9(3):180-153.

[10]Bukowska A, Röcken C, Erxleben M, et al.Atrial expression of endothelial nitric oxide synthase in patients with and without atrial fibrillation[J] .Cardiovasc Pathol, 2010 ,19: 51-60.

[11]Davis ME, Cai H, Drummond GR, et a1. Shear stress regulates endothelial nitric oxide synthase expression through c-Src by divergent signaling pathways[J]. Cir Res, 2001, 89: 1073-1080.


    2013/10/28 11:57:26     访问数:1135
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