血红蛋白类携氧载体（HBOC）对体外循环术中犬心脏的作用及其机制研究

在心脏外科手术和体外循环手术中，心肌的缺血再灌注损伤不可避免，直接影响术后心功能、患者预后等，故寻找安全有效、切实可行的减少和减轻心肌缺血再灌注损伤的方法，对于降低病人严重并发症和死亡率有重大的科学、社会和经济意义。本申请将通过犬体外循环模型，研究血红蛋白类携氧载体（HBOC）溶液预处理和术中处理，对缺血再灌注损伤心脏的作用及其剂量相关性，并揭示HBOC 溶液心脏直接作用的根源。最后，再从与缺血再灌注损伤密切相关的氧化应激、硝化应激、心肌细胞凋亡和线粒体等方面探讨其心脏作用的分子生物学机制。通过本申请所述研究，不仅可以为心脏等重要脏器的缺血再灌注损伤提供一种更合理，更高效的保护方案和策略；还将有助于解答目前国际上对HBOC 制品存在的争论，为推动和指导其临床应用，最大限度地发挥其有效作用提供理论依据和技术支持。

本项目拟通过犬体外循环模型，研究血红蛋白类携氧载体（HBOC）溶液，对缺血再灌注损伤心脏的作用及其剂量相关性，并揭示HBOC 溶液心脏直接作用的根源，为心脏等重要脏器的缺血再灌注损伤提供一种更合理，更高效的保护方案和策略，为推动和指导其临床应用，最大限度地发挥其有效作用提供理论依据和技术支持。首先，研究发现，在体外循环手术中，不同剂量HBOC溶液对缺血再灌注损伤心脏（2小时停跳＋2小时复灌）的作用呈现两面性。在较低低剂量时（0.1 g Hb/dL），HBOC溶液能保护心脏功能，减少心肌酶（肌酸激酶CKMB，乳酸脱氢酶LDH和肌钙蛋白cTnI）的释放，抑制心肌细胞及线粒体的病理学改变，减轻缺血再灌注损伤；然而在高剂量时（1 g Hb/dL），HBOC对心脏功能并无保护作用，并有加重缺血再灌注损伤的趋势。其次，我们通过冠脉造影和心脏彩超显影技术，观察了HBOC对冠状动脉和心脏功能的直接作用，发现不同剂量HBOC对心脏血管和功能的作用完全不同。高剂量HBOC会引起冠状动脉血管收缩，甚至痉挛，造成心脏功能抑制；而低剂量HBOC不会引起冠状动脉收缩，心脏功能也无明显影响，该结果与体外循环动物实验中结果基本一致。最后，通过离体血管张力实验和内皮细胞实验，发现HBOC对心脏冠状动脉的收缩作用要明显强于外周股动脉。并且，高剂量HBOC溶液会对血管造成明显损伤，且这种损伤主要集中在血管内皮，而不是直接损伤血管平滑肌。基于该项目建立的犬体外循环模型，我们还研究了异氟烷和丙泊酚联用的心脏保护作用，证实异氟烷和丙泊酚联用可以显著减轻缺血再灌注损伤，且这种心脏保护作用很可能是由于抑制心肌氧化损伤所介导的。另外，我们还通过大鼠跑步模型，证实HBOC溶液预处理可以减轻过量运动所导致的心脏功能障碍。通过上述研究，课题组共发表了SCI全文论著9篇，SCI英文摘要1篇，Medline英文论著1篇，中文核心期刊文章2篇，并申请中国发明专利2项，其中1项已经授权。因此，本项目在执行年度内严格执行申请标书的研究计划，并结合研究进展增加了部分内容，研究结果和结论与申请书中预期一致。