초록
연구배경: 적출 흰쥐 심장에서 짧은 기간 동안 칼슘 파라독스를 반복하면(칼슘결핍 및 재투여에 의한 칼슘 전처치, calcium-free preconditioning-calcium depletion and repletion)하면 후속 되는 보다 긴 기간 동안의 허혈에 대하여 재관류시 심장기능 회복 증가, 괴사크기의 감소 등 허혈성 전처치에서 나타나는 것과 유사한 심근보호 효과가 있음이 최근 보고되어 있다. 본 실험에서는 적출 토끼 심장을 이용하여 칼슘결핍용액으로 전처치할 경우 ischemic preconditioning(이하 IP)와 유사한 심근보호 효과가 나타나는가의 유무를 기능 및 형태학적 측면에서 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 체중 1.5∼2.0 kg의 건강한 흰토끼(New Zealand White rabbit)의 적출 심장을 이용하여 Langendorff 방법에 따라 관류하여 일정한 기준치가 유지되면 전체 허혈(5분)-재관류(10분) 1회 실시로 IP를 유도하고 45분 동안 전체허혈후 120분 동안 재관류하였다(IP군, n=7). 대조군(n=7)에서는 IP없이 45분 동안 전체허혈후 120분 동안 재관류를 실시하였다. 칼슘결핍용액 투여 전처치군(n=7)에서는 5분 동안 칼슘결핍용액을 투여 후 10분 동안 칼슘이 포함된 관류액으로 관류하고 45분 동안 허혈을 실시한 후 120분 동안 재관류하였다. 허혈후 재관류 기간 동안 좌심실 기능, 관혈류 등을 측정하였으며 심근괴사 크기는 1% tetrazolium으로 염색하여 형태계측 하였다. 결과는 분산분석(ANOVA)을 실시하여 유의성이 있다고 판정되면 Tukey's post-hoc test로 검정하였다. 결과: 45분 동안 허혈후 LVDP, dP/dt, 관혈류 등은 다른 실험군에 비하여 IP군에서 현저히 증가하였으나 칼슘결핍용액 투여 전처치군에서는 오히려 허혈 대조군에 비하여 현저히 감소하였다. 그러나 칼슘결핍용액 투여 전처치군에서는 IP군에서와 같이 허혈 대조군에 비하여 심근괴사 범위가 현저히 감소되었다. 결론: 이상의 결과로 적출 관류 토끼 심장에서 칼슘결핍용액 투여로 전처치할 경우 후속된 장시간 동안의 허혈에 대하여 좌심실기능 회복 증가는 기대할 수 없으나 심근괴사 범위 한정 등의 보호효과가 있는 것으로 생각된다.
Background: It has been demonstrated that brief periods of calcium depletion and repletion (calcium-free preconditioning, CP) have cardioprotective effects as seen in ischemic preconditioning(IP) which enhances the recovery of post-ischemic contractile dysfunction and reduces the incidence of reperfusion-induced arrhythmia or infarct size after a prolonged ischemia. In the present study, we tested this paradoxical phenomenon in isolated rabbit hearts. Material and Method: Hearts isolated from New Zealand white rabbits(1.5∼2.0 Kg body weight) were perfused with Tyrode solution using the Langendorff technique. After stabilizing the baseline hemodynamics, the hearts were subjected to 45 minutes of global ischemia followed by 120 minutes of reperfusion with IP(IP group, n=7) or without IP (ischemic control group, n=7). IP was induced by a single episode of 5 minutes global ischemia and 10 minutes reperfusion. In the CP group(n=7), the hearts were subjected to perfusion with Tyrode solution with calcium depletion for 5 minutes and repletion for 10 minutes, and 45 minutes of ischemia and 120 minutes of reperfusion. Left ventricular function including developed pressure, dP/dt, heart rate, left ventricular end-diastolic pressure and coronary flow was measured. Infarct size was determined by staining with 1% triphenyltetrazolium chloride and planimetry. Data were analyzed by a one-way analysis of variance and Tukey's post-hoc test. Result: In comparison with the ischemic control group, IP significantly enhanced the recovery of the left ventricular function including the left ventricular developed pressure, contractility, and coronary flow; in contrast, these functional parameters of the CP group tended to be lower than those of the ischemic control group. However, the infarct size was significantly reduced by IP or CP(p<0.05). Conclusion: These results suggest that in isolated Langendorff-perfused rabbit heart model, CP(induced by single episode of 5 minutes calcium depletion and 10 minutes repletion) could not improve the post-ischemic contractile dysfunction(after a 45-minute global ischemia) but it has an infarct size-limiting effect.
