• 한국임상수의학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.152-158
• /
• 2008

We investigated the changes of protein in chronic MI which was occurred with long-term ischemia, without reperfusion. Sprague Dawley (SD) rats were divided into the sham group and the experimental groups (MI groups). The sham group was treated only thoracotomy without ligation for left main descending artery (LMDA) of left coronary artery (LCA), and the experimental groups (MI7d, ligation of LMDA for 7 days and MI30d, ligation of LMDA for 30 days) were conducted an artificial chronic MI. The change of proteins according to passage of times was compared and analyzed on first and second dimension (1 and 2D) sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis. Among total 46 spots expressed differentially in the sham group versus MI7d and MI30d groups on 2D gel, we selected proteins that the volume of spot was increased in the MI7d and MI30d groups compared with the sham group. After that, the proteins were identified through liquid chromatography/tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis. In result, we could obtain many proteins as follows; albumin, glucose regulated protein 58 KDa, similar to tripartite motif protein 50, ubiquinol-cytochrome c reductase core protein II, sarcomeric mitochondrial creatine kinase, ATP synthetase alpha chain (mitochondrial precursor) and creatine kinase. In conclusion, we suggest many changed proteins shown at chronic ischemia after artificial MI and consider that these proteins play an important role in the function of heart after MI.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제24권11호
• /
• pp.1058-1067
• /
• 1991

High potassium cardioplegia is a widely accepted procedure to enhance myocardial protection from ischemic injuries associated with open heart surgery. Maintaining optimum osmolarity of the cardioplegic solution is one of the required conditions for an ideal cardioplegic solution Albumin is an frequently added component for maintaining optimum osmolarity of clinically used cardioplegic solutions. But the source of albumin is human blood so that the supply is limited and the cost of manufacturing is relatively high. Recently there are moves to minimized the use of blood product for fear of blood-associated infections or immunological disorders. In this experiment, we substituted mannitol or glucose for albumin added to the cardioplegic solution which has been used at the Wonju Medical College, To determine whether addition of mannitol or glucose instead of albumin in the cardioplegic solution can produce satisfactory myocardial protection during ischemia, three different groups of isolated rat heart perfused by modified Langendorff technique were studied. Wonju Cardioplegic Solution was selected as a standard high potassium[18mEq/L of K+] cardioplegic solution. Three kinds of cardioplegic solution were made by modifying the composition maintaining the same osmolarity[339$\pm$1mOsm/Kg] Isolated rat heart were perfused initially with retrograde nonworking mode and then changed to working mode. After measuring the heart rate, systolic aortic pressure, aortic flow, coronary flow, ischemic arrest by aorta cross clamp and cardioplegia was made maintaining the temperature of water jacket at 10oC. The heart was rewarmed and reperfused after 60min of ischemic arrest with intermittent cardioplegia at the 30min interval. The time to return of heart beat and the time required to get. Regular heart beat were observed after reperfusion. The recovery rate of the functional variables-heart rate, systolic aortic pressure, aortic flow, coronary flow and cardiac output were calculated and compared among the three groups of different cardioplegia-albumin, mannitol, and glucose. The wet weight and dry weight was measured and the water content of the heart as figured out for comparison. The time to return of heart beat was fastest in the albumin group, The functional recovery rates were best in the albumin group also. In the above conditions, albumin was the best additive to the cardioplegic solution compared to the mannitol or glucose.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제30권2호
• /
• pp.119-124
• /
• 1997

저자들은 흰쥐의 적출된 심장을 이용하여 Verapamil이 허혈성 심근에 대하여 심근보호효과가 있는지를 관찰하였다 흰쥐의 적출된 심장은 허혈상태에서 심근온도가 $25^{\circ}C$가 되게 유지하였다. 24마리의 흰쥐로부터 적출된 심장을 Krebs-Henseleit완충액을 사용하여 30분간의 비작업성 역관류로 안정시킨 후 $25^{\circ}C$의 심정지액 (St. Thomas' Hospital Cardioplegic Solution)에 60분 동안 저장하였다. 허혈성 심정지를 유도하기 전에 적출된 심장을 저온의 심정지액으로 처리한 군을 대조군(n=12)으로 하고, Verapamil 이 첨가된 저온의 심정지액으로 처리한 군을 실험군(n=12)으로 하였다. 60분 동안의 허혈성 심정지후 심정지전에 측정했던 혈역학적 및 생화학적 지표인 심박동수, 좌심실압, +dpfdt max, 관상관류량과 CPK치를 재관류후 30분에 재측정하여 심정지전과 비교하여 심기능 회복 정도를 관찰하였다. Verapamil이 첨가된 저온의 심정지액을 사용한 실험군이 심박동수, 좌심실압, +dp/dt max, 관상관류량과 CPK치에서 대조군에 비하여 유의하게 높은 회복율을 나타내었다(p <0.05).

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제8권2호
• /
• pp.95-100
• /
• 2004

Ischemic preconditioning (IPC) has been accepted as a heart protection phenomenon against ischemia and reperfusion (I/R) injury. The activation of ATP-sensitive potassium $(K_{ATP})$ channels and the release of myocardial nitric oxide (NO) induced by IPC were demonstrated as the triggers or mediators of IPC. A common action mechanism of NO is a direct or indirect increase in tissue cGMP content. Furthermore, cGMP has also been shown to contribute cardiac protective effect to reduce heart I/R-induced infarction. The present investigation tested the hypothesis that $K_{ATP}$ channels attenuate DNA strand breaks and oxidative damage in an in vitro model of I/R utilizing rat ventricular myocytes. We estimated DNA strand breaks and oxidative damage by mean of single cell gel electrophoresis with endonuclease III cutting sites (comet assay). In the I/R model, the level of DNA damage increased massively. Preconditioning with a single 5-min anoxia, diazoxide $(100\;{\mu}M)$, SNAP $(300\;{\mu}M)$ and 8-(4-Chlorophenylthio)-guanosine-3',5'-cyclic monophosphate (8-pCPT-cGMP) $(100\;{\mu}M)$ followed by 15 min reoxygenation reduced DNA damage level against subsequent 30 min anoxia and 60 min reoxygenation. These protective effects were blocked by the concomitant presence of glibenclamide $(50\;{\mu}M)$, 5-hydroxydecanoate (5-HD) $(100\;{\mu}M)$ and 8-(4-Chlorophenylthio)-guanosine-3',5'-cyclic monophosphate, Rp-isomer (Rp-8-pCPT-cGMP) $(100\;{\mu}M)$. These results suggest that NO-cGMP-protein kinase G (PKG) pathway contributes to cardioprotective effect of $K_{ATP}$ channels in rat ventricular myocytes.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제31권8호
• /
• pp.1069-1078
• /
• 2021

Sevoflurane postconditioning (SPostC) has been proved effective in cardioprotection against myocardial ischemia/reperfusion injury. It was also reported that heat shock protein 70 (HSP70) could be induced by sevoflurane, which played a crucial role in hypoxic/reoxygenation (HR) injury of cardiomyocytes. However, the mechanism by which sevoflurane protects cardiomyocytes via HSP70 is still not understood. Here, we aimed to investigate the related mechanisms of SPostC inducing HSP70 expression to reduce the HR injury of cardiomyocytes. After the HR cardiomyocytes model was established, the cells transfected with siRNA for HSP70 (siHSP70) or not were treated with sevoflurane during reoxygenation. The lactate dehydrogenase (LDH) level was detected by colorimetry while cell viability and apoptosis were detected by MTT and flow cytometry. Reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) and Western blotting were used to detect HSP70, apoptosis-, cell cycle-associated factors, iNOS, and Cox-2 expressions. Enzyme-linked immuno sorbent assay (ELISA) was used to measure malondialdehyde (MDA) and superoxide dismutase (SOD). SPostC decreased apoptosis, cell injury, oxidative stress and inflammation and increased viability of HR-induced cardiomyocytes. In addition, SPostC downregulated Bax and cleaved caspase-3 levels, while SPostC upregulated Bcl-2, CDK-4, Cyclin D1, and HSP70 levels. SiHSP70 had the opposite effect that SPostC had on HR-induced cardiomyocytes. Moreover, siHSP70 further reversed the effect of SPostC on apoptosis, cell injury, oxidative stress, inflammation, viability and the expressions of HSP70, apoptosis-, and cell cycle-associated factors in HR-induced cardiomyocytes. In conclusion, this study demonstrates that SPostC can reduce the HR injury of cardiomyocytes by inducing HSP70 expression.

• 대한약침학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.369-381
• /
• 2022

Objectives: Hyperlipidemia (HL) is a major cause of ischemic heart diseases. The size-limiting effect of ischemic preconditioning (IPC), a cardioprotective phenomenon, is reduced in HL, possibly because of the opening of the mitochondrial permeability transition pore (MPTP). The objective of this study is to see what effect pretreatment with Inula racemose Hook root extract (IrA) had on IPC-mediated cardioprotection on HL Wistar rat hearts. An isolated rat heart was mounted on the Langendorff heart array, and then ischemia reperfusion (I/R) and IPC cycles were performed. Atractyloside (Atr) is an MPTP opener. Methods: The animals were divided into ten groups, each consisting of six rats (n = 6), to investigate the modulation of I. racemosa Hook extract on cardioprotection by IPC in HL hearts: Sham control, I/R Control, IPC control, I/R + HL, I/R + IrA + HL, IPC + HL, IPC + NS + HL, IPC + IrA+ HL, IPC + Atr + oxidative stress, mitochondrial function, integrity, and hemodynamic parameters are evaluated for each group. Results: The present experimental data show that pretreatment with IrA reduced the LDH, CK-MB, size of myocardial infarction, content of cardiac collagen, and ventricular fibrillation in all groups of HL rat hearts. This pretreatment also reduced the oxidative stress and mitochondrial dysfunction. Inhibition of MPTP opening by Atr diminished the effect of IrA on IPC-mediated cardioprotection in HL rats. Conclusion: The study findings indicate that pretreatment with IrA e restores IPC-mediated cardioprotection in HL rats by inhibiting the MPTP opening.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제40권1호
• /
• pp.8-16
• /
• 2007

배경: 선천성 심장기형의 수술적 교정 시, Histidine-Tryptophan-Ketoglutarate (HTK) 심정지액과 혈성심정지액의 심근 보호에 관한 비교를 위해 술 후 심근에 대한 전자현미경적 고찰을 시행하였다. 대상 및 벙법: 개심술을 계획하고 있는 선천성 심기형 환아 22명의 환자를 대상으로 하였고 이들은 무작위로 두 집단으로 나누어 전향적으로 연구를 진행하였다. 22명 중 11명(HTK 집단)은 개심술 시 HTK 심정지액을, 다른 11명(혈성 심정지액 집단)은 혈성 심정지액을 사용하였다. 술 중 재관류 30분 후 우심실에서 작은 조직을 채취하여 전자현미경적 관찰을 시행하였다. 전자현미경에 의한 심근 초미세구조에 대한 평가는 무작위 체계적 표본 추출법에 의한 반정량적 평가법을 사용하였다. 1명의 병리조직학자에 의해 사전정보의 제공 없이 시행되었다. 결과: 미토론드리아의 보존 형태에 대한 반정량적 평가는 혈성 심정지액 집단이 $19.65{\pm}4.75$ 그리고 HTK 집단이 $25.25{\pm}5.85$ (p=0.03)였다. 혈성심정지액 집단 중 6명의(54.5%) 환아에서 그리고 HTK 집단 중 3명(27.3%)에서 3도 이상의 사이질의 부종을 보였다. 결론: 전자현미경적 초미세구조의 보존은 HTK 심정지액이 더 우수한 결과를 보였다. 그러나 임상적 그리고 수술 중의 다양한 요인을 고려한 술 중 심근 보호에 대한 우월성에 대한 비교는 계속적인 관찰과 연구를 요한다.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제33권7호
• /
• pp.531-540
• /
• 2000

연구배경; 심근세포내 에너지원인 단원 pool의 고갈이나 당대사의증가와 이로 인한 유산의 심근세포내 축적은 허혈 심근세포 손상의 중요한 원인으로 알려져 있다. 그러나 역설적으로 당원이 결핍된 용액으로 짧은 기간 동안 허혈-재관류를 반복(IP)한 경우와 유사한 결과를 가져올 수 있는 가능성을 조사하여 세포내 신호전달체계 중 PKC와의 관련성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 ; Langendorff방법에 따라 관류하여 기준설 혈역학 값이 유지되면 전체허혈(5분)-재관류(10분) 1회 실시로 IP를 유도하고 45분 동안 전체 허혈후 120분 동안 재관류하였다. (IP군. n=13). 허혈 대조군(n=10)에서는 IPdjqt이 45분 동안 전체 허혈후 120 동안 재관류를 실시하였다. Glucose 결핍용액 투여 전처치군(n=12)에서는 기준선 혈역학 값이 유지되면 5분 동안 glucose를 포함하지 않은 관류액으로 관류한 후 10분 동안 표준 관류액으로 측정하였으며 실험 종료후 PKC활성도는 PKC-specific peptide와 32P-${\gamma}$-ATP incorporation으로 PKC활성도(nmol/g tissue)를 측정하였따. PKC 동종효소의 발현정도는 단클론항체($\alpha$,$\beta$,$\delta$,$\varepsilon$,ζ 등)를 사용하여 Western blot로 확인하였다. 심근경색 크기는 1% tetrazolium chloride로 염색하여 형태 계측하였다. 결과; 45분 동안 허혈LVDP(LV developed pressure), dP/dt 등은 다른 실험군에 비하여 IPrns에서 현저히 증가하였으나 glucose 결핍용액 투여 전처치군에서는 허혈 대조군과 큰 차이가 없었으며 관혈류량은 모든 실험군 사이에서 차이를 나타내지 않았다. 그러나 glucose 결핍용액 트여 저너치군(15$\pm$3.9%)과 IP군(19$\pm$1.2%)에서는 허혈 대조군(39$\pm$2.7%)에 비하여 심근경색 범위의 현저한 감소를 볼 수 있었다. (p<0.05). PKC 활성도는 기준선과 비교하여 허혈 대조군에서는 87% 정도를 감소하였으며 (p<0.05), IP 실시한 후와 IP후 45분 동안 허혈을 실시한 결우에는 각각 119, 145%로 현저히 증가하였다. (p<0.01). PKC 동종효소중 $\beta$, $\delta$, ζ 등에서는 발현정도에 유의한 변화가 없었던 반면 $\alpha$ 및 $\varepsilon$에서 양적인 변화를 관찰할 수 있었다. PKC-$\alpha$의 세포질분획의 발현은 기준선이나허혈 대조군과 비교하여 IPgn에 증가하는 경향을 나타내었으나, 이외의실험군에서는 큰 변화를 볼 수 없었다. PKC-$\alpha$의 세포막분획은 IP후롸, glucose 결핍용액 투여 전처치후, glucose 결핍용액 투여 전치치후 45분 동안 허혈후에 증가하는 경향을 나타내었다. PKC-$\varepsilon$의 세포질분획의 발현은 기준선이나 허혈 대조군과 비교하여 IPgn나 IPgn 45분 동안 허혈후, glucose 결핍용액 투여 전처치에 증가하는 경향을 나타내었으며 PKC-$\varepsilon$의 세포막분획은 IP후 45분 동안 허혈후, 또는 glucose 결핍용액 투여 전처치후에 발현이 증가하는 경향을 나타내었다. 결론 ; 이상으로 적출 관류 토끼 심장에서 glucose 결핍용액 투여로 전처치할 경우 후속된 장시간 동안의 허혈에 대하여 좌심실기능 회복 증가는 기대할 수 없으나 심근경색 범위가 감소되거나 한정되는 보호효과가 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제32권7호
• /
• pp.603-612
• /
• 1999

연구배경: 짧은 기간 동안 허혈-재관류를 반복(ischemic preconditioning, IP)할 경우 후속되는 보다 긴 기간 동 안의 허혈에 대하여 재관류시 심근의 수축기능 회복이 증가, 심근괴사 범위 감소 등의 심근보호효과가 있음 은 여러 가지 동물실험으로 밝혀졌으며 인간의 심장에서도 유사한 효과가 나타나는 것으로 보고되고 있다. 최근 칼슘이 매개가 되어 protein kinase C(PKC)의 활성화가 일어남으로서 IP효과가 나타날 것이라는 실험결 과들이 제시되고 있으나 논란이 많다. 본 연구에서는 적출 토끼심장을 이용하여 칼슘이 심근세포내의 PKC 활성도에 어\ulcorner 영향을 미치는가를 연구하고자 하였다. 대상 및 방법: 적출관류 흰토끼 심장을 이용하여 관 류를 차단하는 방법으로 전체허혈을 유도하였으며 전체허혈(5분), 재관류(10분)를 1회 실시하여 IP를 유도하 고 45분 동안 전체허혈후 120분 동안 재관류를 실시하였다(IP군, n=13). 허혈 대조군(n=10)에서는 IP없이 45 분 동안 전체허혈후 120분 동안 재관류를 실시하였다. 칼슘투여군에서는 5분 동안 허혈후 10분 동안 10 (n=10) 또는 20 mM(n=11)의 칼슘을 포함한 관류액으로 관류하고 이어서 45분 동안 전체허혈과 120분 동안 재관류를 실시하였다. 전 실험 기간 동안 좌심실기능, 관혈류를 측정하였으며 실험 종료 후 PKC-specific peptide와 32P-${\gamma}$-ATP incorporation으로 PKC활성도(nmol/g tissue)를 측정하였다. 심근괴사 크기는 1% tetra zolium chloride로 염색하여 형태계측하였다. 결과: IP를 실시한 결과, LVDP(left ventricular developed pressure), 심근수축력, 관혈류 등은 허혈 대조군에 비하여 현저히 증가하였으며(p<0.05) 이완말기압의 상승폭은 저하되 었고(p<0.05) 심근괴사 크기는 38%에서 20%로 감소하였다(p<0.05). 칼슘투여군에서는 LVDP, 심근수축력, 관 혈류 등에는 허혈 대조군에 비하여 큰 차이가 없거나 오히려 저하되었으나 심근괴사 크기는 19~23%로 현 저히 감소하였다(p<0.05). 세포질분획의 PKC활성도(nmol/g tissue)는 IP군, 칼슘투여군에서 각각 5.98$\pm$0.57, 6.30$\pm$0.24(20 mM 칼슘 전처치군), 4.19$\pm$0.39(10 mM 칼슘 전처치군)로 기준(7.31$\pm$0.31)에 비하여 특히 10 mM 칼슘 전처치군에서 유의하게 감소하였으며(p<0.01), 세포막분획의 PKC활성도는 각각 4.00$\pm$0.14, 2.50$\pm$ 0.31, 4.02$\pm$0.70으로 기준(1.84$\pm$0.21)에 비하여 IP군과 10 mM 칼슘 전처치군에서 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 그러나 허혈대조군에서는 두 분획 모두 기준선과 비교하여 큰 차이가 없었다. 결론: 이상으로 적출 관류 토끼심장에서 장시간 동안의 허혈전 높은 농도의 칼슘으로 전처치하면 허혈후 재관류시 심근기능의 회 복증가는 기대하기 어려우나 IP와 유사한 심근괴사 범위 감소효과가 있으며 이러한 효과는 아마도 칼슘의 매개에 따라 PKC활성화가 일어남으로써 나타나는 것으로 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제42권5호
• /
• pp.576-587
• /
• 2009

배경: Nitric oxide (NO)-cGMP 신호전달체계의 상향 조절(up-regulation)이 급성심근경색 3일 후 흰쥐의 혈관반응성의 변화에 관여한다고 알려져 있으나 그 기전에 대해서는 명확히 규명되지 않았다. 대상 및 방법: 좌전하행관상동맥을 30분간 폐쇄한 후 급성심근경색을 유도한 군을 AMI군으로, 동일한 모의 수술(sham operation)을 하였으나 관상동맥을 폐쇄하지 않은 군을 SHAM군으로 하였다 AMI 혹은 SHAM수술 3일 후 흰쥐의 대동맥 고리절편(내피를 보존한 대동맥 절편을 E(+), 내피를 제거한 대동맥 절편을 E(-))에서 phenylephrine (PE), KCl, acetylcholine (Ach) 및 sodium nitroprusside (SNP)에 대한 농도-반응 관계를 측정하였다 AMI군의 E(+) 대동맥 절편에서 PE의 농도-반응 관계를 NO synthase (NOS) 억제제인 $N{\omega}$-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME)와 cyclooxygenase 억제제인 indomethacin으로 각각 전처치한 대동맥 절편과 비교하였다. 혈장 nitrite/nitrate 농도는 Griess reaction으로 측정하였고, 방사면역 분석법을 이용한 흉부 대동맥 절편의 cGMP정량과 real time PCR을 이용한 endothelial nitric oxide synthase (eNOS) mRNA 발현양상 측정을 하였다. 결과: AMI군에서의 심근경색의 평균 크기는 $21.3{\pm}0.62%$였다. AMI군에서 심박수와 수축기 및 이완기 혈압은 의미있는 변화가 없었다. E(+)와 E(-) 대동맥 절편에서 PE와 KCl에 대한 수축반응의 민감도는 AMI군 대동맥 절편에서 의미 있게 감소하였다(p<0.05). L-NAME은 이러한 수축반응을 완전하게 역전시켰으나 indomethacin은 효과가 없었다(p<0.05). 또한 AMI군에서 Ach에 대한 이완반응의 민감도가 의미 있게 감소하였다(p<0.05). AMI군에서 SHAM군에 비해 혈장 nitrite/nitrate 농도(p<0.05), 기저 cGMP 농도(p<0.05), 및 eNOS mRNA 발현양상(p=0.056)이 증가하였다. 결론: 이상의 결과들로 보아 eNOS의 발현 증가와 NO-cGMP 신호전달체계의 상향조절이 급성심근경색 3일 후 흰쥐 흉부대동맥에서의 수축 및 이완 반응성 감소의 원인으로 생각된다.