• Journal of Chest Surgery
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• 제54권1호
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• pp.9-16
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• 2021

Background: The deposition of monomeric C-reactive protein (mCRP) in the myocardium aggravates ischemia-reperfusion injury (IRI) and myocardial infarction. Ischemic preconditioning (IPC) is known to protect the myocardium against IRI. Methods: We evaluated the effects of IPC on myocardium upon which mCRP had been deposited due to IRI in a rat model. Myocardial IRI was induced via ligation of the coronary artery. Direct IPC was applied prior to IRI using multiple short direct occlusions of the coronary artery. CRP was infused intravenously after IRI. The study included sham (n=3), IRI-only (n=5), IRI+CRP (n=9), and IPC+IRI+CRP (n=6) groups. The infarcted area and the area at risk were assessed using Evans blue and 2,3,5-triphenyltetrazolium staining. Additionally, mCRP immunostaining and interleukin-6 (IL-6) mRNA reverse transcription-polymerase chain reaction were performed. Results: In the IRI+CRP group, the infarcted area and the area of mCRP deposition were greater, and the level of IL-6 mRNA expression was higher, than in the IRI-only group. However, in the IPC+IRI+CRP group relative to the IRI+CRP group, the relative areas of infarction (20% vs. 34%, respectively; p=0.079) and mCRP myocardial deposition (21% vs. 44%, respectively; p=0.026) were lower and IL-6 mRNA expression was higher (fold change: 407 vs. 326, respectively; p=0.376), although the difference in IL-6 mRNA expression was not statistically significant. Conclusion: IPC was associated with significantly decreased deposition of mCRP and with increased expression of IL-6 in myocardium damaged by IRI. The net cardioprotective effect of decreased mCRP deposition and increased IL-6 levels should be clarified in a further study.

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

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.896-896
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• 2005

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

• 대한약리학회지
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• 제30권3호
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• pp.321-330
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• 1994

허혈전처치(ischemic preconditioning)의 재관류심근손상 보호작용과 그 기전을 규명하기 위한 연구의 일환으로 허혈전처치가 심근세포의 산소라디칼 생성능력에 미치는 영향을 검토하였다. 흰쥐 적출심장의 Langendorff 관류표본에서 실험적인 허혈(30분)-재관류(20분)손상을 유도하였고, 허혈전처치는 재관류손상 유도전에 5분 허혈-5분 재관류를 3회 반복하여 시행하였다. 허혈심근 재관류손상의 지표로 심수축기능, 세포질효소 유출, 칼슘 유입 및 미세형태학적 변화를, 그리고 심근세포의 산소라디칼 생성기전으로 xanthine oxidase system의 변동을 허혈전처치와 비전처치 재관류 심장들에서 비교검토하였다. 연구 성적은 다음과 같다. 1. 허혈전처치는 허혈-재관류 심장의 관상혈류량, 심박수, 좌심실압 등 심기능의 저하를 현저히 회복시켰다(회복률; 91%) 2. 허혈-재관류 심장에서 lactate dehydrogenase 유출증가는 허혈전처치에 의해 현저히 저하되었다. 3. 허혈-재관류 심근세포의 전자현미경상 미세구조는 허혈전처치시 비교적 잘 보존되었으며, 특히 myofibril 구조의 보존이 매우 뚜렷하였다. 4. 허혈-재관류시 산화성 조직손상 척도의 하나인 malondialdehyde 생성이 허혈전처치에 의하여 현저히 감소되었다. 5. 허혈전처치 심장에서 xanthine oxidase(D,O 및 D/O형)활성은 변화되지 않았으나 그 기질인 hypoxanthine의 조직함량은 현저히 감소되었다. 이상의 결과들로 부터 허혈전처치는 세포수준에서 허혈심근의 재관류손상을 방지하며, 허혈전처치에 따른 산소라디칼 생성 감소가 재관류손상 방지에 일부 기여할 수 있으리라 사료된다.an을 2주간 처치한 경우에도 영향을 받지 않았다. 이상의 결과로 미루어 아마도 losartan의 내피세포에 대한 작용은 constitutive NO 생성을 증가시키나 inducible NO 생성에는 영향을 미치지 않을 것으로 여겨진다.cium ion이 상당히 중요한 역할을 하는데, 특히 소뇌에서의 NO생성의 감소는 이들 약물들의 치명적 부작용인 tardive dyskinesia와 매우 깊은 관련을 추측할 수 있다. 그러나, 더 많은 약물들의 검색으로 일관적인 기본 결과가 필요 되고 또 각개 약물의 특정적 기전이 연구되기 위하여 현재 실험중이다.(신칭(新稱), Cystostereum subabruptum), 털융단버섯(신칭(新稱), Tomentella pilosa), 노란소나무무늬버섯(신칭(新稱), Asterostroma laxum), 붉은소나무비늘버섯(신칭(新稱), Hymenochaete cruenta), 가루소나무비늘버섯(신칭(新稱), Hymenochaete fuliginosa), 소나무비늘버섯(신칭(新稱), Hymenochaete tabacina), 갈색시루삔버섯(신칭(新稱), Inonotus radiatus), 벚나무진흙버섯(신칭(新稱), Phellinus pomaceus), 회주름구멍버섯(신칭(新稱), Antrodia crassa), 층주름구멍버섯(신칭(新稱), Antrodia serialis), 흰그물구멍버섯(신칭(新稱), Ceriporia reticulata), 겹친손등버섯(신칭(新稱), Oligoporus balsameus), 점박이손등버섯(신칭(新稱), Oligoporus guttulatus), 무른흰살버섯(신칭(新稱), Oxyporus cuneatus), 각목버섯(신칭(新稱),

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제12권6호
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• pp.287-291
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• 2008

Ampicillin, a $\beta$-lactam antibiotic, has been reported to induce astrocytic glutamate transporter-l which plays a crucial role in protecting neurons against glutamate excitotoxicity. We investigated the effect of ampicillin on neuronal damage in the mouse hippocampus and neostriatum following transient global forebrain ischemia. Male C57BL/6 mice were anesthetized with halothane and subjected to bilateral occlusion of the common carotid artery for 40 min. Ampicillin was administered post-ischemically (for 3 days) and/or pre-ischemically (for $3{\sim}5$ days until one day before the onset of ischemia). Pre- and post-ischemic treatment with ampicillin (50 mg/kg/day or 200 mg/kg/day) prevented ischemic neuronal death in the medial CAI area of the hippocampus as well as the neostriatum in a dose-dependent manner. In addition, ischemic neuronal damage was reduced by pre-ischemic treatment with ampicillin (200 mg/kg/day). In summary, our results suggest that ampicillin plays a functional role as a chemical preconditioning agent that protects hippocampal neurons from ischemic insult.

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

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제11권2호
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• pp.57-64
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• 2007

Ischemic preconditioning (IPC) is known to protect the heart against ischemia/reperfusion (IR)-induced injuries, and regional differences in the mitochondrial antioxidant state during IR or IPC may promote the death or survival of viable and infarcted cardiac tissues under oxidative stress. To date, however, the interplay between the mitochondrial antioxidant enzyme system and the level of reactive oxygen species (ROS) in the body has not yet been resolved. In the present study, we examined the effects of IR- and IPC-induced oxidative stresses on mitochondrial function in viable and infarcted cardiac tissues. Our results showed that the mitochondria from viable areas in the IR-induced group were swollen and fused, whereas those in the infarcted area were heavily damaged. IPC protected the mitochondria, thus reducing cardiac injury. We also found that the activity of the mitochondrial antioxidant enzyme system, which includes manganese superoxide dismutase (Mn-SOD), was enhanced in the viable areas compared to the infarcted areas in proportion with decreasing levels of ROS and mitochondrial DNA (mtDNA) damage. These changes were also present between the IPC and IR groups. Regional differences in Mn-SOD expression were shown to be related to a reduction in mtDNA damage as well as to the release of mitochondrial cytochrome c (Cyt c). To the best of our knowledge, this might be the first study to explore the regional mitochondrial changes during IPC. The present findings are expected to help elucidate the molecular mechanism involved in IPC and helpful in the development of new clinical strategies against ischemic heart disease.

• Archives of Plastic Surgery
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• 제44권5호
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• pp.384-389
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• 2017

Background The aim of this study was to investigate the effects of remote ischemic conditioning on ischemia-reperfusion injury in rat muscle flaps histopathologically and biochemically. Methods Thirty albino rats were divided into 5 groups. No procedure was performed in the rats in group 1, and only blood samples were taken. A gracilis muscle flap was elevated in all the other groups. Microclamps were applied to the vascular pedicle for 4 hours in order to achieve tissue ischemia. In group 2, no additional procedure was performed. In groups 3, 4, and 5, the right hind limb was used and 3 cycles of ischemia-reperfusion for 5 minutes each (total, 30 minutes) was applied with a latex tourniquet (remote ischemic conditioning). In group 3, this procedure was performed before flap elevation (remote ischemic preconditoning). In group 4, the procedure was performed 4 hours after flap ischemia (remote ischemic postconditioning). In group 5, the procedure was performed after the flap was elevated, during the muscle flap ischemia episode (remote ischemic perconditioning). Results The histopathological damage score in all remote conditioning ischemia groups was lower than in the ischemic-reperfusion group. The lowest histopathological damage score was observed in group 5 (remote ischemic perconditioning). Conclusions The nitric oxide levels were higher in the blood samples obtained from the remote ischemic perconditioning group. This study showed the effectiveness of remote ischemic conditioning procedures and compared their usefulness for preventing ischemiareperfusion injury in muscle flaps.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권2호
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• pp.119-130
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• 2004

개심술 후 나타나는 심기능 저하는 수술 중 허혈로 인하여 생긴 심근손상에 의한 것으로 심근 허혈 상태가 반복되는 경우에 허혈 상태에 의한 심근기능의 손상이 축적되지 않고 오히려 먼저 온허혈 상태에 의하여 심근세포가 일종의 조건화 상태가 되어 허혈에 견디는 힘이 증가하여 장시간의 허혈이 오는 경우에 허혈에 의한 심근손상을 줄일 수 있다고 하여 이를 허혈성 전조건화라고 하는데, 허혈성 전조건화의 효과는 심근손상을 감소시키고, 재관류 시 심근회복에 좋은 영향을 미치며, 부정맥의 빈도를 감소시킨다고 하였다. 이러한 허혈성 전조건화를 본원에서 사용하는 중외1호 심정지액을 흰쥐의 적출 심장에 이용하여 심근보호 효과를 알아보고자 본 연구를 실시하였다. 대상 및 방법: 실험동물은 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 사용하였으며, 케뉼라를 삽관한 후 modified isolated working heart model에 부착 고정하였다. 관류과정은 비작업성 순환과 작업성 관류로 나누어 실시하였으며, 작업성 관류를 20분간 실시하고 이 때 심박동수, 대동맥압, 대동맥관류량, 관관류량을 측정기록 하였다. 대조군은 적출심장을 작업성 순환 20분 후 대동맥 차단과 동시에 심정지액을 주입하여 60분간 보존 후 재관류를 실시하여 회복시킨 군이며, 비교군은 허혈성 전조건화로 관류액 자체를 저산소증으로 만들어 허혈을 유발시킨 후 심정지액을 주입하여 60분간 보존시킨 군(제I군), 작업성 관류 20분 후 대동맥 차단을 실시하여 허혈을 유발시킨 후 재관류 없이 심근보호액을 45초(제II-1), 1분(제II-2군), 3분(제II-3군) 주입한 군과, 작업성 관류 20분 후 45초(제III-1군), 1분(제III-2군) 및 3분(제III-3군)간 대동맥 차단을 실시한 후 2분간 재관류를 실시하여 심장을 회복시킨 후 다시 동일 방법으로 2회 실시 후 심근보호액을 주입한 군으로 나누었으며, 모든 군에서 60분간 보존시킨 후 재관류를 실시하여 회복정도를 혈역학적 성적만을 측정 비교하였다. 결과: 자연 심박동 출현시간은 대조군에 비해 제I군, 제II-3군, 제III-2군 및 제III-3군에서 매우 늦은 출현시간을 보였고(p<0.01), 제II-1군과 제III-1군에서도 늦은 출현은 보였지만 통계적 유의성은 없었다(p=NS). 심박동수의 비교에서는 대조군에 비해 제III-1군이 가장 좋은 회복을 보였고(p<0.05), 비교군 간의 비교에서도 제III-1군이 제II-1군보다 좋은 회복을 보였다(p<0.05). 대동맥 수축기압에서도 제III-1군(p<0.05)에서 좋은 회복을 보였고, 대동맥 차단 군간에서도 제III-1군이 제II-1군에 비해 가장 좋은 회복을 보였다(1<0.01). 심박출량에서는 대조군에 비해 제III-1군이 좋은 회복률을 보였고(p<0.05), 비교군 간에서는 제III-1군이 제II-1군보다 좋은 회복을 보였으나 통계적 유의성은 없었지만(p=NS), 제III-2군이 제II-2군에 비해 좋은 회복을 보였다(p<0.05). 심부종의 평가에서는 대조군에 비해 제I군(p<0.01)과 제II-3군(p<0.05)에서 심부종이 심한 것을 알 수 있었다. 결론: 적출 심장만으로는 다른 장기의 영향을 배제한 경우에 심근보호액 자체보다 허혈 전조건화를 부여한 심근보호액 군에서 허혈 전조건화 시 심박동의 이상 징후가 출현하기 직전까지 짧은 시간 동안 허혈을 실시한 후 재관류시킨 뒤 심정지액을 주입하여 심장을 보호하는 것이 심기능 회복에 효과가 있는 것으로 생각되며, 앞으로도 계속적인 연구가 필요할 것이다.