• 제목/요약/키워드: myocardial ultrastructure

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개심수술중 심근 미세구조의 변화 (Changes of Myocardial Ultrastructure During Open Heart Surgery)

  • 허진;공준혁;이종태
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제33권9호
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    • pp.707-715
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    • 2000
  • Background: Cold blood cardioplegic solution has been used to protect myocardium during open heart surgery with the hypothesis stating that it provides more oxygen supply to myocardium compared to crystalloid caridoplegic solution. We repeatedly infused cold blood cardioplegic solution to achieve myocardial protection. We biopsied a small portion of papillary muscle of patients with mitral valve replacement or double valve replacement during aortic cross-clamp time and evaluated the method of myocardial protection through the observation of changes in ultrastructure. We then analysed the relationship between changes in ultrasructure and peak postoperative CK-MB value and SGOT value. Material and method: We report observation on changes of myocardial ultrastructure, postoperative CK-MB and SGOT, and electrocardiogram in 31 patients who underwent cardiac operation. There were 11 males and 20 females, and they ranging in age from 28 to 69 years(mean score was 2.08$\pm$0.560, it was 2.37$\pm$0.558 at 40 minutes, and it was 2.36$\pm$0.523 at 70minutes. Mitochondrial score increased significant at 40 minutes. Mean value of postoperative peak CK-MB and SGOT were 37.3$\pm$17.061IU, 144.5$\pm$125.5IU respectively. We were not able to find any new Q were in EKG after the operation. There was no significant relationship between myocardium mitochondrial score and mean value of postoperative peak CK-MB and SGOT. Conclusion: In conclusion, with this study the cold blood cardioplegic solution was incomplete in preserving ultrastructure of myocardium even with satisfactory results in serum enzyme and EKG evaluation.

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Exercise induced Right Ventricular Fibrosis is Associated with Myocardial Damage and Inflammation

  • Rao, Zhijian;Wang, Shiqiang;Bunner, Wyatt Paul;Chang, Yun;Shi, Rengfei
    • Korean Circulation Journal
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    • 제48권11호
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    • pp.1014-1024
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    • 2018
  • Background and Objectives: Intense exercise (IE) induced myocardial fibrosis (MF) showed contradictory findings in human studies, making the relationship between IE and the development of MF unclear. This study aims to demonstrate exercise induced MF is associated with cardiac damage, and inflammation is essential to the development of exercise induced MF. Methods: Sprague-Dawley rats were submitted to daily 60-minutes treadmill exercise sessions at vigorous or moderate intensity, with 8-, 12-, and 16-week durations; time-matched sedentary rats served as controls. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used to measure serum cardiac troponin I (cTnI) concentration. After completion of the exercise protocol rats were euthanized. Biventricular morphology, ultrastructure, and collagen deposition were then examined. Protein expression of interleukin $(IL)-1{\beta}$ and monocyte chemotactic protein (MCP)-1 was evaluated in both ventricles. Results: After IE, right but not left ventricle (LV) MF occurred. Serum cTnI levels increased and right ventricular damage was observed at the ultrastructure level in rats that were subjected to long-term IE. Leukocyte infiltration into the right ventricle (RV) rather than LV was observed after long-term IE. Long-term IE also increased protein expression of proinflammation factors including $IL-1{\beta}$ and MCP-1 in the RV. Conclusions: Right ventricular damage induced by long-term IE is pathological and the following inflammatory response is essential to the development of exercise induced MF.

식이 중의 Coenzyme ${Q}_{10}$ 첨가가 Adriamycin을 투여한 흰쥐의 체내 지질과산화에 미치는 영향 -III. 심근 미세구조 변화에 미치는 영향- (Effect of Dietary Coenzyme ${Q}_{10}$ on Lipid Peroxidation in Adriamycin-Treated Rats -III. Effect on Myocardial Ultrastructural Changes-)

  • Seo Jung Sook
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제25권6호
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    • pp.501-510
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    • 1992
  • 식이중에 첨가된 coenzyme ${Q}_{10}이 ADR을 투여한 흰쥐의 심근미세구조 변화에 미치는 영향을 검토하기 위하여 ADR 2수준(1.0 및 2.0mg/kg B.W/week)과 coenzyne ${Q}_{10} 3수준(0, 0.1및 0.5g/kg diet)에 의한 6개의 실험군과 basal diet만을 공급하는 대조군을 설정하여 8주간 실험동물을 사육하였다. 체중증가량은 ADR의 투여수준이 높을수록 유의적으로 감소되었으나 coenzyme ${Q}_{10}급여에 의한 회복효과는 나타나지 않았다. 전자현미경을 통한 관찰결과, ADR투여는 심근세포내 미세구조의 변성을 유도함이 확인 되었고 특히 mitochondria를 비롯한 세포기관의 소실 및 파괴를 관찰할 수 있었으나 coenzyne ${Q}_{10}을 미리 급여한 군에서는 그정도가 완화되었다.

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일과성 허혈 및 허혈후 재관류가 기니픽 심실심근세포의 미세구조 및 칼슘 분포에 미치는 영향에 관한 연구 (Changes of the Ultrastructure and $Ca^{2+}$ Distribution after Transient Ischemia and after Reperfusion in the Myocardial Cells of Isolated Perfused Guinea Pig Hearts)

  • 김용문;김호덕;라봉진
    • Applied Microscopy
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    • 제19권1호
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    • pp.1-18
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    • 1989
  • 허혈로 인하여 손상을 받은 심근세포의 기능을 재건하기 위하여 재관류가 반드시 이로운가하는 것에 대하여는 논란이 많다. 따라서 저자는 체중 500그람 내외의 기니피그를 실험재료로 하여 일과성허혈(10분) 및 일과성허혈후 재관류시(20분) 좌심실 심근세포의 미세구조 및 칼슘분포의 변화를 비교관찰하여 재관류가 심근세포재건에 어느정도 도움을 줄 수 있는가를 알아보고자 하였다. 대조군에서는 심근세포의 미세구조가 비교적 잘 보존되어 있었으며 심근세포막 및 사립체내에서 20nm 크기 정도의 칼슘침착을 볼 수 있었다. 이에 반하여 일과성허혈후, 대부분의 심근세포에서는 세포막손상, I 대의 확장, 사립체의 종창, 세포내 수분축적, 당원과립의 고갈, 지방소적유령(ghost)의 출현, 염색질의 응집 및 변연부로의 이동, 세포연접의 분리 등의 미세구조의 변화와 심근세포막 및 사립체내에서 칼슘침착의 현저한 감소를 볼 수 있었으나, 비가역성의 변화는 찾아 볼 수 없었다. 그러나 허혈후 재관류시 일부의 심근세포에서는 큰 변화를 보이지 않았지만, 많은 세포에서 이러한 미세구조의 변화는 보다 심해져 국소적으로 근절(sarcomere)의 과이완 및 striation pattern의 소실, 세포부종 등이 현저해졌으나, 세포막 및 사립체내에서는 대조군에서와 같이 칼슘침착이 재출현하였다. 이상의 결과로 미루어 일과성허혈후 재관류는 심근세포의 칼슘 조절기능 회복에 어느정도 도움을 줄 수 있으나 허혈성 손상을 악화시킬 가능성도 있을 것으로 생각된다.

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재관류시 외인성 칼슘 자극이 허혈 심근에 미치는 영향에 대한 전자현미경적 연구 (An Ultrastructural Study on the Effect of Exogenous $Ca^{2+}$ Stimulation to Ischemic Myocardium during Post-ischemic Reperfusion)

  • 김호덕;전상배;라봉진
    • Applied Microscopy
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    • 제21권1호
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    • pp.1-20
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    • 1991
  • The effects of exogenous $Ca^{2+}$ stimulation on the post-ischemic myocardial cells were studied using isolated Langendorff-perfused guinea pig hearts. At the starting point of reperfusion, Tyrode solutions, each containing 2.0mM, 4.0mM and 8.0mM $CaCl_2$ respectively, were administered for 2 minutes apart by descending, ascending, or by combined sequences followed by standard Tyrode solution containing 1.0mM $CaCl_2$. The minutes of global ischemia produced reversible but moderate to severe degree of myocardial ultrastructrual changes including focal destruction of sarcolemma, loss of nuclear matrix, clumping and margination of chromatins, mitochondrial swelling, destruction of mitochondrial cristae, shortening of sarcomeres, focal loss of myofibrils, and separation of cell junctions. In spite of reperfusion, the ultrastructure was more severely damaged and irreversible changes such as intracellular fluid accumulation, contracted sarcomeres, mitochondrial destruction, disruption of sarcolemma, loss of nuclear matrix, and separation of cell junction were observed in a large number of cells. In contrast, Tyrode-perfused $Ca^{2+}$-stimulated myocardial cells showed relatively well preserved ultrastucture, except slight changes including focal mitochondrial swelling, widening of T-tubule, and widening of cell junctions, especially at fasciae adherentes. The post-ischemic $Ca^{2+}$-stimulated reperfused myocardial cells produced focal changes such as mitochondrial destruction, disintegration of sarcolemma, widening of T-tubule, and intracellular fluid accumulation with slight variation in degree of changes by the method of $Ca^{2+}$ administration sequence. However, in a large number of the myocardial cells, chromatins were redistributed relatively evenly in the nuclear matrix, mitochondrial cristae were tightly packed, and a considerable number of intramitochondrial granules and glycogen granules reap-pealed. These results indicate that exogenous $Ca^{2+}$ stimulation in the initial period of reperfusion may be beneficial to salvage or to reduce the post-ischemic myocardium from further deleterious changes, and that the beneficial effects may be derived from the reserves of the function of the intracellular $Ca^{2+}$ regulating organelles and/or from the responsiveness of contractile apparatus to $Ca^{2+}$ stimulation.

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The purified extract of steamed Panax ginseng protects cardiomyocyte from ischemic injury via caveolin-1 phosphorylation-mediating calcium influx

  • Hai-Xia Li;Yan Ma;Yu-Xiao Yan;Xin-Ke Zhai;Meng-Yu Xin;Tian Wang;Dong-Cao Xu;Yu-Tong Song;Chun-Dong Song;Cheng-Xue Pan
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제47권6호
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    • pp.755-765
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    • 2023
  • Background: Caveolin-1, the scaffolding protein of cholesterol-rich invaginations, plays an important role in store-operated Ca2+ influx and its phosphorylation at Tyr14 (p-caveolin-1) is vital to mobilize protection against myocardial ischemia (MI) injury. SOCE, comprising STIM1, ORAI1 and TRPC1, contributes to intracellular Ca2+ ([Ca2+]i) accumulation in cardiomyocytes. The purified extract of steamed Panax ginseng (EPG) attenuated [Ca2+]i overload against MI injury. Thus, the aim of this study was to investigate the possibility of EPG affecting p-caveolin-1 to further mediate SOCE/[Ca2+]i against MI injury in neonatal rat cardiomyocytes and a rat model. Methods: PP2, an inhibitor of p-caveolin-1, was used. Cell viability, [Ca2+]i concentration were analyzed in cardiomyocytes. In rats, myocardial infarct size, pathological damages, apoptosis and cardiac fibrosis were evaluated, p-caveolin-1 and STIM1 were detected by immunofluorescence, and the levels of caveolin-1, STIM1, ORAI1 and TRPC1 were determined by RT-PCR and Western blot. And, release of LDH, cTnI and BNP was measured. Results: EPG, ginsenosides accounting for 57.96%, suppressed release of LDH, cTnI and BNP, and protected cardiomyocytes by inhibiting Ca2+ influx. And, EPG significantly relieved myocardial infarct size, cardiac apoptosis, fibrosis, and ultrastructure abnormality. Moreover, EPG negatively regulated SOCE via increasing p-caveolin-1 protein, decreasing ORAI1 mRNA and protein levels of ORAI1, TRPC1 and STIM1. More importantly, inhibition of the p-caveolin-1 significantly suppressed all of the above cardioprotection of EPG. Conclusions: Caveolin-1 phosphorylation is involved in the protective effects of EPG against MI injury via increasing p-caveolin-1 to negatively regulate SOCE/[Ca2+]i.

Adriamycin이 생쥐 심근 미세구조 및 Glutathione-Glutathione Peroxidase계에 미치는 영향 (Effects of Adriamycin on Cardiac Ultrastructure and Glutathione-Glutathione Peroxidase System in Mouse)

  • 박원학;정형재;김쌍용;이용덕;최정목
    • Applied Microscopy
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    • 제19권2호
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    • pp.99-118
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    • 1989
  • The cardiotoxic effects of acute and chronic administration of adriamycin (ADR) were evaluated in A/J Swiss albino mice. In acute studies, male mice received intravenous ADR, 5mg or 15mg/kg per day for 3 or 1day and were sacrifice 12 hours later. Because the glutathione-glutathione peroxidase system is major pathway for free radical detoxication, glutathione levels and glutathione peroxidase activity was measured. In acute studies, ADR-treated mice exhibited significantly decreased levels(p<0.05) of total glutathione and unchanged levels of oxidized glutathione and percentage of oxidized glutathione. The earliest myocardial fine structural alterations included swelling and degeneration of mitochondria and dilatation of sarcoplasmic reticulum at all dosage of acute models. In chronic studies, mice received 5mg/kg ADR once a week for up to 16 weeks. Levels of total and reduced glutathione were decreased significantly(p<0.01) and oxidized glutathione and percentage of oxidized glutathione were increased significantly (p<0.05). Chronic myocardial lesions included perinuclear vacuolization, seperation of myofibrils and the fasciae adherens of intercalated disc and hypercontraction band within myocyte. Glutathione peroxidase activity reduced significantly (p<0.01) in any group of acute and chronic ADR-treated animals. Test for lipid peroxidation(malondialdehyde) was increased significantly(P<0.01). Thus, we conclude 1) ADR significantly lowers glutathione levels in heart tissue, and 2) cellular damage progress produced by alteration of this system in mouse models of ADR cardiotoxicity. These results suggest that the glutathione-glutathione peroxidase system may be involved in the modulation of ADR-induced cardiotoxicity.

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개심술 시 냉혈성 심정지액 사용에 따른 허혈 전후 심근 미세구조의 변화 (Ultrastructrual Change of Myocardium in Open Cardiac Surgery with Cold Blood Cardioplegia)

  • 김병호;김대현;공준혁;조준용;손윤경;이종태
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제36권9호
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    • pp.638-645
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    • 2003
  • 본 연구에서는 사용된 혈성심정지용액에 의한 심근보호의 효과를 평가하고 심근보호를 평가하는 방법에 있어서 심근 미세구조관찰의 유용성과 다른 검사방법들과의 상관관계를 알아 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 판막수술 및 관상동맥우회로술을 시행한 18명의 환자의 심전도, CK의 MB 동위효소, SGOT, LDH1과 LDH2의 비 등의 변화를 측정하고 반정량적인 방법을 통해 심근 미세구조의 변화를 관찰하였다. 인공심폐기 가동 직전과 인공심폐기 가동 직후 우심방 부속지에 조직검사를 시행하였고, 심근관련 혈청효소치들과 심전도는 술 후 3일 동안 검사하여 최고치를 구하였으며 심전도에서는 새로운 Q파나 ST분절의 상승을 관찰하였다. 결과: 대상환자는 남자 8명, 여자 10명이었으며 평균연령은 55.6$\pm$13세였다. 판막수술을 시행한 환자는 8명 관상동맥우회로술을 시행한 환자는 10명이었고, 평균 체외순환시간은 119$\pm$29분이었고 평균 대동맥차단시간은 75.4$\pm$24분이었다 체외순환 직전의 1.28$\pm$0.53이었던 평균 사립체 변화점수가 체외순환이후에는 2.35$\pm$0.79로 의미있게 증가했으나 술 후 심근경색을 시사하는 심근관련 혈청효소치의 증가나 심전도상의 새로운 Q파의 발견이나 ST분절의 상승은 없었다. 그리고 체외순환인 직전 및 직후 심근 사립체 변화점수, 또한 이들의 차는 체외순환시간 및 대동맥차단시간과 상관관계가 없었으며, 술 후 CK-MB, SGOT, LDH1/LDH2 등의 최고치와도 유의한 상관관계를 보이지 않았으나 체외순환시간과 LDH1/LDH2수치는 유의한 상관관계를 보였다 결론: 혈성심정지용액을 사용한 이번 연구에서 심근관련혈청수치나 심전도상에서 만족스러운 결과를 보였지만 심근의 미세구조에는 많은 변화가 있었으며 보다 많은 연구들이 이루어져야 할 것이다.

재관류가 허혈 심근세포의 미세구조에 미치는 영향 : 재관류 손상에 관한 연구 (Effect of Reperfusion after 20 min Ligation of the Left Coronary Artery in Open-chest Bovine Heart: An Ultrastructural Study)

  • 이종욱;조대윤;손동섭;양기민;라봉진;김호덕
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제31권8호
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    • pp.739-748
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    • 1998
  • 연구배경: 재관류 없이 허혈 심근세포의 기능이나 형태학적 변화를 원래의 상태로 회복시킬 수 없음은 주 지의 사실이나 재관류가 반드시 유익하지만은 않다는 실험결과들이 있으므로 국소적으로 일과성 허혈을 유도하여 심근세포에서 일어나는 형태학적 변화를 관찰하고 재관류가 허혈심근에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 재료 및 방법: 생후 12개월 내외의 홀슈타인종 소를 사용하여 정맥 마취하에서 흉부를 열고 왼쪽 관상동맥 의 전하방 가지를 20분 동안 결찰하여 국소허혈을 유도하고 결찰을 풀어 재관류를 유도하였다. 위험부위의 심근조직 을 재관류 직후, 재관류후 1, 2, 3, 6, 12시간 및 재관류 12시간후 1시간동안 보조호흡과 수액공급만을 한 후 각각 생검하여 통상적인 방법으로 처리하여 투과전자현미경으로 관찰하였다. 결과: 20분 동안의 국소허혈로 심근세포는 경도에서 중등도에 이르는 미세구조적 변화들이 나타났는데 특히 세포막하, 핵, 사립체, 심근원섬유 등의 소기관에서 많은 변화들이 관찰되었다. 그러나 재관류를 시작하여 1시간이 지나면 허혈심근세포에서는 회복을 시사하는 소견들이 나타나기 시작하였으며 미세혈관 내에서 혈전형성이나 내강의 협착 등이 관찰되었으나 재관류가 계속됨에 따라 심근세포의 미세구조적 변화들은 서서히 회복되어 가는 양상을 나 타내었다. 그러나 시간이 경과함에 따라 심내막하 심근세포의 일부에서는 재관류 손상으로 추측되는 미세구조적 변 화들이 관찰되었다. 결론: 이상의 결과로 미루어 미세혈관은 허혈에 대한 저항력이 심근세포보다 강하며 허혈 심근세포는 재관류 없이는 회복될 수 없고, 회복에는 비교적 장시간이 요구되며, 따라서 혈관폐쇄로 인한 허혈시 혈관성형술이나 혈전 용해를 촉진하는 물질을 이용한 치료는 타당성이 있는 것으로 생각되나 재관류 유발성 세포손상에 대한 주의가 요망 된다.

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