HSP的特点
1、广泛存在 2、结构保守 3、在细胞正常生命活动中发挥重要作用
4、应激状态下表达增多，发挥细胞保护作用
HSP的功能—分子伴侣（molecular
chaperone）
1、帮助新合成蛋白质的折叠，防止其互相聚集 2、帮助蛋白质的细胞内移位 3、帮助变性蛋白质的复性 4、通过泛素-蛋白酶体通路（ubiquitin-proteasome pathway）清除严重受损的蛋白质

Insulin ……
3) . 离子通道的激活剂和拮抗剂
KATP opener: nicorandil, diazoxide
Ca2+ antagonist（ L-type, T-type)
NHE-1 antagonist : HOE-642
mKATP 开放导致下述结果： 抑制Ca2+在线粒体堆积； 抑制mPTP开放； 抑制氧自由基产生
Overview of Proposed Signalling Pathways
(-) mPTP
(2). Remote IPC
Przyklenk K, Basic Res Cardiol 98: 149 – 157 (2003)
Inter-organ protection against ischaemia-reperfusion injury. Brief ischaemia and reperfusion of organs distant or remote from the heart had the ability to mediate a subsequent reduction in myocardial infarct size (see dashed black arrows); A general form of inter-organ protection against ischaemia-reperfusion injury (solid black arrows). (Hausenloy DJ et al, Cardiovasc Res, 2008)
转录因子 基因转录 核
Ischemia
Necrosis and apoptosis myocardial remodeling
Heart failure
慢性心肌损伤恶性循环的形成
二、心肌保护实验研究主要进展
1.外源性心肌保护（exogenous myocardial protection) 1). 心脏停搏液 (cardioplegic solutions)
缺血性心脏疾病危险因子对心肌缺血-再灌注损 伤及心肌保护的影响 (Ferdinandy P et al, 2007)
2）.热休克蛋白（HSPs ）的心肌保物细胞在高温环境下所表现的以基因表达变化为 特征的反应称热休克反应（heat shock response, HSR），所产生的一组蛋白质叫热休克蛋白（heat shock proteins, HSP）。
Schipke JD. Eur J Cardiothorac Surg. 2006;29(4):479-85. Leos CL Cardiol Rev. 2005;13(5):266-70. Yang Q. Ann Thorac Surg. 2005;80(2):757-67.
50年代采用枸櫞酸钾停搏，对心肌损伤 较严重。70年代中期开发含氯化钾的高钾停 搏液(如St. Thomas液、UW液）使心脏外科 发生革命性变化，使用10-30 mM 氯化钾， 使心肌细胞静息膜电位从约-85mV 降至65～ -40mV, 从而使快Na+通道失活，阻断 动作电位的传导，引起“去极化停搏”。
心肌损伤与心肌保护
Myocardial Injury and Myocardial Protection
中南大学湘雅医学院病理生理学系 肖献忠
一、心肌损伤 （myocardial injury)
Main couses of myocardial injury
Ischemia in coronary heart disease Ischemia-reperfusion injury Myocardial toxicosis Cardiac overload Nutritional factors ( Vit B1 deficiency )
1950，Bigelow ; 1955, Melrose 1). Cool crystalloid cardioplegia 2). Cool blood cardioplegia
3). Cool hyperpolarization cardioplegia
4). Warm blood cardioplegia
2). 药理学保护（Pharmacologic protection ）




自由基清除剂（Cu-Zn-SOD，过氧化氢酶，Vit C， E，A , 别嘌呤醇等） 促红细胞生成素(EPO) HDL 甘氨酸，牛磺酸 雌激素 β-R blockers，ACEI
NO donor (L-arginine)
(3). Ischemic post-conditioning
Zhao ZQ. Am J Physiol; 285:579–88. 2003 Zhao ZQ. Cardiovascular Research 70: 200 – 211, 2006 Sun HY. Am J Physiol 288:H1900–1908. 2005
心肌内源性保护概念的提出：
1986，Murry发现缺血预适应（ischemic preconditioning）； 1988，Currie发现经热休克预处理后，大鼠心肌 缺血-再灌注损伤减轻。
1）缺血预适应 (ischemic preconditioning) 指经过一次或多次短暂缺血及再灌注 后，心肌对随后更长时间的缺血损伤及再 灌注损伤产生耐受的现象。
热休克蛋白的分子伴侣功能
HSP70的心肌保护作用研究
改变HSP70水平的方法 热休克 心肌缺血,热休克 基因转染 基因转染 转基因小鼠 心肌损伤模型 大鼠离体心I/R 大鼠在体心I/R 小鼠心肌细胞,缺氧 H9C2细胞,缺氧 离体心I/R 保护作用 超微结构,心功能,酶释放 心肌力学,梗塞面积 细胞膜损伤,酶释放 细胞存活率,LDH释放 心肌力学, 能量代谢 梗塞面积 基因转染(HSC70) 腺病毒心肌内注射 病毒脂质体,冠脉内 H9C2,氧化应激 家兔在体心I/R 大鼠离体心I/R 膜脂质过氧化,酶释放 梗塞面积 心肌力学,酶释放 凋亡 参考文献 Currie RW,1988 Donnelly TJ,1992 Williams RS,1993 Mestril R, 1994 Plumier JC,1995 Radford NB,1996 Hatter JJ,1996 Chong KY, 1998 Okubo S,2001 Jayakumar J,2000 Suzuki K,2000
各种心肌保护性物质通过抑制糖原合成酶激酶-3β （GSK-3β）抑制mPTP的开放，从而发挥心肌保护作用。
Weiss JN. Circ. Res., 2003, 93:292-301 Juhaszova M. Cardiovasc Res., 2005, 66: 233– 244
2.内源性心肌保护（endogenous myocardial protection)
RISK:
reperfusion injury salvage kinase
再灌注损伤挽救激酶
Hausenloy. Cardiovascular Research 63: 305– 312 , 2004 Matsui T, Circulation，104(3): 330– 5， 2001 Yang XM, J Mol Cell Cardiol，36(3): 411– 21. 2004 RavingerováT. Molecular and Cellular Biochemistry，247: 127–138, 2003.
缺血后适应的主要信号通路(Ferdinandy P et al, 2007)
Preconditioning versus Post-conditioning
(4) Pharmacologic PC
Adenosine, Sevoflurane, Isoflurane
Ross A. J Am Coll Cardiol, 2002，39(2)：338-340. Willems L. Cardiovascular Research, 2005, 66 : 245– 255
除了热休克外，许多其它理化及生物刺激都可诱导 HSP的产生，故HSP又称为应激蛋白（stress proteins, SP）。
Classification and expression regulation of heat shock proteins
Kregel KC. J Appl Physiol 92: 2177–2186, 2002; Benjamin IJ. Cir Res, 83; 117-132; 1998
心脏停搏液存在的问题
1）低温可通过影响酶的功能、细胞膜的稳定性、糖 的利用、ATP的生成和利用、以及pH值和渗透压的 平衡等因素造成心肌损伤； 2）复杂心脏手术或心脏移植时由于长时间缺血及随 后的再灌注导致心肌严重损伤，高K+低温停搏仍 不能有效保护；
3）超极化心脏停搏液中含有diazoxide（二氮嗪）或 minoxidil（米诺地尔）或nicorandil（尼可地 尔）等扩血管药物，可能会导致明显血管舒张， 出现严重低血压。
Four cycles of 5 min of ischemia with intermittent reperfusion were shown to limit infarct size by 75%