Rats may develop sustained tolerance against lethal cerebral ischemia after exposure to a sublethal ischemic insult (ischemic preconditioning (IPC)). Two windows for the induction of tolerance by IPC have been proposed, one that occurs within 1h following IPC, and the other one that occurs 1-3 days after IPC. An important difference between these two windows is that in contrast to the second window, neuroprotection against lethal ischemia is transient in the first window. We tested the hypothesis that rapid IPC would reduce or prevent ischemia-induced changes in mitochondrial function. IPC and ischemia were produced by bilateral carotid occlusions and systemic hypotension (50 mmHg) for 2 and 10 min, respectively. The non-synaptosomal mitochondria were harvested 30 min following the 10 min 'test' ischemia. Mitochondrial rate of respiration decreased by 10% when the substrates were pyruvate and malate, and 29% when the substrates were ascorbic acid and N,N,N',N'-tetramethyl-p-phenylenediamine ( P< 0.01). The activities of complex I-III decreased in ischemic group by 16, 23 (P < 0.05) and 24%, respectively. IPC was unable to prevent decreases in the rate of respiration and activities of different complexes. These data suggest that rapidly induced IPC is unable to protect the integrity of mitochondrial oxidative phosphorylation following cerebral ischemia, perhaps explaining why IPC only provides transitory protection in the 'first window'.

中文翻译：

---

缺血预处理第一窗口对全脑缺血后线粒体功能障碍的影响

在暴露于亚致死性缺血损伤（缺血预处理 (IPC)）后，大鼠可能会产生对致死性脑缺血的持续耐受。已经提出了 IPC 诱导耐受的两个窗口，一个发生在 IPC 后 1 小时内，另一个发生在 IPC 后 1-3 天。这两个窗口之间的一个重要区别是，与第二个窗口相比，针对致死性缺血的神经保护在第一个窗口中是短暂的。我们测试了快速 IPC 会减少或预防缺血引起的线粒体功能变化的假设。IPC 和缺血分别由双侧颈动脉闭塞和全身性低血压 (50 mmHg) 产生 2 分钟和 10 分钟。在 10 分钟“测试”缺血后 30 分钟收获非突触体线粒体。当底物为丙酮酸和苹果酸时，线粒体呼吸速率降低10%，当底物为抗坏血酸和N,N,N',N'-四甲基-对苯二胺时，线粒体呼吸速率降低29%（ P < 0.01）。复合物 I-III 的活性在缺血组中分别降低了 16、23 (P < 0.05) 和 24%。IPC 无法防止不同复合物的呼吸速率和活性降低。这些数据表明，快速诱导的 IPC 无法保护脑缺血后线粒体氧化磷酸化的完整性，这或许可以解释为什么 IPC 仅在“第一窗口”提供暂时性保护。复合物 I-III 的活性在缺血组中分别降低了 16、23 (P < 0.05) 和 24%。IPC 无法防止不同复合物的呼吸速率和活性降低。这些数据表明，快速诱导的 IPC 无法保护脑缺血后线粒体氧化磷酸化的完整性，这或许可以解释为什么 IPC 仅在“第一窗口”提供暂时性保护。复合物 I-III 的活性在缺血组中分别降低了 16、23 (P < 0.05) 和 24%。IPC 无法防止不同复合物的呼吸速率和活性降低。这些数据表明，快速诱导的 IPC 无法保护脑缺血后线粒体氧化磷酸化的完整性，这或许可以解释为什么 IPC 仅在“第一窗口”提供暂时性保护。