異丙腎上腺素致大鼠心肌缺血型慢性心力衰竭的實驗研究

任?；?，吳建新，楊玲玲，蘇 娟，鈕榮祥

（1.大理學院藥學與化學學院，云南大理 671000；2.大理學院基礎(chǔ)醫(yī)學院，云南大理 671000）

異丙腎上腺素致大鼠心肌缺血型慢性心力衰竭的實驗研究

任?；?，吳建新2*，楊玲玲2，蘇 娟2，鈕榮祥2

（1.大理學院藥學與化學學院，云南大理 671000；2.大理學院基礎(chǔ)醫(yī)學院，云南大理 671000）

目的：建立異丙腎上腺素（ISO）缺血型慢性心力衰竭（CHF）大鼠模型，為研究慢性心衰的發(fā)病機制和有效治療措施提供理想的動物模型。方法：模型組大鼠首次按3.0mg/（kg·d）腹腔注射ISO連續(xù)3 d，觀察4周，第5周按2.0mg/（kg·d）繼續(xù)給藥2 d，觀察1周，第6周再按3.0mg/（kg·d）給藥2 d，1周后進行血流動力學指標、血清心肌肌鈣蛋白-Ⅰ（cTn-Ⅰ）、血管緊張素Ⅱ（AngII）水平等測定和肺組織病理學觀察。結(jié)果：模型組大鼠較正常對照組左室收縮最大速率降低25.2%，左室舒張最大速率絕對值降低了33.7%，肺組織病理改變明顯，血清cTn-Ⅰ和AngII水平明顯增加（P＜0.01）。結(jié)論：采用大鼠間斷性腹腔反復注射一定劑量ISO制備慢性心衰模型方法穩(wěn)定、可靠、容易控制。

慢性心力衰竭；異丙腎上腺素；血流動力學；血管緊張素Ⅱ

心腦血管疾病是當今世界威脅人類最嚴重的疾病之一，其發(fā)病率和死亡率逐年增加，而慢性心力衰竭是大多數(shù)心血管疾病的最終歸宿。由于動物實驗是進入臨床階段的必經(jīng)過程，因此，制備出穩(wěn)定、可重復性高，且與臨床上人類常見心力衰竭相關(guān)性大的動物模型是進行很多有價值藥物實驗的基礎(chǔ)。使用異丙腎上腺素（isoproterenol，ISO）復制慢性心力衰竭動物模型是一種較為簡單的方法，目前對于ISO制備心衰模型的有效使用量國內(nèi)外報道各有不同，且劑量差別較大。因此，本實驗參考國內(nèi)外文獻〔1-4〕，并經(jīng)過改良，設(shè)計出通過大鼠間斷性腹腔反復注射一定劑量的ISO的方法來建立大鼠心肌缺血型慢性心力衰竭實驗動物模型，并進行心功能指標測定和血清學檢查，為研究慢性心衰的發(fā)病機制和有效治療措施提供理想的動物模型。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康雄性Sprague-Dawley大鼠32只，購自重慶市動物實驗中心，合格證號：0004178。

1.2 藥品 ISO（日本TGI公司產(chǎn)），批號：09J0260。用生理鹽水配成0.5mg/mL溶液待用。心肌肌鈣蛋白（cTn-Ⅰ）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、心鈉素（ANP）和血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）放免測定藥盒購于解放軍總醫(yī)院東亞研究所。

1.3 實驗分組及給藥 將SD大鼠隨機分為兩組：對照組（n=14），模型組（n=20）。模型組大鼠首次按3.0 mg/（kg·d）腹腔注射ISO連續(xù)3 d，觀察4周，大鼠表現(xiàn)呼吸急促，活動反應(yīng)差，于第4周末，隨機抽取模型組2只，空白組1只，進行心功能測定和肺組織病理學觀察，模型組血壓、左室收縮壓有輕微降低，無肺淤血等病理改變。第5周繼續(xù)按2.0mg/（kg·d）給藥2 d，觀察1周，于第5周末，再隨機抽取模型組2只，空白組1只，進行心功能測定和肺組織病理學觀察，模型組血壓（BP）、左室收縮壓（LVSP）、左室舒張壓（LVDP）、左室收縮最大速率（+dp/dtmax）等明顯降低，有輕微的肺淤血病理改變。第6周再按3.0 mg/（kg·d）給藥2 d，觀察1周，此時動物較第5周末血流動力學改變更明顯，肺淤血明顯。共計觀察7周。正常對照組與模型組同法腹腔注射中等體積的生理鹽水，觀察7周。

1.4 心功能測定 存活大鼠10%水合氯醛腹腔注射麻醉，分離右側(cè)頸總動脈，插入連接于壓力換能器上的內(nèi)徑1mm聚乙烯醫(yī)用塑料管，記錄BP信號，然后進一步將插管送入左心室，記錄左心室壓力信號及壓力微分信號（各信號分別記錄5次取平均值），包括：心率（HR）、LVSP、LVDP、左室舒張壓末壓（LVEDP）、+dp/dtmax以及左室舒張最大速率（－dp/dtmax）等參數(shù)。

1.5 血清學檢測 上述實驗完成后，頸總動脈抽血，分離血清備用。檢測cTn-Ⅰ、CK-MB、ANP和AngⅡ，抽血后取心、肺、肝和腎稱重，計算各臟器/體質(zhì)量比的變化。

1.6 病理學觀察 各組隨機抽取5只實驗動物，分別取部分肺組織，以AAF固定液（無水乙醇∶冰乙酸∶40%甲醇=85∶5∶10）固定，常規(guī)石蠟切片，HE染色，光鏡觀察及拍片。

1.7 統(tǒng)計方法 計量資料各組數(shù)據(jù)以（x±s）表示，組間比較采用t檢驗或t'檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義（數(shù)據(jù)使用SPSS11.0統(tǒng)計軟件處理）。

2 結(jié)果

2.1 心功能觀察指標的變化 模型組與正常對照組相比，LVSP、LVDP、LVEDP、MBP、HR、+dp/dtmax以及-dp/dtmax的絕對值差異均有統(tǒng)計學意義。相比之下，模型組的LVSP、LVDP、MBP明顯降低（P＜0.01），+dp/dtmax以及-dp/dtmax的絕對值降低 （P＜0.05），LVEDP值升高（P＜0.01）。見表1。

表1 動物血流動力學參數(shù)的比較（±s）

表1 動物血流動力學參數(shù)的比較（±s）

注：CHF模型組與正常對照組相比：*P＜0.05，**P＜0.01。

分組對照組模型組n 10 10 LVSP（mmHg）63.905±5.926 45.102±4.410**LVDP（mmHg）24.920±7.207 11.419±3.393**LVEDP（mmHg）28.077±6.042 33.794±2.749**MBP（mmHg）45.253±3.897 27.546±2.777**HR（t/s）327.414±37.857 295.226±41.198**+dp/dtmax（mmHg/s）932.047±284.179 697.315±62.927*-dp/dtmax（mmHg/s）-769.836±259.745-510.282±85.178*

2.2 臟器/體質(zhì)量比的變化 模型組與正常對照組相比，心/體質(zhì)量比、肺/體質(zhì)量比、肝/體質(zhì)量比、腎/體質(zhì)量比的差異均具有統(tǒng)計學意義，且P值均＜0.01，模型組各臟器/體質(zhì)量比值均明顯增大。見表2。

表2 各臟器/體質(zhì)量比的比較（±s）

表2 各臟器/體質(zhì)量比的比較（±s）

注：CHF模型組與正常對照組相比：**P＜0.01。

分組對照組模型組n 心 肺 肝 腎10 10 0.32±0.03 0.46±0.08**0.78±0.05 0.98±0.12**3.06±0.34 5.15±0.55**0.79±0.06 1.03±0.24**

2.3 血清學指標的改變 模型組與正常對照組相比，血清cTn-I、CK-MB、ANP和AngⅡ水平差異均具有統(tǒng)計學意義，且P值均＜0.01，模型組血清cTn-I、CK-MB、ANP and AngⅡ水平均明顯升高。見表3。

表3 血清cTn-I、CK-MB、ANP and AngⅡ水平的比較（±s）

表3 血清cTn-I、CK-MB、ANP and AngⅡ水平的比較（±s）

注：CHF模型組與正常對照組相比：**P＜0.01。

分組對照組模型組n 10 10 cTn-I/（ng/mL）1.28±0.36 2.19±0.22**CK-MB/（ng/mL）7.73±2.28 10.73±0.91**ANP/（pg/mL）232.26±137.5 398.46±237.3**AngⅡ/（pg/mL）332.60±37.25 512.46±17.43**

2.4 肺組織病理學觀察 模型組大鼠肺小動脈內(nèi)膜增生，發(fā)生肺小動脈炎；肺毛細血管擴張、充血，細支氣管周有大量淋巴細胞浸潤，肺泡壁纖維結(jié)締組織增生，并有大量纖維母細胞增生和少量淋巴細胞浸潤。見圖1、2。

圖1 正常對照組（HE染色，×100）

圖2 模型組（HE染色，×100）

3 討論

穩(wěn)定、可靠的動物模型復制是動物實驗成功的前提和基礎(chǔ)。目前，慢性心力衰竭的動物模型主要有壓力超負荷型、容量超負荷型、心肌缺血損害型、藥物造成的心臟損害型等，各個方法都有其優(yōu)缺點，很多方法受多種因素的影響，如操作過程耗時、難度高、有創(chuàng)傷、病死率高等〔5〕，使得動物模型之間的變異大，心功能檢測易出現(xiàn)多變性〔1〕。因此，目前研究者們越來越傾向于根據(jù)所研究心衰的發(fā)生機制，采用相對簡單、無創(chuàng)傷的方法來制備慢性心衰動物模型。使用ISO復制慢性心衰動物模型是一種較為簡單的方法，ISO為β受體激動劑，通過興奮心臟，加快心率，增強心肌收縮力等，使心肌耗氧量劇增，心臟負荷加重，大劑量可引起兒茶酚胺毒性作用而誘發(fā)實驗動物心肌缺血樣損傷〔6〕。本實驗通過設(shè)計給大鼠間斷腹腔性反復注射一定劑量ISO的方法，成功建立了大鼠心肌缺血型慢性心力衰竭實驗動物模型。從實驗結(jié)果來看，模型組與正常對照組相比，LVSP、LVDP、MBP明顯減低，+dp/dtmax以及-dp/dtmax的絕對值降低，LVEDP值升高，其中，+dp/dtmax降低了25.2%，-dp/dtmax的絕對值降低了33.7%，上述模型組大鼠的血流動力學改變與人的充血性心力衰竭相似〔7〕。在臟器/體質(zhì)量比方面，模型組大鼠心/體質(zhì)量比、肺/體質(zhì)量比、肝/體質(zhì)量比和腎/體質(zhì)量比均顯著增高，提示模型動物因心肌損傷致使心臟功能受到損壞，從而導致血液回心障礙造成心、肺、肝、腎臟器瘀血，血量增多，這是慢性心力衰竭的主要特征〔8〕。近年來臨床上多采用血清cTn-I、CK-MB的水平來反映心肌損傷，特別是cTn-I在心肌損傷后很快釋放入血，且持續(xù)時間較長，現(xiàn)已成為診斷心肌損傷具有一定敏感性、特異性的標志物〔9-10〕。本實驗中模型組大鼠血清cTn-I、CK-MB水平均明顯高于正常對照組，提示模型組大鼠心肌有一定程度的損傷。另外，AngⅡ和ANP長期、慢性激活促進心肌重構(gòu)，加重心肌損傷和心功能惡化，又進一步激活神經(jīng)內(nèi)分泌和細胞因子等，形成惡性循環(huán)〔11-12〕。本實驗檢測出模型組動物血清中AngⅡ、ANP的含量均高于正常對照組，提示治療心衰的一個重要方面就是阻斷神經(jīng)內(nèi)分泌的過度激活，阻斷心肌重構(gòu)〔13〕。肺組織病理學檢查結(jié)果顯示，模型組大鼠有明顯的肺淤血病理改變，與臨床上慢性心力衰竭的基本特征相符。

本實驗通過采用給大鼠間斷性腹腔反復注射一定劑量ISO成功復制出慢性心力衰竭大鼠模型，并從功能、代謝等方面對該模型進行初步探討，說明用該法制備慢性心力衰竭大鼠模型可靠，與臨床人類常見的慢性心力衰竭相關(guān)性大，為研究慢性心衰的發(fā)病機制和有效治療措施提供理想的動物模型。

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（責任編輯 蔣 康）

Experimental Study of Isoproterenol-induced Ischem ic Chronic Heart Failure in the Rat

REN Haihua1，WU Jianxin2，YANG Lingling2，SU Juan2，NIU Rongxiang2
（1.C ollege of Pharmacy and Chemistry,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China;
2.College of Basic Medicine;DaliUniversity,Dali,Yunnan 671000,China）

Objective:To establish amodel of isoproterenol-induced ischemic CHF in the rat,and provide a useful animalmodel for studies on pathogenesis and effective therapy in CHF.Methods:Themodel group was injected intraperitoneally（ip）with ISO at 3.0 mg/（kg/d）for 3 consecutive d and then was observed for fourweeks.In the fifth week,themodel group was injected(ip)sequentially with ISO at 2.0mg/（kg·d）for 2 consecutive d and then was observed for one week.In the sixth week,themodel group was injected（ip）with ISO at 3.0 mg/（kg·d）for2 consecutive d.One week later,the hemodynamic,serum c T n-Ⅰand Ang IIwere measured.Lung tissue pathological changes were observed.ResultsModel groups rats showed that the value of+dp/dtmax reduced 33.7 percent,and the absolute value of-dp/dtmax reduced 25.2 percent.Lung tissue pathological changes were obvious.The serum cTn-Ⅰ and Ang II increased significantly （P<0.01）.Conclusion:Model of CHF in the rats was induced by ISO multiple and discontinuity ip of at a certain dose and it is reliable and easy to copy and control.

chronic heart failure;isoproterenol;hemodynamic;angiotensin II

R541.6

A

1672-2345（2011）02-0018-04

2011-01-06

任海花，碩士研究生，主要從事心血管藥理研究.

*通信作者：吳建新，教授，電話：13987238662.