有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)阿霉素誘導(dǎo)的心衰大鼠心功能及心肌重構(gòu)影響

郭潔梅

【摘 要】 目的 觀察有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)阿霉素誘導(dǎo)的心衰大鼠心功能及心肌重構(gòu)的影響。方法 取200-250g清潔級(jí)雄性SD大鼠26只，隨機(jī)分為3組：（1）正常組（n=6），（2）阿霉素組（n=10），（3）有氧運(yùn)動(dòng)組（n=10）；腹腔注射阿霉素誘導(dǎo)SD大鼠心肌病心衰模型，有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練8周后測(cè)定心功能、苦味酸天狼星紅染色測(cè)心肌膠原含量。結(jié)果 與正常組相比，阿霉素組大鼠體重降低（P<0.05），左心體質(zhì)量指數(shù)顯著增高（P<0.01）；與阿霉素組相比，有氧運(yùn)動(dòng)組體重?zé)o明顯變化，左心體質(zhì)量指數(shù)下降。與正常組相比，阿霉素組LVSP、+ dp/dtmax、-dp/dtmax 均明顯降低（P<0.01）；與阿霉素組相比，有氧運(yùn)動(dòng)組LVSP、+ dp/dtmax、-dp/dtmax均增加（P<0.05）。心肌天狼星紅染色結(jié)果示：阿霉素組心肌間質(zhì)中可見(jiàn)大量成片狀紅染，有氧運(yùn)動(dòng)組只見(jiàn)少量紅染現(xiàn)象；有氧運(yùn)動(dòng)組心肌膠原容積分?jǐn)?shù)明顯低于阿霉素組（P<0.05）。結(jié)論 有氧運(yùn)動(dòng)可改善阿霉素誘導(dǎo)心衰大鼠心功能及心肌膠原沉積。

【關(guān)鍵詞】 有氧運(yùn)動(dòng)；阿霉素；心衰；心肌膠原

【中圖分類(lèi)號(hào)】 R965 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 B

【Abstract】 Objective To investigate the effects aerobic exercise on Cardiac function and myocardial remodeling in Adriamycin-induced heart failure rats. Methods 26 SD rats were divided into 3 groups： the normal group（A）（n=6）， Adriamycin group （B）（n=10） and Aerobic exercise group（C） （n=10）.Heart failure rat models was induced by intraperitoneally injected Adriamycin.Cardiac function was determined by poly physiography via cardiac catheterization. Myocardial tissue collagens were observed by staining of Sirus red in supersaturated picric acid solution. Results Compared with Group A，Group B showed a decrease in the weight of rats（P<0.05）and a significant increase in the BMI for left ventricular （P<0.01）. LVSP，+dp/dtmax and dp/dtmax in Group B were greatly reduced（P<0.01）. Compared with Group B，no pathological changes were found in weight of rats，and the BMI for left ventricular in Group C was reduced. And LVSP，+dp/dtmax and dp/dtmax in Group C were greatly increased （P<0.01）.Collagenous volumetric fraction（CVF） in Group C was significantly decreased（P<0.01）compared with Group B by staining of Sirus red in supersaturated picric acid solution. Conclusions Aerobic exercise could improve the cardiac function and the cardiac function and inhibited myocardial collagen deposition in adriamycin-induced heart failure rat.

【Keywords】 Aerobic exercise； adriamycin； heart failure； myocardial collagen

前言

近年來(lái)，康復(fù)醫(yī)學(xué)已經(jīng)引起醫(yī)學(xué)界越來(lái)越多的重視，而康復(fù)心臟病學(xué)更是作為一門(mén)新興學(xué)科正在崛起。國(guó)內(nèi)康復(fù)心臟學(xué)的理論與實(shí)踐正處于起步階段。以往心力衰竭（CHF）一直被認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)康復(fù)的禁忌證，休息和運(yùn)動(dòng)是CHF治療的一對(duì)矛盾。一方面適當(dāng)體力活動(dòng)能減輕心臟負(fù)荷，有利于心功能恢復(fù)；另一方面限制體力活動(dòng)可導(dǎo)致患者運(yùn)動(dòng)耐力降低，長(zhǎng)期臥床會(huì)引起肌肉萎縮、靜脈血栓形成，影響生活質(zhì)量。而近年來(lái)， CHF的治療概念有了根本性的轉(zhuǎn)變，改善臨床癥狀的同時(shí)注重提高運(yùn)動(dòng)耐力和生活質(zhì)量，降低病死率和病殘率。重新認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在心衰康復(fù)中的作用，研究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的臨床效果和安全性，已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)[1]。本文將探討在病理狀態(tài)下，有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在CHF中心功能及心肌重構(gòu)的作用，旨在為心力衰竭的臨床康復(fù)治療提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 主要試劑及藥品

1.1.1 實(shí)驗(yàn)小鼠來(lái)源 26只清潔級(jí)雄性SD大鼠，體重為200-250g，為二級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，在層流架內(nèi)飼養(yǎng)。大鼠均購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司（實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量許可證號(hào)：SCXX（滬）2012-0002；實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量合格證編號(hào)：2007000549439）。

1.1.2 主要試劑和儀器 阿霉素（浙江海正藥業(yè)股份有限公司）、天狼星紅（sigma）、生理多導(dǎo)儀（澳大利亞）、BCM-1000型生物潔凈工作臺(tái)（蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司）、倒置相差顯微鏡（OLYMPUS）、-70℃超低溫冰箱（SANYO）、LXY—II離心機(jī)（上海分析儀器廠）、冰凍切片機(jī)（CRYOTOME SME）、免疫組化圖像分析軟件Image -Proplus 6.0。

1.2 方法

1.2.1 心肌病心力衰竭大鼠動(dòng)物模型的建立 選擇200-250g雄性SD大鼠，隨機(jī)分成阿霉素組和正常組，腹腔注射阿霉素2 mg/kg連續(xù)4周，每周1次；正常組予等體積生理鹽水。

1.2.2 有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)心衰大鼠的干預(yù) 注射阿霉素大鼠再隨機(jī)分為阿霉素組和有氧運(yùn)動(dòng)組，有氧運(yùn)動(dòng)給予每天自由游泳20分鐘，每周5天，連續(xù)8周測(cè)定心功能，所有動(dòng)物于籠內(nèi)自由飲食。

1.2.3 心導(dǎo)管法測(cè)定大鼠心功能 將實(shí)驗(yàn)大鼠稱(chēng)重，大鼠腹腔內(nèi)注射10%水合氯醛3ml/kg麻醉后固定于操作臺(tái)上，刮除大鼠頸部毛，用75%酒精消毒，沿頸部正中切開(kāi)，暴露并鈍性分離右側(cè)頸總動(dòng)脈，結(jié)扎遠(yuǎn)心端，將經(jīng)導(dǎo)管右頸總動(dòng)脈插入并觀察波形變化，記錄壓力波型，左室收縮壓峰值（LVSP）以及左室壓力最大上升和下降速率（±dp/dtmax）。

1.2.4 左心體質(zhì)量指數(shù)及心肌組織膠原檢測(cè) 取出大鼠心臟于生理鹽水中漂洗，心臟于濾紙吸干，稱(chēng)全心及左心重，計(jì)算左心體質(zhì)量指數(shù)（左心室質(zhì)量/體質(zhì)量）；后用10%福爾馬林固定，石蠟包埋，切片，常規(guī)脫蠟至水，加入苦味酸天狼星紅染色液10min，鏡下觀察，蘇木素復(fù)染，涼干，中性樹(shù)脂封片；心肌膠原分析：苦味酸天狼星紅染色后，高倍鏡下觀察，計(jì)算機(jī)圖文分析系統(tǒng)于200倍下行圖像處理，每張切片隨機(jī)到5個(gè)視野，計(jì)算每個(gè)視野膠原（紅染）所占百分比，即膠原容積分?jǐn)?shù)（膠原容積分?jǐn)?shù)=膠原面積/全視野面積×100%），取平均值代表膠原容積含量（CVF）。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 所有計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（mean±s）表示；采用SPSS13.0軟件包統(tǒng)計(jì)；多組間的比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗(yàn)；P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)阿霉素誘導(dǎo)大鼠左心功能的影響

與正常組相比，阿霉素組大鼠體重降低（P<0.05），左心體質(zhì)量指數(shù)顯著增高（P<0.01）。

與阿霉素組相比，有氧運(yùn)動(dòng)組體重?zé)o明顯變化，左心體質(zhì)量指數(shù)下降。有氧運(yùn)動(dòng)組與正常組的左心體質(zhì)量指數(shù)無(wú)顯著差異。

與正常組相比，阿霉素組LVSP、+ dp/ dtmax、- dp/ dtmax 均明顯降低（P<0.01）。

與阿霉素組相比，有氧運(yùn)動(dòng)組LVSP、+ dp/ dtmax、- dp/ dtmax 均增加（P<0.05）。

2.2 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)阿霉素誘導(dǎo)大鼠心肌膠原的影響

各組大鼠心肌組織天狼星紅染色（200×）：藍(lán)紫色為心肌細(xì)胞核，紅染為心肌膠原。正常組，心肌間質(zhì)只見(jiàn)少量紅染且呈散在分布；阿霉素組，可見(jiàn)心肌組織細(xì)胞核深染并出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，心肌間質(zhì)出現(xiàn)大量紅染且呈片狀分布；有氧運(yùn)動(dòng)組細(xì)胞核只見(jiàn)到少量深染，未見(jiàn)到核聚集現(xiàn)象，心肌間質(zhì)只有中等量紅染且呈小片狀分布。

各組大鼠心肌組織膠原容積分?jǐn)?shù)，每張切片隨機(jī)到5個(gè)視野計(jì)算每個(gè)視野膠原（紅染）所占百分比，即膠原容積分?jǐn)?shù)（膠原容積分?jǐn)?shù)=膠原面積/全視野面積×100%），取平均值代表膠原容積含量（CVF）。**P<0.05VS正常組；##P<0.05VS阿霉素組。

3 討論

慢性心力衰竭是嚴(yán)重威脅人們生命和影響生活質(zhì)量的主要問(wèn)題，是心血管病醫(yī)生努力奮斗和急待解決的醫(yī)學(xué)難題。心肌纖維化是多種常見(jiàn)心臟疾病向終末期心臟病發(fā)展的一個(gè)必然過(guò)程，是心功能由代償期向失代償期轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。心力衰竭可致心肌間質(zhì)纖維膠原合成和降解之間動(dòng)態(tài)平衡的破壞，造成膠原蛋白濃度的增加，膠原蛋白類(lèi)型、組成和連結(jié)結(jié)構(gòu)的改變，而膠原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成和空間破壞，可造成心肌纖維化（myocardialfibrosis，MF）[2]。因此，阻止或逆轉(zhuǎn)心肌纖維化是延緩心力衰竭的重要手段。心肌纖維化指心肌間質(zhì)膠原濃度顯著升高或膠原容積分?jǐn)?shù)顯著增加[3]。抑制MF是延緩心力衰竭進(jìn)程，積極防治心力衰竭的有效措施之一。

本研究采用阿霉素腹腔注射誘導(dǎo)心力衰竭大鼠模型，結(jié)果顯示，與正常組相比，阿霉素組LVSP、+dp/dtmax、和-dp/dtmax下降，心肌組織細(xì)胞核深染并出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，心肌基質(zhì)紅染增加，膠原容積分?jǐn)?shù)顯著增高，提示阿霉素誘導(dǎo)的心力衰竭模型大鼠心功能降低與體內(nèi)膠原合成和心肌組織基質(zhì)膠原含量增多，心肌重構(gòu)有關(guān)。與阿霉素組相比，有氧運(yùn)動(dòng)組大鼠LVSP，+dp/dtmax，和-dp/dtmax升高，提示有氧運(yùn)動(dòng)可改善心功能；心肌細(xì)胞核染色較為均勻，只見(jiàn)少量核深染，無(wú)明顯聚積，提示心肌損傷減輕；心肌組織基質(zhì)CVF明顯減少，心肌組織膠原沉積得到改善。膠原為基質(zhì)的主要成分，心肌膠原纖維在維護(hù)心臟功能方面起著心肌細(xì)胞支架的作用，其中95%以上由I型（2/3）和Ⅲ型（1/3）膠原構(gòu)成。Ⅰ型膠原具有良好的韌性，其多少?zèng)Q定著心臟的僵硬度，Ⅲ型膠原則易于伸展，與室壁彈性有關(guān)，它們的適當(dāng)比值對(duì)維持心肌組織結(jié)構(gòu)及心臟功能的完整性具有重要意義[4]。當(dāng)心力衰竭時(shí)，間質(zhì)中膠原沉積增多，各型膠原含量的增加使心肌細(xì)胞被增生的膠原包圍和封閉，影響心肌細(xì)胞收縮力的產(chǎn)生與傳遞，誘發(fā)收縮功能障礙。王友華研究表明有氧訓(xùn)練可保護(hù)大鼠心臟房室結(jié)Ⅰ、Ⅲ型膠原纖維組織結(jié)構(gòu)正常，并推測(cè)可能與誘導(dǎo)MMP-13表達(dá)增加有關(guān)[5]，這與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果類(lèi)似。綜上，可認(rèn)為適當(dāng)?shù)挠醒踹\(yùn)動(dòng)可抑制心肌重構(gòu)并改善心功能，但機(jī)制還有待進(jìn)一步研究探討，推測(cè)可能與心?、裥湍z原、Ⅲ型膠原合成減少有關(guān)。

參考文獻(xiàn)

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