重組人B型鈉尿肽對(duì)急性心肌梗死伴心力衰竭模型心肌耗氧量的影響

樊欣娜 張 晶 付艷茹 蔡麗麗 楊桂鳳 陳金良

實(shí)驗(yàn)研究

重組人B型鈉尿肽對(duì)急性心肌梗死伴心力衰竭模型心肌耗氧量的影響

樊欣娜1張 晶2△付艷茹3蔡麗麗2楊桂鳳1陳金良4

目的 評(píng)估不同劑量重組人B型鈉尿肽（rhBNP）對(duì)急性心肌梗死伴心力衰竭（AMI-HF）模型心肌耗氧量的影響。方法應(yīng)用前降支球囊閉塞結(jié)合微血栓懸液灌注構(gòu)建約克豬AMI-HF模型，隨機(jī)分為rhBNP組和對(duì)照組。rhBNP組給予rhBNP1.5 μg·kg-1，2 min內(nèi)勻速靜推后，以0.01、0.02、0.03 μg·kg-1·min-1依次分別靜脈泵入60 min。對(duì)照組給予等容積生理鹽水。在球囊閉塞前、成模后即刻（T1）、不同劑量rhBNP給藥后60 min（T2～T4）同步抽取冠脈內(nèi)和冠狀靜脈竇血標(biāo)本，評(píng)估心肌耗氧量（MOU）。行定量冠脈造影測(cè)量冠脈直徑的變化。應(yīng)用Swan-Ganz漂浮導(dǎo)管同步監(jiān)測(cè)血流動(dòng)力學(xué)變化。結(jié)果與對(duì)照組相比，rhBNP組肺毛細(xì)血管楔壓（PCWP）、中心靜脈壓（CVP）、心率（HR）、收縮壓（SBP）和MOU在給藥后明顯下降，而心排血量（CO）和冠脈直徑在給藥后增加。藥物干預(yù)與時(shí)間存在交互效應(yīng)。rhBNP組MOU較成模后即刻顯著降低[T1～T4分別為（11.59±0.37）、（10.61±0.35）、（9.85±0.60）、（9.79±0.31）mL O2∕L]。結(jié)論AMI-HF模型靜脈內(nèi)應(yīng)用rhBNP，可以在降低PCWP、升高CO的同時(shí)，降低MOU。

心力衰竭；心肌梗死；利鈉肽,腦；心肌耗氧量

B型鈉尿肽（BNP）具有平衡擴(kuò)張動(dòng)靜脈、利尿利鈉，改善血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，緩解心力衰竭（HF）癥狀的綜合治療作用[1-3]。但是，2011年在重組人BNP （rhBNP）應(yīng)用于急性失代償性心力衰竭臨床研究（ASCEND-HF）中發(fā)現(xiàn)，rhBNP并不能增加或減少死亡和再入院率[4]，使得rhBNP的臨床應(yīng)用存在很大爭(zhēng)議。但該研究除外了急性心肌梗死心力衰竭（AMI-HF），因此有必要探討rhBNP應(yīng)用于該類(lèi)患者的作用。AMI-HF時(shí)冠脈急性閉塞，心肌處于缺血損傷狀態(tài)，在合并HF情況下，如給予增加心肌耗氧量（MOU）藥物會(huì)加重心肌細(xì)胞氧供需失衡，引起心肌細(xì)胞凋亡增加，導(dǎo)致患者預(yù)后不良。前期研究發(fā)現(xiàn)，rhBNP可增加心排血量[1-2]，關(guān)于其是否會(huì)引起MOU的增加，進(jìn)而加重心肌損傷的研究較少。本研究在我中心前期研究建立的前降支球囊閉塞結(jié)合微血栓懸液灌注構(gòu)建約克豬AMI-HF模型[5]基礎(chǔ)上，通過(guò)同步抽取冠狀動(dòng)、靜脈竇血標(biāo)本，評(píng)估rhBNP 對(duì)MOU的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及儀器 健康3～5月齡約克豬14頭，體質(zhì)量（27.67±7.31）kg，雌雄不拘，購(gòu)自河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)院。心電和有創(chuàng)壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng) Scort 90496（Space Labs Medical Inc USA），X線血管造影機(jī)（INNOVA-4100 GE USA），BNP triage床旁快速定量監(jiān)測(cè)儀（Biosite Inc，USA），Arrow 6F熱稀釋漂浮導(dǎo)管（Arrow Corporation，USA），DH-1830血?dú)馑釅A分析儀（臺(tái)灣精達(dá)電子儀器有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭苽?實(shí)驗(yàn)前將約克豬適應(yīng)性飼養(yǎng)5～7 d，禁食12 h、禁飲2 h。按實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的3R原則行人道關(guān)懷。預(yù)先取同體豬血10 mL，加入凝血酶20 U，于37℃溫箱中孵育3 h制備血栓。取同體豬脂肪組織10 g，同血栓一起碾碎，與直徑100 μm塑料微球混合，應(yīng)用超聲波勻漿器高速勻漿后混勻，制成微血栓微球混懸液備用。

3％戊巴比妥鈉麻醉，常規(guī)消毒鋪巾，以Seldinger法穿刺經(jīng)右側(cè)股動(dòng)脈途徑行冠脈造影，應(yīng)用心電和有創(chuàng)壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)股動(dòng)脈壓力變化。穿刺股靜脈植入Swan-ganz漂浮導(dǎo)管至肺動(dòng)脈，測(cè)量平均肺動(dòng)脈壓（mPAP）及肺毛細(xì)血管楔壓（PCWP）、中心靜脈壓（CVP），應(yīng)用熱稀釋法測(cè)量心排血量（CO）。經(jīng)右側(cè)頸外靜脈插入導(dǎo)管至冠狀靜脈竇。

應(yīng)用6FJL3.5指引導(dǎo)管到左冠口，球囊定位于前降支中段（第二對(duì)角支開(kāi)口后），3～4 atm（1 atm=101.325 kPa）球囊充盈，使冠脈血流中斷。先后阻斷前向血流1、2、5 min，每次間隔60 s，行缺血預(yù)適應(yīng)，并來(lái)回抽動(dòng)球囊使損傷血管內(nèi)膜，模仿心肌梗死后內(nèi)膜破壞。然后持續(xù)阻斷前向血流120 min。撤出球囊、導(dǎo)絲，應(yīng)用4FJL3.5冠脈造影導(dǎo)管超選至前降支開(kāi)口，自導(dǎo)管緩慢勻速分次注入微血栓微球混懸液，每次3 mL，注射時(shí)間為3 s，注射間隔10 min。監(jiān)測(cè)PCWP,待PCWP穩(wěn)定在15～18 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）時(shí)停止注射，制模成功。6 h后測(cè)定肌鈣蛋白I（TnI）。

1.3 分組及給藥方法 制模中共有12頭約克豬達(dá)到AMIHF動(dòng)物模型標(biāo)準(zhǔn)，成模豬按抽簽法隨機(jī)分入rhBNP組和對(duì)照組，每組各6只。rhBNP組給予rhBNP 1.5 μg·kg-1，2 min內(nèi)勻速靜推后，再依次以0.01、0.02、0.03 μg·kg-1·min-1靜脈泵入60 min。給藥前，如成模豬收縮壓（SBP）＜95 mmHg，不給予彈丸注射劑量；給藥過(guò)程中如SBP＜95 mmHg，rhBNP停止加量或減量，維持SBP＞90 mmHg。對(duì)照組給予等容積生理鹽水，給藥方法同rhBNP組。

1.4 MOU測(cè)定 同步抽取冠狀動(dòng)脈和冠狀靜脈竇血標(biāo)本，測(cè)定血紅蛋白含量、氧含量、血氧飽和度。MOU（mL O2∕L）=（冠脈氧飽和度-冠狀靜脈竇氧飽和度）∕100×血紅蛋白含量（g∕L）×1.34(mL∕g)[6]。

1.5 冠狀動(dòng)脈計(jì)算機(jī)輔助管徑測(cè)定 在固定投照角度、球管高度、放大倍率的投照條件下，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助定量測(cè)量系統(tǒng)行量化分析冠脈造影結(jié)果。以導(dǎo)引導(dǎo)管內(nèi)徑為標(biāo)定，在舒張末相測(cè)量冠脈第二對(duì)角支發(fā)出后管徑。

1.6 觀測(cè)時(shí)間點(diǎn) 分別于球囊閉塞前基線狀態(tài)（T0），AMIHF成模后即刻（T1），0.01、0.02和0.03 μg·kg-1·min-1泵入60 min后（T2～T4）測(cè)定MOU、血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)和冠脈直徑。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，同一時(shí)間兩組間資料的比較采用成組t檢驗(yàn)，成模后不同時(shí)間點(diǎn)測(cè)得數(shù)據(jù)比較采用重復(fù)測(cè)量的方差分析；計(jì)數(shù)資料用χ2檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 造模結(jié)果 制模中共有12頭約克豬達(dá)到動(dòng)物模型標(biāo)準(zhǔn)。2組動(dòng)物體溫、體質(zhì)量、SBP、心率（HR）和液體入量差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表1。微血栓懸液注射(3.97±1.21)次。血栓懸液注射后冠脈造影顯示前降支血流減慢，TIMI血流均≤2級(jí)。2頭失敗模型中，1頭由于麻醉意外出現(xiàn)呼吸、心臟抑制而死亡，1頭于冠狀動(dòng)脈內(nèi)球囊閉塞過(guò)程中出現(xiàn)室顫死亡。

Tab.1 baseline parameters in rhBNP and control group表1 rhBNP組和對(duì)照組基線資料比較 （n=6，±s）

Tab.1 baseline parameters in rhBNP and control group表1 rhBNP組和對(duì)照組基線資料比較 （n=6，±s）

均P＞0.05

組別rhBNP組對(duì)照組t體溫(℃) 36.33±0.44 36.33±0.31 0.000體質(zhì)量(kg) 27.83±2.14 27.50±2.67 0.239 SBP(mmHg) 113.17±6.01 116.00±4.86 0.898組別rhBNP組對(duì)照組t HR(次∕min) 95.33±5.65 94.17±5.53 0.362液體入量(mL) 551.67±50.76 555.00±48.48 0.116 TnI(μg∕L) 12.65±4.05 11.17±2.48 0.765

2.2 2組血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較 和對(duì)照組相比，rh-BNP組PCWP、SBP和MOU在T2、T3、T4時(shí)點(diǎn)明顯下降，CVP在T4時(shí)點(diǎn)下降，HR在T3、T4時(shí)點(diǎn)下降，而CO和冠脈直徑在T3、T4時(shí)點(diǎn)增加。藥物干預(yù)與不同時(shí)間存在交互效應(yīng)。見(jiàn)表2。

3 討論

3.1 AMI-HF的病理生理機(jī)制 盡管ASCEND-HF研究認(rèn)為rhBNP并不能增加或減少死亡和再入院率，以及減輕呼吸困難的作用，但研究未納入AMIHF人群。該患者群的藥物治療需要考慮以下因素[7]：（1）藥物對(duì)全身血流動(dòng)力學(xué)的影響，應(yīng)能夠迅速改善血流動(dòng)力學(xué)，包括改善肺水腫和降低左室舒張末壓。（2）對(duì)冠狀動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)或是心肌供血的影響。例如硝普鈉可引起冠脈血流自缺血區(qū)向正常區(qū)再分布，即冠脈竊血作用，這可能導(dǎo)致導(dǎo)致心肌梗死后缺血損傷的心肌損傷進(jìn)一步加重。（3）對(duì)MOU的影響。正性肌力藥物會(huì)增加MOU，而AMI后冠脈閉塞或嚴(yán)重狹窄，心肌處于缺血損傷狀態(tài)，這就會(huì)加重心肌細(xì)胞氧供需失衡，引起心肌細(xì)胞死亡增加，惡性心律失常發(fā)生率增加，導(dǎo)致預(yù)后不良。

3.2 本研究AMI-HF模型的特點(diǎn) 本研究應(yīng)用球囊阻塞結(jié)合微血栓灌注前降支，肌鈣蛋白明顯升高，證明存在心肌細(xì)胞壞死。PCWP較基線明顯升高，證明心排血量減少和肺水腫。由于外周臟器血供減少，加之疼痛和呼吸困難，交感神經(jīng)系統(tǒng)和腎素-血管緊張素醛固酮系統(tǒng)（RAAS）激活，心肌收縮力增強(qiáng)，MOU較基線顯著增高。該模型較符合AMI-HF病理生理過(guò)程。

Tab.2 Hemodynamic changes before and after administration of rhBNP and saline表2 rhBNP組和對(duì)照組的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)改變情況（n=6，±s）

Tab.2 Hemodynamic changes before and after administration of rhBNP and saline表2 rhBNP組和對(duì)照組的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)改變情況（n=6，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；PCWP：F組間=7.682、F時(shí)間=113.110、F交互= 24.326，均P＜0.05；CVP：F組間=1.918，P=0.196；F時(shí)間=12.840、F交互= 6.814，均P＜0.01；HR：F組間=2.842，P=0.123；F時(shí)間=45.014、F交互= 26.135，均P＜0.01；SBP：F組間=6.515、F時(shí)間=28.274、F交互=3.661，均P＜0.05；CO：F組間=5.330、F時(shí)間=108.573、F交互=4.382，均P＜0.05；MOU：F組間=36.035、F時(shí)間=63.819、F交互=43.348，均P＜0.01；冠脈直徑：F組間=1.255，P=0.289；F時(shí)間=25.180、F交互=29.581，均P＜0.01

?

3.3 rhBNP對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的影響及可能的原因 給予rhBNP后，PCWP隨劑量增加逐漸減低，最低出現(xiàn)在0.03 μg·kg-1·min-1泵入階段，且明顯低于對(duì)照組。同時(shí)，CO逐漸升高，最高出現(xiàn)在0.02 μg·kg-1·min-1泵入階段。該結(jié)果表明，rhBNP可以有效降低HF時(shí)發(fā)生的肺水腫，增加心排血量。與此同時(shí)，結(jié)果顯示給予rhBNP后，MOU逐漸下降，最低出現(xiàn)在0.03 μg·kg-1·min-1泵入階段，并明顯低于對(duì)照組。rhBNP降低MOU的原因可能為：（1）擴(kuò)張?bào)w肺循環(huán)動(dòng)靜脈，利鈉利尿，減少液體潴留，降低心臟前后負(fù)荷，降低心室壁張力，降低心率；實(shí)驗(yàn)中觀察到PCWP的迅速回落，反映了左室舒張末壓的下降，即心臟前負(fù)荷的明顯下降；SBP的回落，反映了心臟后負(fù)荷的降低，rhBNP出色的血流動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，間接降低了MOU。（2）目前尚鮮見(jiàn)研究表明rhBNP無(wú)直接強(qiáng)心作用，不增加心肌耗氧量。（3）rhBNP擴(kuò)張冠脈，增加冠脈血流量，由于總供氧量=血流量×單位體積動(dòng)脈血攜氧量，在單位體積動(dòng)脈血攜氧量不變的情況下，這就增加了心肌總供氧量。（4）rhBNP可能具有改善心肌細(xì)胞代謝，直接降低心肌耗氧量的作用[6]。對(duì)于缺血所致HF，MOU增加會(huì)導(dǎo)致心肌細(xì)胞缺血死亡增加，而改善冠狀動(dòng)脈供血、降低MOU，則有助于打破缺血性HF不斷加重的惡性循環(huán)。

3.4 rhBNP的綜合抗缺血作用 rhBNP除可降低MOU外，對(duì)于缺血心肌還具有以下作用：近來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用rhBNP可限制心肌梗死小鼠的梗死面積[8]。BNP還具有調(diào)節(jié)心肌和平滑肌細(xì)胞凋亡、抑制心肌纖維化和細(xì)胞外基質(zhì)分泌的功效[9]。此外，rhBNP具有抑制心衰后惡性神經(jīng)內(nèi)分泌激活的作用。

綜上所述，AMI-HF模型靜脈內(nèi)應(yīng)用rhBNP，可以在降低PCWP、升高CO的同時(shí)，降低MOU。

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（2014-01-20收稿 2014-06-09修回）

（本文編輯 李鵬）

Effects of Recombinant Human B-type Natriuretic Peptid on Oxygen Consumption in Acute Myocardial Infarction with Heart Failure

FAN Xinna1，ZHANG Jing2△，F(xiàn)U Yanru3，CAI Lili2，YANG Guifeng1，CHEN Jinliang4
1 Department of Gerontology,the First Hospital of Qinhuangdao，Qinhuangdao 066000,China;2 Cardiac Care Unit,the First Hospital of Qinhuangdao；3 Department of Child Health,Maternal and Child Care Service Centre；4 Department of Cardiology,the 281stHospital of PLA
△

E-mail:freedoc@live.cn

ObjectiveTo evaluate the impact of different doses of recombinant human B-type natriuretic peptid(rh-BNP)within the dosage of clinical rage on oxygen consumption during acute myocardial infarction(AMI)with heart failure (HF).MethodsAMI-HF model of York pig was established by occluding coronary artery with balloon combined with injecting microthrombus.Then animals were randomized into rhBNP group and control group.Clinical dose of rhBNP(1.5 μg∕kg bolus followed by a continuous infusion with speed of 0.01,0.02 and 0.03 μg·kg-1·min-1for 60 minutes respectively in turn)was administrated in rhBNP group while equal volume of saline was given in the control group.Myocardial oxygen uptake(MOU)was measured by drawing blood from coronary artery and coronary sinus using a catheter.Coronary diameter was determined using quantitative coronary angiography.The observation points were at baseline(T0),instant after the model establishment(T1),60 min after continuous rhBNP infusion of 0.01,0.02,0.03 μg·kg-1·min-1(T2-T4)respectively.ResultsCompared with the control group,pulmonary capillary wedge pressure,central venous pressure,heart rate,systolic blood pressure and MOU were significantly decreased after rhBNP administration.And cardiac output and coronary diameter were obviously increased with addition of rhBNP.There is a interaction of drug intervention and time.In rhBNP group, MOU was significantly decreased with drug administraion(T2-T4 vs T1，mL O2∕L:10.61±0.35，9.85±0.60，9.79±0.31 vs 11.59±0.37).ConclusionIntravenous administration of rhBNP in AMI-HF model could decrease MOU and PCWP while increase the cardiac output.

heart failure；myocardial infarction；natriuretic peptide,brain；myocardial oxygen uptake

R541

A

10.3969∕j.issn.0253-9896.2014.10.006

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（30871086）

1秦皇島市第一醫(yī)院老年病科（郵編066000）；2秦皇島市第一醫(yī)院CCU；3河北省保定市婦幼保健院兒保科；4解放軍281醫(yī)院心內(nèi)科

△通訊作者 E-mail：freedoc@live.cn