冠狀動脈狹窄時ST段壓低動物模型的建立

辛衛(wèi)朋 陳士良 陳國雄 方波 王紅娜

冠狀動脈狹窄時ST段壓低動物模型的建立

辛衛(wèi)朋 陳士良 陳國雄 方波 王紅娜

目的建立冠狀動脈狹窄引起ST段壓低的動物模型，探討其病理生理改變。方法運用自制的微米縮窄器對16例犬的左旋支進行定量狹窄，觀察左旋支血流量、冠狀動脈遠端小動脈平均壓，左心室收縮峰壓、左心室壓力最大上升速率、左心室舒張末壓、心肌耗氧量和乳酸的變化。結(jié)果當(dāng)冠狀動脈狹窄達87%（面積）時，可引起ST段壓低（壓低0.1m V），此時左旋支血流量降至（20±7）m l/m in，冠狀動脈遠端小動脈平均壓降至（55±8）mm Hg，與狹窄前[（36±6）m l/m in、（90±14）mm Hg]比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（t=4.54、10.806，P＜0.01），左心室收縮峰壓和左心室壓力最大上升速率[（106±18）mm Hg、（2 210±700）mmHg/s]較狹窄前[（114±20）mmHg、（2 450±760）mm Hg/s]降低，乳酸升高[（43.5±14）%比（26.4± 6.9）%]，心肌耗氧量降低[（2.22±0.64）m l/（100g·m in）比（43.5±14.7）m l/（100g·m in）]，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05或0.01）。結(jié)論在冠狀動脈狹窄達87%時，可造成ST段壓低的急性心肌缺血動物模型。

冠狀動脈狹窄；ST段壓低；動物模型

冠心病的主要病理生理變化是動脈粥樣硬化引起的冠狀動脈狹窄，進而引起狹窄冠狀動脈遠端供血不足，支配區(qū)域心肌缺血，在臨床心電圖常常表現(xiàn)為相應(yīng)導(dǎo)聯(lián)ST段抬高或壓低[1-2]。長期以來，人們對急性ST段抬高的研究較多，特別是急性心肌梗死時ST段的抬高，其模型容易建立，相關(guān)研究較深入。而冠狀動脈狹窄時ST段壓低動物模型較少，使得對ST段壓低的病理生理了解較少。本文利用自制的微米縮窄器造成冠狀動脈狹窄引起ST段壓低的動物模型，由此探討ST段壓低時病理生理變化。

1 資料和方法

1.1實驗動物及動物模型制備健康雜種犬16只，體重9～25kg，雌性7只，雄性9只，均采用戊巴比妥鈉靜脈麻醉（30mg/kg）。切開犬頸部，放置氣管插管，行正壓人工呼吸。心臟手術(shù)方法見文獻[3-5]，其操作要點為：沿左心耳基底部分分離冠狀動脈左旋支2～3cm，安置電磁流量計（日本光電公司MFV-3200），探測每分鐘平均血流量，探頭后放一自制微米縮窄器造成冠狀動脈狹窄[6]。選擇左旋支狹窄遠端帶有分支的動脈，將其遠端結(jié)扎；近端用＜1mm聚氯乙烯導(dǎo)管逆行插入小動脈，測狹窄的冠狀動脈遠端小動脈平均壓；經(jīng)股動脈插管入升主動脈測平均壓。由心尖部將一直徑2mm的導(dǎo)管插入左心室記錄左心室壓力曲線差，通過壓力微分放大器描記微分曲線，記錄常規(guī)心電圖并測ST段與心率。

1.2血樣采集由犬頸外靜脈插入一導(dǎo)管進入右心房冠狀竇采集靜脈血樣，由股動脈導(dǎo)管采集動脈血樣。采血時間選在動物開胸后，冠狀動脈狹窄前與狹窄后造成ST段壓低0.1mV 60min時進行。所采血液用于測定血氣和乳酸，結(jié)果由血氣分析儀（美國IL公司B12型）直接測定、打印。乳酸測定采用對苯二酚液法。血流量、血壓、心電圖等均由多導(dǎo)生理記錄儀（日本大倉公司RM6000）同步記錄。待血流動力學(xué)與血樣采集完成后立即將動物處理，稱心臟重量。冠狀動脈狹窄的程度的計算方法見文獻[7]。

1.3計算心肌代謝指標(biāo)公式如下：（1）氧提取率=（動脈血氧含量-靜脈血氧含量）/動脈血氧含量× 100%；（2）心肌耗氧量=（動脈血氧含量-靜脈血氧含量）/（左旋支血流量×100g）；（3）供氧/耗氧=動脈血氧含量×左旋支血流量/[（動脈血氧含量-靜脈血氧含量）/左旋支血流量]；（4）動靜脈氧差=動脈血氧含量-靜脈血氧含量。

1.4統(tǒng)計學(xué)處理應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件，計量資料以表示，比較采用t檢驗。

2 結(jié)果

2.1狹窄前后犬的血流動力學(xué)改變見表1。

表1 ST段壓低時血流動力學(xué)的變化

由表1可見，心電圖出現(xiàn)ST段壓低＞0.1mV時，冠狀動脈狹窄平均達87%（面積法），此時冠狀動脈遠端小動脈平均壓、左旋支血流量均下降，血壓差增大，與狹窄前比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。而狹窄前后主動脈平均壓、心率差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.2狹窄前后犬心功能的變化見表2。

表2 ST段壓低時血流動力學(xué)的變化

由表2可見，狹窄后左心室收縮峰壓和左心室壓力最大上升速率均低于狹窄前，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），而左心室舒張末壓和左心室壓力最大下降速率狹窄前后差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.3狹窄前后犬心肌代謝的變化見表3。

表3 ST段壓低時犬心肌代謝的變化

由表3可見，狹窄后犬心肌耗氧量較狹窄前減少，乳酸較狹窄前增高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05或0.01），狹窄前后犬動靜脈氧差、氧提取率、供氧/耗氧差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。

3 討論

臨床上常以心電圖ST段壓低來判斷心肌缺血，繼而以此輔助診斷冠心病，但是僅有部分冠心病患者表現(xiàn)為ST段壓低，且冠狀動脈狹窄已達何種程度并不明確。本文通過急性實驗，運用自制的微米縮窄器，對冠狀動脈左旋支進行縮窄，成功建立了冠狀動脈狹窄后ST段壓低的動物模型。本文研究發(fā)現(xiàn)，犬冠狀動脈狹窄程度達87%時可造成ST段壓低，此時血流動力學(xué)已發(fā)生改變：首先，左旋支血流量出現(xiàn)下降，降幅達1/3，其次冠狀動脈狹窄后冠狀動脈遠端小動脈平均壓出現(xiàn)了明顯的降低，血壓差增大。冠狀動脈遠端小動脈平均壓的降低反映了心肌有效灌注壓的降低，而此時主動脈平均壓未見明顯異常，提示主動脈平均壓已不能反映心肌的有效灌注壓[3]。由此可見，急性冠狀動脈狹窄后出現(xiàn)的ST壓低反映心肌已經(jīng)出現(xiàn)缺血，心肌有效灌注壓已經(jīng)嚴(yán)重下降，但這種心肌缺血主要為心內(nèi)膜下的缺血，尚未達心外膜。

在ST段壓低時，反映心肌收縮功能的指標(biāo)左心室收縮峰壓和左心室壓力最大上升速率均出現(xiàn)下降，而反映心肌舒張功能的指標(biāo)左心室舒張末壓和左心室壓力最大下降速率差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明冠狀動脈急性缺血時，首先使心肌的收縮功能受損，而舒張功能較后受損。

在ST段壓低時，心肌代謝中的乳酸增加，耗氧量減少，而其它指標(biāo)無明顯改變，這些指標(biāo)反映了在ST段壓低時由于心肌供血不足，有氧代謝減少，無氧酵解增加，因而乳酸增加。

本研究發(fā)現(xiàn)在ST段壓低時，隨著心臟收縮功能左心室收縮峰壓、左心室壓力最大上升速率的下降，心肌耗氧量減少，這說明ST段壓低已激發(fā)心臟冬眠狀態(tài)[8]，這種狀態(tài)有利于心肌的自我保護，在心肌供血增加時，心肌功能可以很快恢復(fù)。

冠狀動脈狹窄引起ST段壓低動物模型的建立，對臨床認(rèn)識冠心病心肌缺血有重要意義。建模成功后，反映心肌已缺血達1/3以上，心內(nèi)膜首先表現(xiàn)為缺血作為代償，當(dāng)冠狀動脈的狹窄程度達87%以上時，由于血流量明顯減少，故需要行血運重建術(shù)；建模還反映了冠狀動脈循環(huán)的異常變化：即雖然主動脈壓正常，但心肌局部的有效灌注壓顯著下降，因此改善ST段壓低的最好方法是提高心肌有效灌注壓。應(yīng)用冠狀動脈支架術(shù)、溶栓術(shù)和擴張冠狀動脈藥物均能提高有效灌注壓。還需要說明的是，本文的動物模型之所以選擇左旋支定量狹窄，是因為犬的旋支相對粗大，供血區(qū)域相對廣泛，定量狹窄時心肌缺血表現(xiàn)較穩(wěn)定。但這種單支冠狀動脈急性狹窄造成ST段的壓低是理想化的模型，可部分反映冠心病ST段壓低的病理生理變化，在臨床上冠心病的ST段壓低受多種因素的影響與干擾，比如冠心病病程的長短，病變血管的數(shù)量，側(cè)支循環(huán)的建立，合并的臨床疾病情況等均可影響心肌缺血與ST段的改變，因而需要進一步研究。

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Establishment of an animal model of ST-segment depression in coronary artery stenosis

XIN Weipeng,CHEN Shiliang, CHEN Guoxiong,et al.Department of Cardiology，Zhoushan Hospital,Zhoushan 316000,China

Objective To estab lish an animal model of ST-segment dep ression induced by coronary artery stenosis and investigate its pathophysiological changes.Methods An animal model of ST-segment dep ression was estab lished in 16 dogs by quantitatively constric ting left circum flex coronary artery(LCCA)w ith a m ic rometer constric tor.The coronary b lood flow(CBF)and b lood p ressure of LCCA,left ventricular peak systolic p ressure(LVPSP),maximum rate of left ventricular p ressure increase(dp/d t max),left ventricular end diastolic p ressure(LVEDP),myocardial oxygen consum p tion and lactate were measured.Results ST-segment dep ression developed as the deg ree of coronary stenosis reached to 87% (cross-sec tionalarea)w ith CBF reduced from(36±6)m l/m in to(20±7)m l/m in,d istalLCCA p ressure decreased from(90±14) mm Hg to(55±8)mm Hg,LVPSP reduced from(114±20)mmHg to(106±18)mm Hg and dp/d t max decreased from(2 450± 760)mm Hg/s to(2 210±700)mm Hg/s),lactate increased from(26.4±6.9)%to(43.5±14)%,m yocard ial oxygen consump tion reduced from(2.22±0.64)m l/(100g·m in)to(1.37±0.83)m l/(100g·m in).The d ifferences between the parameters before and after coronary narrowed were significant(all P＜0.05 or 0.01).Conclusion It is needed for estab lishing an acute m yocard ialischem ic animalmodelw ith STsegment dep ression to reduce 87%cross-sectionalarea ofcoronary artery.

Coronary artery stenosis;ST-segment dep ression;Animal model

2015-09-01）

（本文編輯：楊麗）

316000浙江省舟山醫(yī)院心內(nèi)科；中國人民解放軍第三〇五醫(yī)院心內(nèi)科（陳士良）

陳士良，E-mail：chenshiliang3@163.com