心肌缺血與腦鈉素分泌機(jī)制研究

肖宗位，李海林，陳 堅，高 珂，劉早陽 （成都市第二人民醫(yī)院，四川 成都 610017）

腦鈉素（BNP）是一種32個氨基酸組成的神經(jīng)多肽類化合物，在正常人循環(huán)血液中僅有低濃度BNP。左心室壁應(yīng)力增加是心臟大量合成、分泌BNP的原因，目前已廣泛用于心力衰竭診斷、治療效果評估。但左心室壁應(yīng)力與心肌功能、前負(fù)荷、后負(fù)荷以及心率均有密切關(guān)系，其中是一個和（或）多個因素造成BNP合成、分泌的原因目前尚不清楚。本研究通過心肌缺血僅改變心肌功能，來了解心功能降低是否會導(dǎo)致BNP合成、分泌。現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果報告如下。

1 資料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物、設(shè)備及試劑：動物選擇及分組：健康新西蘭兔12只，分為心肌缺血組和空白對照組，每組6只。檢測儀器及檢測試劑：電生理記錄儀、羊抗兔BNP試劑盒。

1.2 方法

1.2.1 心肌缺血模型制作：經(jīng)耳緣靜脈用1.5%戊巴比妥鈉麻醉新西蘭兔，麻醉后兔仰臥于手術(shù)床上，四肢固定后末端置電極測Ⅱ?qū)?lián)心電圖。用肥皂水濕潤兔毛后備皮，消毒后沿正中線剪開頸胸部皮膚，用PE管分別經(jīng)右頸內(nèi)靜脈和右頸總動脈插管至右心房和左室流出道。沿胸骨左緣胸肋關(guān)節(jié)處切開皮膚、皮下組織、胸壁肌層，最后剪斷肋骨前端開胸?？v向剪開心包，并將心包邊緣固定于胸壁，暴露心臟。左心耳做一荷包縫合，經(jīng)左心耳荷包縫線內(nèi)插PE管，同時收緊荷包縫線，以備經(jīng)PE管輸液和測左房壓。在左冠脈前降支中上處穿線，血管上墊以細(xì)硅膠管，心肌缺血組在硅膠管上用左冠脈的縫線結(jié)扎血管3 min反復(fù)3次，兩次缺血之間抽出硅膠管給予5 min的再灌注，最后一次缺血后再灌注觀察45 min。結(jié)扎前降支時以結(jié)扎血管供應(yīng)區(qū)心肌由鮮紅色變?yōu)榍嘧仙碾妶D出現(xiàn)ST段弓背向上抬高為結(jié)扎有效。對照組不結(jié)扎。

1.2.2 兔心電圖的測定：于兔四肢置體表電極，連接電生理記錄儀，動態(tài)記錄實(shí)驗(yàn)前后的Ⅱ?qū)?lián)心電圖的變化。

1.2.3 心功能測定：經(jīng)患者左心耳PE管輸液，維持左房壓6 mm Hg（1 mm Hg＝0.133 3 kPa），并且通過右頸總動脈插管，連接電生理記錄儀測定左室收縮壓（LVSP）、左室舒張末壓（LVEDP）。缺血組記錄缺血前心臟平穩(wěn)狀態(tài)下、第三次缺血再灌注后第15 min、30 min、45 min時 LVSP、LVEDP的值。對照組記錄實(shí)驗(yàn)前心臟平穩(wěn)狀態(tài)下、試驗(yàn)中第15 min、30 min、45 min時 LVSP、LVEDP的值。

1.2.4 血漿BNP測定：缺血組于缺血前心臟平穩(wěn)狀態(tài)下和第三次缺血再灌注后第15分鐘、45分鐘，而對照組于實(shí)驗(yàn)前心臟平穩(wěn)狀態(tài)下、試驗(yàn)中第15分鐘、45分鐘時，通過右頸內(nèi)靜脈插管抽取右心房血2 ml，快速離心后取血漿-20℃冰箱內(nèi)保存待測。用ELISA法測定血漿中的BNP含量。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理：所有統(tǒng)計均用SPSS21.0統(tǒng)計軟件處理，文中所有計量資料均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 心電圖測定：對照組心電圖在整個實(shí)驗(yàn)過程中未發(fā)生改變，而缺血組在結(jié)扎前降支后心電圖ST段逐漸抬高，然后ST段維持在高水平一段時間，但結(jié)扎的前降支開放后ST段逐漸回落，15 min左右回到基線，實(shí)驗(yàn)過程中心率無增快。見圖1、圖2。

2.2 心功能測定：對照組在實(shí)驗(yàn)前后心功能（LVSP、LVEDP）無變化。心肌缺血組在缺血再灌注后15 min、30 min LVSP比實(shí)驗(yàn)前稍降低、LVEDP輕度升高，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），45 min時兩者基本恢復(fù)至實(shí)驗(yàn)前水平。兩組間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 缺血再灌注前后兩組間心功能變化（x±s，mm Hg）

2.3 血漿BNP測定：對照組在實(shí)驗(yàn)前后血漿BNP無明顯變化。缺血組在缺血再灌注后15 min時，血漿BNP升至最高，然后均逐漸恢復(fù)，再灌注45 min時回復(fù)到基線水平。見表2。

表2 缺血再灌注前后兩組間血漿BNP變化（x±s，pg／ml）

圖1 對照組心電圖變化圖：A：實(shí)驗(yàn)前；B：實(shí)驗(yàn)第15分鐘；C：實(shí)驗(yàn)第45分鐘

圖2 缺血組心電圖變化：A：缺血前；B：第3次缺血末；C：第3次缺血再灌注后第15分鐘；D：第3次缺血再灌注后第45分鐘

3 討論

心肌對缺血的反應(yīng)首先表現(xiàn)為缺血區(qū)心肌收縮功能減弱，若心肌缺血時間較長，局部心肌可形成矛盾運(yùn)動，它們影響心室的射血排空和損害心室的舒張［1］。缺血本身還可引起缺血和非缺血區(qū)心肌的順應(yīng)性降低，最終導(dǎo)致左室舒張末期壓力增加［2］。Bosetti F等和Feng J等在狗的缺血再灌注研究中發(fā)現(xiàn)多個循環(huán)的5 min缺血5 min的再灌注僅使LVSP輕度降低，但是與基礎(chǔ)值相比無統(tǒng)計學(xué)意義，而LVEDP在缺血再灌注過程中并沒有改變［3-4］。本研究在預(yù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，兔心肌經(jīng)4 min缺血就可引起LVSP較明顯降低，LVEDP出現(xiàn)輕度升高，因此，在本實(shí)驗(yàn)中兔心肌采用3 min缺血方案；但是3 min缺血反復(fù)超過3次也可引起LVSP較明顯降低，LVEDP出現(xiàn)輕度升高，因此本實(shí)驗(yàn)采用反復(fù)心肌缺血3 min 3次再灌注5 min方案。本研究結(jié)果證實(shí)該研究方案僅引起心肌缺血，而無引起LVEDP升高和心率增快，因此反復(fù)心肌缺血3 min 3次再灌注5 min方案能成功建立僅有心肌缺血的模型。本研究反復(fù)缺血再灌注方案與上述國外學(xué)者稍有差異，可能是采用動物種類不同所致。

Hopkins WE等在18例先天性紫紺性心臟病患者研究中發(fā)現(xiàn)［5］，血漿中BNP值比無紫紺性先天性心臟病患者高12倍，而兩組的心肌組織活檢顯示先天性紫紺性心臟病患者胞漿中分泌顆粒僅為無紫紺性先天性心臟病患者43%，因此作者推測先天性紫紺性心臟病患者血漿中BNP值高，主要是由于缺氧刺激心肌細(xì)胞胞漿中分泌顆粒大量稀放BNP所致。Xia WJ等在體外心肌培養(yǎng)制作缺血缺氧模型中研究發(fā)現(xiàn)［6］，缺血缺氧的心肌細(xì)胞BNPmRNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯水平上調(diào)，作者認(rèn)為缺血缺氧刺激心肌細(xì)胞IL-6分泌增加，而IL-6是引起心肌細(xì)胞BNPmRNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯水平上調(diào)的原因。本研究通過建立反復(fù)短暫缺血再灌注LVEDP正常的模型，結(jié)果顯示心肌經(jīng)反復(fù)三次3 min缺血，于第3次缺血再灌注后第15分鐘腦鈉素值升至（240.14±21.55）pg／ml，為基礎(chǔ)值的1.52倍。隨再灌注時間的延長，腦鈉素分泌又回落至（162.22±11.29）pg／ml。結(jié)果顯示，反復(fù)短暫缺血再灌注也是促進(jìn)左心室腦鈉素合成、分泌一個重要原因。

［1］ Nagendran J，Norris CM，Appoo JJ，et al.Left ventricular end-diastolic pressure predicts survival in coronary artery bypass graft surgery patients［J］.Ann Thorac Surg，2014，97（4）：1343.

［2］ Shionimya H，Koyama S，Tanada Y，et al.Left ventricular end-diastolic pressure and ejection fraction correlate independently with high-sensitivity cardiac troponin-T concentrations in stable heart failure［J］.J Cardiol，2015，65（6）：526.

［3］ Bosetti F，Yu G，Zucchi R，et al.Myocardial ischemic preconditioning and mitochondrial F1F0-ATPase activity［J］.Mol Cell Biochem，2000，215（1-2）：31.

［4］ Feng J，Chahine R，Yamaguchi N，et al.Brief repetitive ischemia：effect on norepinephrine release，arrhythmias，and functional recovery in isolated perfused rat heart［J］.Can J Physiol Pharmacol，1996，74（12）：1351.

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［6］ Xia WJ，Huang YY，Chen YL，et al.Acute myocardial ischemia directly modulates the expression of brain natriuretic peptide at the transcriptional and translational levels via inflammatory cytokines［J］.Eur J Pharmacol，2011，670（1）：7.