卡托普利對實驗大鼠左室肥厚的干預作用

張群燕,蔡 輝,董曉蕾,郭郡浩,商 瑋,張永文

左心室肥厚(left ventricular hypertrophy,LVH)是長期壓力負荷增加的結果,近年來研究表明,高血壓合并左室肥厚者其猝死的發生率明顯增高,心肌缺血、心律失常、心力衰竭的發生率也相應增加,左室肥厚現已作為一項獨立的心血管病危險因子,它與心腦血管病的發生率和死亡率密切相關,嚴重影響預后[1]。因此,如何逆轉或減輕左室肥厚對充血性心力衰竭的防治具有重要的臨床價值。本研究在長期進行中藥對左室肥厚干預的基礎上,以卡托普利為對照研究,現主要從左室重量指數(LVMI)、左室心肌病理形態 HE染色、左室心肌細胞超微結構等指標角度,將對照組卡托普利對壓力負荷增加大鼠致左室肥厚的干預作用報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 動物：雄性 SD大鼠 36只,體重180 ～ 200 g。藥物：卡托普利,12.5 mg/片 ,中美上海施貴寶制藥有限公司生產,批號 9912031J。

1.2 造模方法 參考 Doering等[2]的方法,2%戊巴比妥鈉 40 mg/kg腹腔注射麻醉,固定,剃毛,常規消毒,分層打開腹腔,在左腎上緣分開后腹膜等軟組織,暴露腹主動脈,并在雙腎動脈上方分離腹主動脈,用銀夾造成腹主動脈狹窄(銀夾內徑 0.7 mm),分層關閉腹腔。

1.3 分組處理 隨機分為 3組,所有動物均常規喂養。假手術組(12只)：手術時只分離腹主動脈,不用銀夾縮窄,手術 4周后,雙蒸水灌胃 1.5 ml/100 g體重,1次 /日,連續 4周。模型組(12只)：造模 4周后,雙蒸水灌胃 1.5 ml/100 g體重,1次 /日,連續4周。卡托普利組(12只)：造模 4周后,卡托普利灌胃 100mg/kg(相當于成人 80～160倍),1次 /日,雙蒸水稀釋,連續 4周。

1.4 觀察指標

1.4.1 左室重量指數 斷頭處死所有動物,迅速取出心臟,沿房室交界處去除左右心房及大血管,去除右心室游離壁,將左心室加室間隔準確稱重作為左室重量,并計算按照左室重量(mg)/體重(g)公式即左室重量指數(‰)作為左室肥厚的指標[3]。

1.4.2 左室心肌病理形態 HE染色 常規石蠟切片采用 HE染色,經過脫蠟、染色、脫水、二甲苯透明及中性樹膠封固等步驟,在光鏡下觀察[4]。

1.4.3 左室心肌細胞超微結構 將大鼠迅速處死后,取左室心肌固定于 pH 7.4二甲砷酸鈉配置的2%戊二醛溶液內,取材經心肌緩沖液沖洗后再固定于 10%鋨酸溶液中,按電鏡常規技術脫水、包埋、切片,經醋酸鈉與枸櫞酸鉛雙重染色,在日本電子1200EX透射電鏡下觀察并照像。

1.5 統計學處理 用 SPSS 11.5統計軟件進行統計處理,計量資料以均數 ±標準差(±s)表示。實驗組和對照組之間比較采用兩獨立樣本 t檢驗,以P≤0.05表示差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 一般情況 共有 8只死亡,死后均尸體解剖。假手術組 1只因腸梗阻死于術后第 4天。模型組有3只死于術后 2天之內,經證實均系死于急性心功能衰竭。卡托普利組 2只因腸梗阻死于術后 3天;2只死于術后 2周內,經證實系死于慢性心功能衰竭。

2.2 左室重量指數 模型組 LVMI為(2.98±0.36),明顯高于假手術組(2.11±0.14)(P＜0.01),卡托普利組 LVM為(2.32±0.35),明顯低于模型組(2.98±0.36)(P＜0.01)。

2.3 左室心肌病理形態 HE染色 光鏡下假手術組心肌纖維排列整齊,心肌細胞大小正常。模型組心肌纖維排列紊亂,細胞橫徑稍大。卡托普利組的改變接近假手術組。(圖 1)

2.4 左室心肌細胞超微結構 假手術組心肌細胞為正常超微結構,細胞核、細胞質、線粒體、肌漿網、肌原纖維形態正常。模型組心肌細胞超微結構的主要改變為：線粒體變性,表現為線粒體嵴減少、斷裂,基質密度變淺;肌漿網擴張;肌原纖維變性,表現為肌原纖維斷裂及排列紊亂;細胞核邊緣不規則,染色質邊移。卡托普利組心肌細胞超微結構基本接近正常。(圖2)

3 討 論

自 20世紀 90年代初Packer提出心力衰竭的神經內分泌假說以來,越來越多的證據證實：心力衰竭是神經內分泌介導的慢性全身性適應反應,其病理生理主要有兩大因素,即心室重構和神經內分泌細胞因子系統的激活[5-6]。腎素-血管緊張素-醛固酮(RAAS)的各個組成部分作為一個相互關聯的整體,是心室重構時機體運用其代償機制的一個至關重要的方面。

研究心肌肥厚動物模型建立的方法有多種,如壓力超負荷造模、容量超負荷造模和冠狀動脈結扎[7]。而主動脈狹窄致左室肥厚動物模型是較常用的實驗方法,可很好地模擬從代償期向衰竭心肌演變過程中的形態、代謝等改變及還原壓力負荷增加導致心肌肥大的病理生理過程。根據這一突出特點,結合臨床需要,參考 Doering等[2]方法,運用腹主動脈銀夾狹窄所致壓力負荷增加的辦法建立大鼠左室肥厚模型,主要從左室重量指數、左室心肌病理形態 HE染色、左室心肌細胞超微結構等指標,觀察卡托普利對壓力負荷增加大鼠左室肥厚的逆轉作用。

結果發現,模型組 LVMI明顯高于假手術組(P＜0.01),卡托普利組 LVMI明顯低于模型組(P＜0.01)。光鏡下假手術組心肌纖維排列整齊,心肌細胞大小正常。模型組心肌纖維排列紊亂,細胞橫徑稍大。卡托普利組的改變接近假手術組。假手術組心肌細胞為正常超微結構。模型組心肌細胞超微結構的主要改變為：線粒體變性,肌漿網擴張,肌原纖維變性,細胞核邊緣不規則,染色質邊移。卡托普利組心肌細胞超微結構基本接近正常。

卡托普利逆轉左室肥厚的作用可能與降低血漿或局部血管緊張素Ⅱ水平有關。研究發現,常規劑量(50mg/kg,1次/d,已知該劑量可完全抑制循環中血管緊張素轉換酶 ACE的活性)的卡托普利可以治療自發性高血壓大鼠,可預防 LVH、心肌纖維化的發生[8],進一步證實左室肥厚與 RAAS活性之間可能有密切相關。本實驗卡托普利組(100 mg/kg,1次 /d,相當于成人 80～160倍)在左室重量指數、左室心肌病理形態 HE染色、左室心肌細胞超微結構等反應左室肥厚的指標方面均有明顯的作用,與模型組比較均有顯著統計學意義。結果表明卡托普利具有逆轉左心室肥厚之作用。

[1]Rosei EA,Muiesan ML,SalvettiM,et al.Evaluation of subclinical target organ damage for risk assessment and treatment in the hypertensive patients：left ventricular hypertrophy[J].JAm Soc Nephrol,2006,17(4 Suppl 2)：S104-S108.

[2]Doering CW,Jalil JE,Janicki JS,et al.Collagen network remodelling and diastolicstiffnessof the rat left ventriclewith pressure overload hypertrophy[J].Cardiovasc Res,1998,22(5)：686-695.

[3]Simone GD,Kizer JR,ChinaliM,et al.Normalization for body size and population-attributable risk of left ventricular hypertrophy：the strong heart study[J].AJH,2005,18(2 Pt 1)：191-196.

[4]Stansfield WE,Rojas M,Corn D,et al.Characterization of a model to independently study regression of ventricular hypertrophy[J].JSurg Res,2007,142(2)：387-393.

[5]Gradman AH,Alfayoumi F.From left ventricular hypertrophy to congestive heart failure：management of hypertension heart disease[J].Progr Cardiovasc Dis,2006,8(5)：326-341.

[6]Li J,Doerffel Y,Hocher B,et al.Inflammation in the genesis of hypertension and its complications-the role of angiotensinⅡ[J].Nephrol Dial Transplant,2007,22(11)：3107-3109.

[7]李昌繁,江時森.心力衰竭動物模型的研究進展[J].醫學研究生學報,2007,20(5)：532-534.

[8]Brooks WW,Conrad CH,Robinson KG,et al.L-arginine fails to prevent ventricular remodeling and heart failure in the spontaneously hypertensive rat[J].Am JHypertens,2009,22(2)：228-234.