心肌缺血再灌注損傷的中醫藥研究進展及其模型的制備

陳路，李瑋瑋，劉春慧

(內蒙古醫科大學 中醫學院，內蒙古 呼和浩特 010100)

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心肌缺血再灌注損傷的中醫藥研究進展及其模型的制備

陳路，李瑋瑋，劉春慧Δ

(內蒙古醫科大學 中醫學院，內蒙古 呼和浩特 010100)

缺血性心肌病(ischemic cardiomyopathy，ICM)是因冠狀動脈粥樣硬化導致長期心肌缺血，使心肌彌漫性纖維化，產生與原發性擴張型心肌病類似的臨床綜合征，是臨床常見疾病之一，對人類健康的危害日益加重。及時恢復血液灌注使冠狀動脈實現再通是有效的治療方法之一。然而，組織和器官得到再灌注的同時又會帶來新的損傷，這就是心肌缺血再灌注損傷。本文就目前心肌缺血再灌注損傷的中醫藥研究進展以及如何建立一個簡便高效的實驗動物模型來模擬人類心肌缺血再灌注損傷進行綜述。

心肌缺血再灌注；動物模型；改良

心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)是長時間缺血的心肌組織在血液灌流恢復以后，出現的比再灌注前更嚴重、更明顯的損傷以及功能障礙，甚至導致心肌發生不可逆損傷的現象[1]。MIRI的概念是在1960年由Jennings等[2]首次提出的，他們認為缺血或缺氧的組織發生損傷，不僅是發生在缺血或缺氧當時，而更多是發生在血液灌注恢復之后。

MIRI的臨床表現主要包括血壓下降，再灌注心律失常(主要表現為期前收縮、自發性室性節律或室性過速、室顫)，心肌水腫，心肌出血，持久性心室收縮功能低下(即休克時雖然恢復了血壓和血容量，但心臟的功能并未隨之改善甚至惡化)，心肌酶的漏出甚至猝死等一系列危重癥候。MIRI的作用機制極其復雜，目前尚不能詳細闡釋，推測可能為氧化應激、線粒體功能紊亂、心肌纖維能量代謝障礙、自由基、細胞內鈣超載、一氧化氮的產生等環節共同作用的結果[3]。迅速恢復血流供應、冠狀動脈旁路移植術、介入治療以及藥物溶栓等是目前安全、可靠的治療方法，而其中在最短的時間內恢復血流供應是挽救缺血心肌最有效的方法[4]。

1 心肌缺血再灌注損傷的中醫中藥研究

1.1 心肌缺血再灌注損傷的中醫學認識 中醫古籍中并沒有“心肌缺血再灌注損傷”的病名，古人對此病的認識最早起于《內徑》。《靈樞·五邪》篇曰：“邪在心，則并心痛”。《素問·標本病傳論》亦云：“心病則心痛”。根據其臨床癥狀應屬中醫學“心悸”“胸痹”等范疇。IRI的臨床表現輕者僅感呼吸欠暢，胸悶如窒；重者則突感劇痛如刺，如絞，如灼，面色蒼白，四肢欠溫，大汗淋漓。其病位在心，與脾、肝、腎等密切相關[5]。病性為本虛標實，本虛為氣血陰陽之虛，標實為氣滯、血瘀、寒凝、痰濁。李輝等[6]認為瘀痹阻心脈為心肌缺血再灌注損傷的基礎，氣機郁遏為心肌缺血再灌注損傷的條件，而陽衰陰盛，濁毒內生，心之體絡受損為心肌缺血再灌注損傷的關鍵。馬育軒等[7]將心肌缺血再灌注損傷的中醫臨床分型分為：氣滯血瘀、氣虛血瘀、外感邪淫、陰盛格陽四種證型。

1.2 單味中藥治療心肌缺血再灌注損傷的研究進展 韓乃巍等[8]研究丹參對SD大鼠MIRI的保護作用時發現，丹參能減小心肌梗死范圍，增加血清中磷酸肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)的活性，對心肌缺血再灌注大鼠具有抗氧化應激的作用，對大鼠心肌缺血再灌注損傷具有保護作用。李軍等[9]將葛根素作用于IRI大鼠，發現中、高劑量(>5 mg/kg)的葛根素均可使心肌缺血再灌注大鼠Bax基因上調而Bcl-2基因下調，提示中、高劑量葛根素可對心肌缺血再灌注大鼠心肌組織起到保護作用。劉丹等[10]研究發現，柚皮苷具有通過升高一氧化氮合酶(eNOS)活性而提高一氧化氮(NO)水平的作用，從而抑制膜脂質過氧化反應，降低自由基對膜的損傷，保護血管內皮細胞，提示柚皮苷具有保護缺血再灌注損傷心肌的作用。孫經武等[11]觀察藏紅花酸預處理對心肌缺血再灌注損傷大鼠心肌的保護作用時發現，藏紅花酸預處理可減輕心肌缺血再灌注損傷大鼠心肌形態學改變及心肌損傷，其機制可能與抑制一氧化氮合酶(iNOS)表達、增加eNOS表達從而增加NO活性有關。

1.3 中藥復方治療心肌缺血再灌注損傷的研究進展 楊杰等[12]為探討葛根芩連湯抗心律失常的作用機制，用該方對心肌缺血再灌注大鼠進行干預，結果發現葛根芩連湯可穩定心肌細胞的自律性，能夠起到保護心肌，降低心律失常的作用。段雪濤等[13]用栝蔞薤白半夏湯對心肌缺血再灌注損傷大鼠進行干預，發現處理后大鼠STAT3，JAK2蛋白表達增強，心肌梗死面積顯著降低，提示栝蔞薤白半夏湯對心肌缺血再灌注損傷有保護作用。李偉等[14]應用復心煎對MIRI大鼠進行干預，發現復心煎可顯著降低心肌細胞內肌酸磷化酶-同功酶(CK-MB)，門冬氨酸氨基轉移酶(AST)，LDH水平，縮小心肌梗死范圍，提示復心煎對大鼠心肌缺血再灌注損傷具有保護作用。劉麗娟等[15]研究冠心十味丸對離體大鼠心肌缺血再灌注損傷的保護作用時發現，冠心十味丸可明顯升高心肌缺血再灌注損傷時SOD、Ca2+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP 酶、Na+-K+-ATP酶活性，降低缺血再灌注損傷時LDH、CK活性，減少MDA含量，對離體大鼠心肌缺血再灌注損傷具有保護作用。韓宇博等[16]研究發現苓桂術甘湯預防性給藥對心肌缺血再灌注損傷具有保護作用，其可能機制與升高NO和NOS含量有關。

2 心肌缺血再灌注模型的制備及改良

2.1 心肌缺血再灌注模型的制備方法 目前，常用于制備心肌缺血再灌注模型的動物有小鼠、大鼠、家兔，貓等，而其中以大鼠制備模型者最為多見，因大鼠具有穩定性高，冠脈側支循環少，且走形及循環途徑較人類接近，生長快，價格低廉等優點[17]。目前國內外應用最廣泛的方法是結扎大鼠冠狀動脈左前降支(LAD)所致急性心肌梗死。包括無呼吸機支持胸腔外結扎法和呼吸機支持改進的心臟原位結扎法。

該模型的具體制作方法為[18]：清潔級Wistar大鼠，雄性，體質量260～300 g。用水合氯醛腹腔麻醉(16 g/kg)和乙醚復合注射腹腔麻醉，仰臥固定于手術臺，四肢皮下連接心電圖電極，記錄標準Ⅱ導聯心電圖。頸部皮膚消毒備皮，鈍性分離肌肉至氣管。氣管下穿線備用，用眼科剪在氣管上剪一倒T型口，氣管插管接人工呼吸機(呼吸頻率：50次/分；潮氣量：20 mL/kg；呼吸時比 1:1)。逐層縫合頸部肌肉、皮膚。股部切開皮膚，分離股靜脈，股靜脈下穿線。遠心端結扎，在股靜脈上用眼科剪剪一小口，將充有肝素抗凝的穿刺管小心插入，收緊結扎線固定。切口覆蓋鹽水紗布保護。左前胸消毒去毛，胸骨左側第四五肋間切約1 cm切口，逐層分離皮下組織、肌肉。暴露心臟及大血管根部，切開心包，輕擠大鼠胸廓，將心臟擠出，在肺動脈圓錐與左心耳之間、左心耳根部下方2～3 mm處穿線、結扎冠狀動脈左前降支，將心臟回入胸廓，閉合胸腔、恢復自主呼吸。預定缺血時間后打開胸腔，剪斷結線，形成血液再灌注并立即觀察心電圖。手術過程中分開胸后、縫針后、結扎后和關胸后4個點記錄心電圖變化。合格動物術后2周及6周后均復查心電圖。造模結束后逐層縫合肌肉、皮膚，切口處注射青霉素，碘伏消毒，預防感染。以上手術均在嚴格無菌條件下進行。

2.2 心肌缺血再灌注模型的改良 張瑋瑋等[19]在制備心肌缺血再灌注模型時使用在心臟表面打活結形成缺血的方法，且不需要止血鉗固定，保證心臟在自然狀態下搏動，避免了傳統方法對心肌的機械損傷。林介夫等[20]在Ⅰ型糖尿病的基礎上制備心肌缺血再灌注模型，對大鼠分別實施30/90 min、60/90 min、60/180 min3個缺血再灌注時程，并對比同一時程條件下Ⅰ型糖尿病大鼠與血糖正常大鼠心梗面積的差別，發現30～60 min是Ⅰ型糖尿病大鼠的最佳心肌缺血時間。王春艷等[21]通過結扎冠狀動脈，冠狀動脈再通，誘導出病理、生理改變都接近人，且成功率高、死亡率低、操作簡便的心肌缺血再灌注損傷的動物模型。陳冰心等[22]針對傳統造模方法中視野小、操作困難等缺點，在大鼠麻醉后采用統一的左側臥位，使前降支定位簡單化，然后用3把自制拉鉤開胸，并用自制插管(16號套管針套)行氣管插管，得到了成功率高，操作簡便的模型。成玲俐等[23]針對傳統方法中，冠狀動脈定位部位不一而造成模型缺血損傷部位及程度不一致等缺點，利用擴胸器擴大胸腔術野，然后在動脈圓錐與左心耳之間，左心耳下緣處結扎掛線左冠狀動脈前降支實行心肌缺血，結果手術難度大大降低，提高了模型成功率和動物成活率。盧仁福等[24]制備心肌缺血再灌注模型時采用開胸后左手輕提大鼠心臟，右手執動脈夾夾閉主動脈根部造成心肌完全缺血的方法，避免了絲線切斷冠狀動脈、損傷心肌、心臟跳動下穿針結扎冠狀動脈困難等弊端。陳靖宜等[25]分別采用切斷第4肋法，切斷第2、3、4肋骨牽拉固定結扎線法，不切斷肋骨使用小型擴胸器及雙移液器槍頭套疊代替打結法制備大鼠心肌缺血再灌注模型，并使用呼吸機輔助呼吸，在胸腔內結扎冠脈，保持心臟正常解剖位置，結果顯示這種改良方法對心功能及血流動力學影響較小。汪夢霞等[26]制備模型時采用麻醉大鼠后連續記錄心電圖，氣管切開呼吸機通氣，開胸結扎冠狀動脈前降支，缺血再灌注時間分別為：15/120 min、30/120 min、 30/60 min，然后計算心肌梗死面積，結果顯示缺血30 min，再灌注120 min是建立心肌缺血再灌注模型的最佳時間。于宗良等[27]在制備兔心肌缺血再灌注模型時，采用自創“六線六結”法進行開胸，降低了出血及氣胸的發生率，后以自制“雙線雙結”法結扎兔冠狀動脈左前降支和左室支，實驗結果顯示此制備方法簡潔、有效并節約了實驗成本。Ioculano等[28]在心肌缺血再灌注大鼠模型上應用ICAM-1特異性抗體抑制血管內皮細胞與白細胞之間的粘附，減少白細胞在心肌內積聚，從而減少心肌梗死面積。李樹學等[29]在制備家兔心肌缺血再灌注模型時采用盡可能鈍性分離開胸，減少了軟組織的損傷，并用自制棉線拉鉤固定胸腔，此方法能夠很穩定地操縱整個實驗過程。

3 結語

心肌缺血再灌注損傷發病機制復雜，病例環節紛繁交錯。近年來，隨著分子藥理學、生物學、藥理學等學科的不斷發展，心肌缺血再灌注模型實驗條件、技術操作、制備方法等方面取得了長足的發展，并日趨成熟。但就目前來說，很多相關動物模型尚需進一步完善，眾多觀察指標的量化及標準化研究還需進一步研究。中醫藥在心肌缺血再灌注損傷的防治中優勢已初步顯露，顯示出其廣闊的應用前景。但仍須借鑒現代先進的科學技術，在辨證論治的基礎上，繼續加強中醫藥關于心肌缺血再灌注損傷的作用機理的研究，并在中藥組方配伍上不斷創新，才能獲得更廣闊的進步。

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(編校：王儼儼)

Research on Chinese medicine progress and model preparation of myocardial ischemia-reperfusion injury

CHEN Lu, LI Wei-wei, LIU Chun-huiΔ

(College of Traditional Chinese Medicine, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010100, China)

Ischemic cardiomyopathy (ICM) is due to coronary atherosclerosis cause long-term myocardial ischemia, make myocardial fibrosis diffuse, produce similar clinical syndrome like idiopathic dilated cardiomyopathy, which is one of a common clinical disease and causes increasing hazards to human health. Timely recovery of blood perfusion and coronary artery recanalization is one of the effective methods of treatment. However, it brings new damage while tissues and organs receive reperfusion, which is myocardial ischemia-reperfusion injury. In this paper, the current research progress in medicine myocardial ischemia-reperfusion injury and how to build a simple and efficient experimental animal models to mimic human myocardial ischemia-reperfusion injury were reviewed.

myocardial ischemia-reperfusion; animal models; improve

內蒙古自治區自然科學基金(2015MS0892)

陳路，男，碩士在讀，研究方向：方劑學組方配伍規律，E-mail：chenlu3530@126.com；劉春慧，通訊作者，女，博士在讀，副教授，碩士生導師，研究方向：方劑學組方配伍規律，E-mail：haoxin777@126.com。

R285.5

A

1005-1678(2015)09-0174-03