超聲二維應變評價法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左心室功能影響的機制

張立敏，李莎，魏紅，劉楠，王盈

（中國醫科大學附屬一院心血管超聲科，沈陽 110001）

·論著·

超聲二維應變評價法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左心室功能影響的機制

張立敏，李莎，魏紅，劉楠，王盈

（中國醫科大學附屬一院心血管超聲科，沈陽 110001）

目的探討二維應變技術（2D-SE）定量評價法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左心室功能影響的價值及機制。方法將27只Wistar大鼠隨機分為對照組（Cont組，9只）、模型組（Mod組，9只）和法舒地爾組（Fas組，9只）。Cont組普通飼料喂養；其他2組給予尾靜脈注射鏈脲佐菌素及高脂飲食5周，建立糖尿病合并動脈硬化模型，之后Fas組給予法舒地爾治療4周。觀測左心室整體徑向應變（GRS）、圓周應變（GCS）及血管性血友病因子（vWF）；分析應變參數與vWF的相關性。結果Mod組大鼠vWF水平高于Cont組及Fas組（P＜0.05），而Fas組與Cont組比較差異無統計學意義（P＞0.05）。Mod組與Cont組及Fas組相比GRS、GCS明顯降低（P＜0.05），Fas組GRS、GCS較Cont組降低（P＜0.05）。GRS、GCS與vWF呈負相關（P＜0.05）。結論法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左心室功能的影響與改善內皮功能相關，2D-SE評價糖尿病合并動脈硬化大鼠的左心室功能是一種有效的方法。

二維應變；動脈硬化；法舒地爾；左心室功能；內皮功能

糖尿病及其并發癥已成為繼腫瘤和心腦血管病之后嚴重威脅國人健康的疾病，其合并的血管病變成為致死的主要原因［1］，而血管內皮功能障礙是心血管病變的關鍵起始因子及中心環節，可加速動脈硬化的發生及發展［2］。許多研究證實Rho激酶信號通路對血管內皮功能的維持至關重要，法舒地爾是Rho激酶特異抑制劑，被廣泛用于血管疾病的治療［3］。本文擬應用二維應變（two-dimensional strain echocardiography，2D-SE）評價法舒地爾干預后糖尿病合并動脈粥樣硬化大鼠的左心室功能，探討可能機制。

1 材料與方法

1.1 動物、試劑及儀器

健康雄性Wistar大鼠27只，體質量200～220 g，6～8周齡；鏈脲佐菌素（美國Sigma公司），高脂飼料（每50 kg配方：基礎飼料78.3%，甲基硫氧嘧啶20 g，膽鹽0.2%，膽固醇1.5%，谷氨酸鈉1%，砂糖6%，蛋黃粉5%，花生油8%），鹽酸法舒地爾注射液（天津紅日藥業股份有限公司），10%水合氯醛。OneTouchⅡ型血糖儀，美國BioTek多功能酶標儀，血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF）酶鏈免疫試劑盒（繼錦化學科技有限公司）。

1.2 模型制備及分組

將27只大鼠隨機分為對照組（Cont組，9只）、模型組（Mod組，9只）和法舒地爾組（Fas組，9只）。Cont組普通飼料喂養9周，后4周每日腹腔注射生理鹽水（10 mg·kg-1·d-1）。Mod組和Fas組建立糖尿病合并動脈硬化模型：經尾靜脈注射鏈脲佐菌素（50 mg/kg），鏈脲佐菌素溶于0.1 mmol/L檸檬酸緩沖液，pH4.5。3日后測血糖，空腹血糖≥16.5 mmol/L為糖尿病大鼠，之后喂食高脂飲食5周，經超聲檢測腹主動脈粥樣斑塊形成，為糖尿病合并動脈粥樣硬化造模成功。而后Mod組給予每日腹腔注射生理鹽水（10 mg·kg-1·d-1），共4周；Fas組給予法舒地爾10 mg·kg-1·d-1腹腔注射，共4周。

1.3 超聲心動圖檢查

法舒地爾治療4周后，麻醉大鼠（腹腔注射10%水合氯醛溶液，1 mL/kg），固定四肢，連接心電圖，采用GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超聲顯像儀，S10探頭，頻率5.5～9 MHz，行二維超聲檢測，取乳頭肌水平左室短軸切面，3個心動周期圖像存儲，幀頻大于50幀/s。

1.4 生化指標檢測

超聲檢測后，斷頭采血測vWF。

1.5 圖像數據分析

采用Echo PAC11.0工作站。各測值取3個心動周期的均值，測量以下參數。

1.5.1 常規超聲心動圖參數：舒張末室間隔厚度（interventricular septum thickness，IVST）、左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT）、左心室舒張末內徑（left ventricular end-diastolic dimension，LVEDd）、左心室收縮末內徑（left ventricular end-systolic dimension，LVESd）、左心室短軸縮短率（left ventricular fraction shortening，LVFS）。

1.5.2 二維應變參數：采用2D-SE軟件分析左心室短軸切面的二維圖像。人工勾畫心內膜邊界，使取樣寬度與心肌貼合。系統自動將心肌分為6節段，共得到18個節段心肌應變-時間曲線，測量參數如下：整體徑向應變（global radial strain，GRS），即18個心肌節段徑向應變的均值；整體圓周應變（global circumferential strain，GCS），即18個心肌節段圓周應變的均值。

1.5.3 重復性分析：隨機選擇10例圖像進行觀察者間及觀測者內二維應變參數的重復性檢驗。

1.6 統計學方法

2 結果

2.1 生化指標檢測

Mod組、Cont組、Fas組的vWF濃度分別為（2 400±82）pg/mL、（2 052±120）pg/mL和（2 070±71）pg/mL，Mod組高于Cont組及Fas組，差異有統計學意義（P＜0.05），而Fas組和Cont組比較差異無統計學意義（P＞0.05）。

2.2 各組大鼠常規超聲指標

Mod組的IVST、LVPWT、LVEDd、LVESd較Cont組、Fas組增大，差異有統計學意義（P＜0.05），而Fas組與Cont組比較差異無統計學意義（P＞0.05）；各組間LVFS比較無統計學差異（P＞0.05）。見表1。

2.3 各組大鼠心肌徑向及圓周應變

Mod組、Cont組、Fas組的GRS分別為34.49± 3.09、18.97±4.36、29.32±5.24，GCS分別為-21.75± 5.42、-12.44±4.13、-17.37±4.56，Mod組心肌GRS、GCS與Cont組及Fas組相比明顯減低（P＜0.05），Fas組GRS、GCS較Cont組減低（P＜0.05），見圖1。

2.4 相關性分析

GRS、GCS與vWF呈負相關（分別為r=-0.51，P＜0.05和r=-0.38，P＜0.05）。

2.5 二維應變的觀察者內及觀察者間差異

二維應變的觀察者內及觀察者間差異分別為（5.6±2.1）%和（6.5±2.4）%。

3 討論

據流行病學調查，糖尿病患者發生動脈硬化是無糖尿病者的2～4倍［4］，同時伴隨脂代謝異常［5］。糖尿病心肌病變是由多種因素引起的心肌廣泛損傷，導致左心室肥厚、重構、功能障礙等改變［6］。本研究中Mod組大鼠左心室心肌肥厚，室腔增大，重構明顯。

表1 各組大鼠超聲檢測結果Tab.1 Results of echocardiographic parameters in all groups

圖1 3組大鼠心肌心肌SR曲線Fig.1 SR curve of 3 different groups

動脈硬化是糖尿病血管病變的主要病理改變，長期的糖、脂質代謝紊亂造成血管內皮脫落，刺激內膜增生［7］。內皮細胞受損是動脈粥樣硬化發生的始動因素。vWF是內皮特有的因子，有研究認為［8］vWF是測定內皮細胞功能受損的金標準；Rho激酶是絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，通過作用于細胞骨架產生多種生物學效應，在動脈硬化形成、心肌肥厚、左心室重構［9］等方面起到非常重要的作用。而法舒地爾是Rho激酶抑制劑，能夠顯著降低Rho激酶的表達與活性，研究發現［10］法舒地爾能促進動脈粥樣硬化患者內皮功能的改善，減少斑塊形成。本研究結果顯示，Mod組vWF濃度顯著升高，而Fas組該指標明顯下降，接近Cont組，說明糖尿病合并動脈硬化大鼠的內皮功能受損明顯，而法舒地爾可以通過抑制Rho激酶而改善糖尿病大鼠的血管內皮功能。

心肌短軸縮短率是臨床評價左心室收縮功能的傳統方法，雖然簡便，但不能反映心肌局部的功能變化。2D-SE是近年發展起來的一項新技術，基于斑點追蹤原理，無角度依賴，可量化局部心肌運動程度及功能，間接反映心肌整體功能，在臨床研究中得到廣泛應用［11］。徑向應變是指在心臟短軸方向上的向心性運動，圓周應變反映的是短軸方向的環形運動。本研究中雖然各組LVFS比較無明顯差異，但3組間左室GRS、GCS差異顯著，說明2D-SE能夠早期發現左心室功能的異常；同時盡管Fas組左心室內徑、心肌厚度較Cont組無明顯改變，但GRS、GCS卻較Cont組減低，提示Fas組雖然內皮功能改善，但形變能力降低，心肌功能依然受損。2DSE能真實反映心肌功能，彌補了二維超聲的不足。本研究中GRS、GCS與vWF呈負相關，說明大鼠徑向及圓周心肌功能隨著vWF水平的升高而降低，間接反映法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左心室功能的影響與內皮功能受損相關。

總之，法舒地爾減輕心室重構，改善心肌功能，與其特異性抑制Rho激酶、改善內皮功能相關；2DSE能夠定量且真實反映左心室心肌局部功能，為進一步的臨床研究提供新的方法。

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（編輯 陳 姜）

Mechanism ofthe Effectof Fasudilon Left Ventricle Function in Diabetic and Atherosclerotic Rats Using Two-dimensional Strain Echocardiography

ZHANGLi-min，LISha，WEIHong，LIUNan，WANGYing
（DepartmentofCardiovascular Ultrasound，The FirstHospital，China MedicalUniversity，Shenyang 110001，China）

Objective To establish a diabetic and atherosclerosis ratmodels，so as to discuss the mechanism ofthe effectofFasudilon leftventricle function using two-dimensional strain echocardiography（2D-SE）.MethodsAmong the 27 Wistar rats selected for the study，9 were selected as controlgroup（Contgroup），the other18 were used to establish diabetic and atherosclerosis models.Then the modeling group was equally divided into Model group（Mod group，n=9）and Fasudil group（Fas group，n=9）.The Fas group was given Fasudil with the dose of 10 mg·kg-1·d-1for 4 weeks.The global radial strain（GRS），global circumferential strain（GCS）and blood levels of von Willebrand factor（vWF）were measured.The correlation between strain parameter and vWF were analyzed.ResultsThe vWF level was significantly higher in Mod group compared to Cont group and Fas group（P＜0.05）；however，there were no significance difference between Cont group and Fas group（P＞0.05）.The GRS and GCS were significantly decreased in Mod group compared to Contgroup and Fas group（P＜0.05）.Moreover，the GRS and GCS in Fas group were significantly reduced compared to Cont group（P＜0.05）.There were negative correlation among vWF，GRS and GCS.ConclusionFasudil could influence the heartfunction ofdiabetic and atherosclerotic rats by improving vascularendothelialfunction.2D-SE method is usefulin the evaluation ofleft ventricle function in diabetic and atherosclerotic rats.

two-dimensional strain echocardiography；atherosclerosis；Fasudil；left ventricular function；vascular endothelial function

R540.45

A

0258-4646（2015）09-0799-04

遼寧省科技廳科研項目（2013225089）

張立敏（1969-），女，副主任醫師，博士. E-mail：zhanglimin1969@126.com

2015-02-09

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