阿司匹林對心肌肥厚大鼠心功能和炎癥因子的影響

心肌肥厚是一種超負荷的適應性反應，是引起多種心血管疾病的危險因素之一[1]。心肌肥厚作為心力衰竭的病理生理基礎與多種因素有關，有研究顯示炎癥因子在心肌肥厚中發揮重要作用[2]。高血壓、冠心病、血管重塑及動脈粥樣硬化中均檢測到腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、血栓素A2(TXA2)和前列環素I2(PGI2)的改變[3-6]。目前有關壓力超負荷性心肌肥厚中炎癥因子變化的研究較少。阿司匹林作為一種非選擇性環氧化酶抑制劑，可抑制由一種或幾種環氧化酶介導的血管收縮，促進血管擴張，降低栓塞發生率，達到抗凝目的，有效抑制心腦血管疾病的發生。臨床上阿司匹林對冠心病的作用肯定，但具體抗炎作用對心肌肥厚的影響尚不明確。本研究觀察阿司匹林對壓力超負荷性心肌肥厚大鼠血漿和心肌組織TNF-α、白介素-10(IL-10)、TXA2和PGI2的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 雄性Wistar 大鼠30只，8周齡，由內蒙古大學實驗動物研究中心提供。阿司匹林腸溶片(徐州恩華藥業集團有限公司)；大鼠TNF-α、IL-10、PGI2、TXA2酶聯免疫吸附實驗(ELISA)檢測試劑盒購于深圳市博卡生物技術有限公司。

1.2 模型制備及分組 參照腹主動脈狹窄法，2%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)腹腔麻醉。于腎動脈上方游離腹主動脈，穿過消毒的4號手術縫線，將去除針尖的7號針頭同腹主動脈結扎，抽出針頭造成腹主動脈狹窄。假手術組大鼠除不用絲線結扎外，其余操作步驟與手術組相同。將30只大鼠隨機分為假手術組、手術組[以20 mL/(kg·d)生理鹽水灌胃]及藥物組[將阿司匹林腸溶片100 mg/(kg·d)溶于2 mL生理鹽水灌胃，至4周和8周為實驗終點]。

1.3 檢測指標與方法

1.3.1 動脈血壓測定 分別于術前及相應實驗終點采用BP-300A全自動無創血壓測量系統測量各組大鼠尾動脈收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)。首先將待測大鼠放入鼠籠中于36 ℃恒溫箱中放置5 min已達到正常體溫，再置于全自動血壓測量系統，將壓脈套置于大鼠尾部近心端，換能器套于大鼠尾端中上1/3處，打開記錄系統，測量電壓為200 mV，待有規律脈搏波出現后，點擊測量按鈕，利用充氣球使套內壓力升高到搏動完全消失，之后緩慢放氣，仔細觀察并讀取脈搏曲線對應的壓力值。重復測量3次，取其平均值。

1.3.2 左心室重量指數(LVMI)測定 取心臟，以房室溝為界分離心房和心室，以室間溝為界去除右心室。以清潔濾紙吸去血跡和水分，保留左心室和室間隔并置于電子天平上稱量左心室量(LVW)、體質量(BW)，計算LVMI=LVW/BW(mg/g)，作為評價左心室肥厚程度指標。

1.3.3 超聲心動圖測量 各組大鼠于術前、術后4周及8周進行超聲心動圖測量，評價心臟功能。將處于麻醉狀態的大鼠由專業人員于胸骨旁左側長軸切面行超聲心動圖測量，探頭頻率選擇以能看清左心室結構。測定指標包括左室短軸縮短分數(FS)和Tei指數。FS=(LVDD-LVSD)/LVDD(LVDD為左室舒張內徑，LVSD為左室收縮末期內徑)；Tei=(ICT+IRT)/ET(ICT為心室等容收縮時間，IRT為心室等容舒張時間，ET為射血時間)。

1.3.4 細胞因子測定 左心室一半細胞分離制成心肌細胞懸液，置于-20 ℃冰箱中，實驗時將心肌細胞懸液和血漿從冰箱取出，放于室溫中自然溶解，用ELISA法檢測TNF-α、IL-10、PGI2和TXA2含量。具體操作步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。

2 結 果

2.1 3組大鼠動脈血壓與LVMI比較 術后4周，手術組及藥物組較術前動脈血壓升高(P<0.05)，且術后8周升高更顯著(P<0.01)。術后8周，手術組LVMI較假手術組顯著增高(P<0.05)。詳見表1、表2。

項目組別只數術前4周 術后4周 術前8周 術后8周SBP假手術組8110.80±6.31 108.60±5.45 108.40±8.08 110.40±8.67手術組 8 106.60±9.96 122.20±13.071) 109.10±3.57 128.90±13.272) 藥物組 8 107.90±3.60 118.20±6.151) 105.50±5.52121.90±9.972)DBP假手術組890.70±4.1388.30±4.1789.40±7.3685.60±7.97手術組 889.80±6.2899.10±6.271)85.50±3.12108.10±9.372)藥物組 887.50±4.0293.90±6.511)88.10±3.7298.9±9.322)

注：1 mmHg=0.133 kPa。與同組術前比較，1)P<0.05，2)P<0.01

組別只數術后4周術后8周假手術組81.318±0.132 1.181±0.072 手術組 8 1.398±0.1041.334±0.0731)藥物組 81.270±0.083 1.233±0.081

與假手術組比較，1)P<0.05

2.2 各組大鼠不同時間超聲心動圖結果比較 術后4周，各組FS、Tei指數比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。術后8周，手術組與假手術組比較，FS、Tei指數有所下降，但差異無統計學意義(P>0.05)；藥物組較手術組Tei指數有所升高，差異無統計學意義(P>0.05)。詳見表3。

項目 組別 只數術后4周 術后8周FS(%)假手術組 852.03±7.61 48.91±9.43 手術組8 50.91±8.49 48.90±9.96 藥物組8 54.23±8.19 48.35±8.05 Tei指數 假手術組80.61±0.670.81±0.50手術組80.49±0.270.63±0.26 藥物組80.56±0.330.64±0.38

2.3 3組大鼠心肌組織和血漿炎癥因子水平比較 術后4周，手術組血漿及心肌組織TNF-α、TXA2較假手術組顯著升高(P<0.01)，術后8周升高更顯著(P<0.01)，藥物組較手術組下降明顯(P<0.01)。術后4周，手術組血漿及心肌組織PGI2較假手術組下降(P<0.01)，8周末繼續下降(P<0.01)。詳見表4。

項目 組別只數 心肌組織 術后4周術后8周 血漿 術后4周術后8周TNF-α假手術組 812.84±1.932)15.70±0.962)33.18±1.132)29.45±3.582)手術組 825.51±2.3422.61±3.02 10.18±0.97 47.41±5.70 藥物組 811.78±2.122)11.25±1.282)31.10±4.332)30.73±5.002)TXA2 假手術組 819.19±0.822)17.15±0.822)48.45±9.612)49.61±2.742)手術組 826.87±4.52 28.97±1.52 91.40±6.02 68.10±4.78 藥物組 818.64±1.362)19.88±1.222)55.96±3.462)56.50±3.142)PGI2 假手術組 8 1.05±0.181)1.71±0.142)16.06±1.162)15.93±1.792)手術組 80.78±0.12 0.69±0.27 13.23±1.4812.59±1.47 藥物組 80.99±0.081.53±0.292)13.36±1.9313.28±1.85 IL-10 假手術組 84.37±0.194.79±0.619.91±1.319.86±1.38 手術組 84.62±0.274.92±0.69 10.18±0.97 10.49±0.91 藥物組 84.35±0.214.74±0.489.78±1.16 10.07±0.96

與手術組比較，1)P<0.05，2)P<0.01

3 討 論

心肌肥厚是心血管疾病致死的因素之一，主要臨床表現為心肌細胞肥大和間質成分改變。壓力超負荷導致心肌肥厚的機制分為直接作用和間接作用。直接作用是壓力超負荷刺激心肌細胞內部的肥厚反應；間接作用認為一些內分泌、自分泌和旁分泌因子參與這一過程，如血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)、TNF-α、白細胞介素-6(IL-6)及一些細胞因子等[7-8]。有研究表明，壓力負荷通過刺激細胞因子表達的增加，誘導特異性心肌肥大[9]。本研究結果提示，血漿及心肌組織TNF-α、TXA2及PGI2均參與心肌肥厚、心室纖維化的形成過程。

本研究采用腹主動脈狹窄法建立壓力超負荷性心肌肥厚動物模型[1，10]，通過4周及8周動脈血壓和LVMI較假手術組顯著增高，提示造模成功。本研究通過超聲心動圖及細胞因子檢測心功能和炎癥因子變化與心肌肥厚的關系，并探討阿司匹林藥物對心肌肥厚的影響。

心肌組織除單核細胞和巨噬細胞等炎癥細胞外，血管內皮細胞、心肌細胞是細胞因子的主要來源細胞。近年來在冠心病、心力衰竭等疾病均檢測到TNF-α、IL-10、TXA2、PGI2的表達，但關于心肌肥厚研究較少。細胞因子可直接作用于心肌細胞，增加心肌細胞直徑，促進蛋白質合成，導致心肌肥厚反應[10]。本研究結果可見，壓力超負荷心肌肥厚大鼠TNF-α水平顯著升高，且與心肌肥厚程度呈正相關，經阿司匹林干預后，TNF-α水平顯著降低，抗炎因子IL-10含量未發生明顯改變。提示促炎及抗炎因子失衡是促使心肌肥厚發生的主要因素之一。

有研究表明，PGI2與TXA2失衡參與高血壓的發生，是造成血壓持續升高的主要原因。TXA2主要來源于循環血小板，主要通過環氧合酶(COX)-1活化生成[11-12]；PGI2主要由血管內皮細胞和平滑肌細胞產生，具有舒張血管、降低血壓和抑制血小板凝聚的作用。有研究表明，PGI2在心臟病理反應中發揮，PGI2能抑制壓力過大引起的心肌肥厚[13]。TXA2具有較強的血小板凝聚和動脈收縮作用。正常時保持動態平衡，因而PGI2與TXA2可調節血小板及血管壁機能狀態兩方面[14]。本研究實驗過程為避免由于結扎引起的血管管壁損傷導致炎性因子升高，因此同時檢測心肌組織和血漿各因子變化。結果顯示，壓力超負荷性心肌肥厚大鼠TXA2水平顯著升高，PGI2水平顯著降低。經阿司匹林干預后TXA2水平顯著降低，PGI2無明顯改變，提示血漿及心肌組織TXA2和PGI2水平失衡與心室重構有關。

超聲心動圖作為一種常規評價心功能的方法廣泛應用于臨床診斷中，通過評價各項指標變化診斷疾病。本研究結果可見，發生壓力負荷性心肌肥厚大鼠術后4周及8周功能指標FS和Tei指數未發生顯著改變。提示在心肌肥厚發生過程中，心功能改變與細胞因子變化不是同步進行，細胞因子水平發生變化時，心功能未發生改變，臨床上使用超聲心動圖診斷心肌肥厚的發生相對滯后，細胞因子變化可能為心肌肥厚提供早期診斷依據。

非選擇性環氧化酶抑制劑阿司匹林能抑制環氧化酶(COX)，COX在體內以COX-1和COX-2兩種形式存在。阿司匹林主要抑制COX-1，通過阻斷血小板活化，抑制血小板TXA2生成，發揮抑制血小板聚集作用，保護心肌細胞，延緩心肌纖維化，防止心室重構的發生。阿司匹林抑制內皮細胞COX-1，同時抑制PGI2生成[15]，同時抑制炎性細胞因子TNF-α表達，進而發揮抗炎作用。本研究結果表明：阿司匹林能顯著抑制心肌肥厚，改善心功能，減少心肌細胞短軸直徑，改善左室肥厚，為疾病早期診斷提供依據，并為臨床藥物治療提供靶點。