心力衰竭大鼠ＩＬ－６的变化及卡托普利的干预作用

闫　艳

【 摘要】 目的 了解IL-6在阿霉素诱导心力衰竭大鼠过程中的改变，以及卡托普利的干预作用。 方法 实验中选用Sprague-Dawley(SD)大鼠30只，雌雄各半，随机分为正常对照组、心力衰竭组及心力衰竭治疗组。经腹腔注射阿霉素建立心力衰竭模型，模型成功后正常对照组和心力衰竭组口服灌注安慰剂，心力衰竭治疗组口服灌注卡托普利每天2.5 mg/100 g。于口服灌药4周后处死动物检测指标。采用开胸直视下心室腔内插管测心室内压，颈总动脉插管测动脉压，压力传感器记录左室血流动力学改变，放免法测定血清IL-6的浓度，透射电镜下观察心肌病理学改变，通过全心重量指数测定脏器比。 结果 1 心力衰竭组大鼠血浆中IL-6显著升高，与正常对照组 比较（P<0.05）；心力衰竭治疗组在使用卡托普利后IL-6明显下降（P<0.05）。2. 心力衰竭组左室血流动力学与正常对照组相比呈现显著性差异（P<0.05）；心力衰竭治疗组在使用卡托普利后左室血流动力学明显改善，与心力衰竭组相比差异有统计学意义（P<0.05）。 结论IL-6在心力衰竭的发生和发展过程中起重要作用，卡托普利通过抑制IL-6的升高而减轻炎症反应，从而预防心室重构，改善心功能。

【关键词】IL-6；心力衰竭；卡托普利；心功能

Change of IL-6 in heart failure rats and effect of captopril

YAN Yan.The Second Department of Cardiology, the General Hospital of Fushun Mining Group, Fushun, Liaoning 113008, China

[Abstract] ObjectiveTo evaluate the change of interleukin-6 (IL-6) in heart failure rats induced by adriamycin and effect of captopiril. Methods30 Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups: normal group, control group and captopril group. The model of heart failure was formed by administering adriamycin to rats. After the model succeeded, normal group and control group were treated with placebo. Captopril group was treated with captopril (2.5mg•100g-1•d-1). Four weeks later, hemodynamic indexes including HR, ASP, ADP, LVSP, LVEDP and ±dp/dtmax were essayed in each group. The circulation level of IL-6 was detected by RIA. The hearts were harvested to test HWI (heart weight index) and the ultrastructural features of left ventricular were observed by transmission electron microscope (TEM). Results 1. Compared with normal group , the level of IL-6 notably rose in control group (P<0.05); compared with conrol group, the level of IL-6 obviously decreased in captopril group (P<0.05).2. Compared with normal group , left ventricular hemodymic parameters were notably different in control group (P<0.05); Compared with control group, the paremeters in captopril group were notably different (P<0.05).Conclusions IL-6 played an important role in the pathogenesis of heart failure. Captopril decreased inflammatory reaction by inhibition the level ofIL-6, to prevent the remodel of heart and improve the cardiac function.

Key words: Interleukin-6 ; Heart Failure; Captopril;Cardiac Function

Framingham研究显示，在45~94岁年龄段，年龄每增加10岁，心力衰竭的发病率约增加一倍。心力衰竭发生的确切机制目前尚不明确，20世纪90年代中期以后，才认识到导致心力衰竭发生发展的基本机制是心室重塑[1]。此外，内皮功能和细胞因子以及细胞凋亡等在心力衰竭发病中有重要作用[2,3]。在细胞因子的网络调控中， 白介素（IL）等细胞因子在介导并参与心力衰竭过程中起重要作用。心力衰竭时免疫系统活性增加[4]，交感神经兴奋性增强[5]及受损心肌本身]等导致细胞因子水平升高，且心功能越差，升高越显著[6-7]。目前心力衰竭后能干预心室重塑的药物主要包括肾素－血管紧张素－醛固酮系统阻断剂、肾上腺素能受体阻断剂、硝酸酯类、醛固酮受体拮抗剂等。本实验选用卡托普利口服灌注心力衰竭大鼠，采用放免法测定大鼠血浆IL-6的含量，心腔内及颈总动脉插管测定心功能，旨在了解白介素-6（IL-6）在心力衰竭发生、发展中的变化及卡托普利的干预作用。

1.材料与方法

1.1实验材料

1.1.1 实验动物

成年健康清洁级Sprague-Dawley(SD)大鼠10周龄，30只，雌雄各半，体质量220~320 g，由辽宁医学院实验动物中心提供。

1.1.2 实验试剂和药物

白细胞介素-6（IL-6）放射免疫试剂盒由天津九鼎医学生物工程

有限公司提供，卡托普利（批号H31022986）由上海中美施贵宝制药

公司提供，阿霉素（批号H33021980）由浙江海正药业提供；

FA1004上皿电子天平，601超级恒温水浴箱，HX200动物呼吸机， BL-420生物机能试验系统， KDC-2044低速冷冻离心机 ，FT-613自动计算125I放免测量仪，来卡EMUC6超薄切片机，JEM-1200EX型透射电镜。

1.2 实验方法

1.2.1模型建立 入选大鼠随机分为正常对照组，心力衰竭组及心力衰竭治疗组，每组10只。心力衰竭组及心力衰竭治疗组大鼠腹腔注射阿霉素(ADR)，ADR用生理盐水配制成2 mg/ml液体，按4 mg/kg即2 ml/kg剂量腹腔注射，每周1次，累积6周，累积总量达24 mg/kg；同时，正常对照组大鼠给予等量的生理盐水腹腔注射。6周后，各组大鼠均口服灌注药物1 ml,1次/d：正常对照组及心力衰竭组口服灌注安慰剂（即生理盐水），心力衰竭治疗组口服灌注卡托普利每天2.5 mg/100 g。口服灌药4周后检测指标。各组大鼠在实验期间均常规喂食，自由取食，清洁水喂养。

1.2.2 血流动力学参数测定及标本采集给药4周后，禁食，不禁水12 h；大鼠称重后，腹腔注射20%乌拉坦溶液5 ml/kg麻醉；仰卧位固定大鼠，切开颈部，分离气管及行气管插管，连接小动物呼吸机，呼吸频率为80次/min，潮气量为3~5 ml,小量给氧；暴露并钝性分离左、右两侧颈总动脉，用肝素（2 mg/ml）静脉推注肝素化后，将自制导管插入右颈总动脉，导管另一端连接压力感受器（换能器），通过BL-420生物信号采集处理系统同步记录收缩压（ASP），舒张压（ADP）及心率（HR）；开胸暴露心脏，将肝素化自制导管插入左心室，另一端连接换能器，通过BL-420生物信号采集处理系统同步记录左心室收缩压（LVSP）、左心室舒张末期压力（LVEDP）、左室压力上升和下降的最大速率（±dp/dtmax）；通过左颈总动脉插管取血2 ml，静置5 min，4℃离心3000 r/min，10 min，分离血清，取上清置于1.5 ml tube管中，-20℃保存待测定血清IL-6含量；取心脏用预冷生理盐水冲洗，滤纸吸干，称其全量，测全心重量。

1.2.3心肌病理学电镜观察新鲜心脏标本取心尖部1 mm3组织块，放入3%戊二醛固定，2%锇酸后固定，梯度酒精脱水，环氧树脂618包埋，聚合，半薄切片显微镜下定位，超薄切片醋酸铀和枸橼酸铝双重染色，JEM-1200EX型透射电镜下观察并拍照。

1.2.4 IL-6测定 左颈总动脉插管取血2 ml，静置5 min，4℃离心3000 r/min，10 min；分离血清，取上清置于1.5 ml tube管中，-20℃保存。待血样收齐后，将血样于室温下复融，加入分离剂后充分混匀，静置15 min，4℃3600 r/min离心20 min，吸取上清液，采用液相平衡竞争放射免疫分析法（RIA）在自动计算125I放免测量仪上测定大鼠血清IL-6的含量。

1.2.5 计算全心重量/体质量（HW/BW,mg/g）即全心重量指数（HWI）。

1.2.5统计学方法

数据以均值±标准差( ±s)表示，采用单因素方差分析法（F检验），组间比较采用SNK-q检验。所有统计学处理均由SPSS11.5软件完成，P<0.05，表示差异有统计学意义。

2.实验结果

2.1 各组大鼠体重（BW）、全心重量（HW）及全心重量指数(HWI)

结果的比较

从表1可以看出，与正常对照组比较，心力衰竭组及心力衰竭治疗组大鼠的体重均明显减轻(P<0.05)，全心重量亦明显减轻(P<0.05)，而全心重量指数增加(P<0.05)。

2.2血流动力学改变

各组大鼠血流动力学指标见表2：心力衰竭组的血流动力学指标与正常对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。与心力衰竭组相比，心力衰竭治疗组除HR外各血流动力学指标均差异有统计学意义(P<0.05)。

2.3卡托普利对大鼠IL-6的影响

各组大鼠IL-6的结果见表3：与正常对照组相比，心力衰竭组的

IL-6的水平明显升高，有统计学意义(P<0.05)。与心力衰竭组相比，心力衰竭治疗组IL-6的水平明显下降，差异有统计学意义(P<0.05)。

2.4电镜结果

正常对照组肌原纤维纵向走行，肌节结构明显，Z带清晰，其间可见线粒体和肌质网，线粒体多呈单排分布，嵴结构清楚，肌质网相互吻合形成纵管系统。心力衰竭组肌原纤维溶解，肌质网扩张空泡化，大多数线粒体水肿，嵴断裂溶解消失，线粒体膜磷脂定位呈脱失性改变，为重度改变。心力衰竭治疗组心肌结构发生损伤，但损伤的程度比心力衰竭心力衰竭治疗组心肌结构(15000×)

3．讨论

心力衰竭是各种心血管疾病的最终归宿，是临床心血管疾病中常见的病症和造成死亡的主要原因，具有发病率高，治愈率低，复发率高，致死率高的特点。近年来，随着我国人口向老龄化方向发展，心力衰竭的发病率有逐年增加的趋势，因此对其防治已引起了医学界的高度重视。自上世纪40年代起，现代医学对心力衰竭的认识经历了三个时期，即心－肾机制，血流动力学和神经激活机制，各学说的提出都是基于当时对心力衰竭的认识，并对当时心力衰竭的防治起了积极的作用。但随着医学的深入发展，认识观念由传统医学向循证医学转变，心力衰竭的防治已从短期的血流动力学/药理学措施转为长期的，修复性的策略，治疗目标已不仅仅是改善临床症状，提高生存质量，更主要的是针对心室重塑的机制，防止和延缓心室重塑的发展。近年来研究发现，在心脏和血管局部组织中证实存在RAAS系统，并证实心力衰竭时心脏内血管紧张素转换酶（ACE）活性增高，促进血管紧张素Ⅰ(Ang Ⅰ)转换为血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)[8]。实验研究发现，心肌组织中的AngⅡ升高能引起心肌细胞及间质增生，细胞肥大，细胞外基质增生和心肌细胞凋亡，促进心室重塑。ACEI能抑制RAAS，抑制血管紧张素转换酶的活性，阻断AngⅠ向AngⅡ的转换，减少血液内AngⅡ的含量。同时，ACEI还能作用于激肽酶Ⅱ，抑制缓激肽的降解，从而防止和延缓心室重塑的发展，有助于治疗和延缓心力衰竭的进程。目前研究认为导致心力衰竭发生发展的基本机制是心室重塑[3] ，而心室重塑是导致心力衰竭的病理生理基础，包括室壁肥厚，心室腔形状改变和心室腔扩大，进而在此基础上发生一系列血流动力学的变化：HR, ASP, ADP, LVSP及±dp/dtmax 下降，LVEDP上升。本实验结果符合上述变化，说明心力衰竭模型成功，血流动力学的改变接近人心力衰竭时所发生的改变 。ACEI作为治疗心力衰竭的基石通过抑制RAAS，抑制血管紧张素转换酶的活性，阻断AngⅠ向AngⅡ的转换，减少血液内AngⅡ的含量，同时作用于激肽酶Ⅱ，抑制缓激肽的降解，从而防止和延缓心室重构的发展，有助于改善心力衰竭的血流动力学。本实验表明，在治疗心力衰竭大鼠过程中，应用ACEI卡托普利可明显改善心力衰竭大鼠的血流动力学即各项心功能指标，与心力衰竭组未经治疗相比各血流动力学指标均有显著性差异。

近年来多种试验显示，炎性反应与心脏的功能和心室重构有关。炎性细胞因子可直接降低心肌的收缩功能，炎性因子和炎性细胞可诱导心肌细胞内皮和血管平滑肌细胞表达诱生型一氧化氮合酶（iNOS），主要是产生细胞毒性作用。炎性细胞因子作用广泛，既可引起损伤愈合，也可导致心脏破裂，心室扩张和心力衰竭发展[9,10]。心力衰竭时增高的细胞因子形成网络，介导并参与了心力衰竭的发生和发展。IL-6是心力衰竭时上升的炎性因子之一，IL-6与左室功能衰竭及重构有关。IL-6可介导免疫和炎症反应，IL-6还能介导心室重构，IL-6过度表达的转基因鼠最终出现心肌肥厚。缺血和缺氧可直接诱导IL-6的合成，IL-6可直接降低心肌的收缩功能，通过诱导心肌细胞内皮和血管平滑肌细胞表达诱生型一氧化氮合酶（iNOS）,产生细胞毒性作用[3]。IL-6还可上调AT1受体基因表达和氧化应激[11]，从而促进心肌肥厚和重构。有研究发现心力衰竭患者升高的IL-6水平与NYHA分级严重度、住院日延长及左室功能恶化呈正相关[12]。心力衰竭患者随着心功能下降血清IL-6水平明显增高，而降低IL-6的治疗可以明显改善心功能，因此认为IL-6可以作为判断心力衰竭患者病情轻重、治疗效果和预后的独立预测因子[13] 。当心力衰竭时，IL-6较血浆神经内分泌，左室功能指标更有意义。本实验检测了心力衰竭大鼠血清IL-6的水平，心力衰竭后心肌的炎性反应可以由血清IL-6的水平来体现。本研究结果显示模型组大鼠血清IL-6水平与正常对照组有明显差异，而与治疗组亦有显著差异，提示IL-6参与心力衰竭的发生和发展，它是心力衰竭进展中除神经、内分泌以外又一重要因素,而在使用ACEI卡托普利时上述指标明显下降。说明具有生长抑制和扩血管作用的ACEI可通过抑制细胞因子的产生而改善心力衰竭的预后。实验提示卡托普利对心室重构和心力衰竭进程的影响，亦可能部分是通过其抗炎作用所致。

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