喻正科 陈志红 颜 旭 李勇敏
(湖南省中医药研究院附属医院,湖南 长沙 410006)
慢性心衰(CHF)是一种复杂临床综合征,亦称慢性心功能不全,是各类心脏病的严重结局之一。近年认识到CHF发生发展的基本机制是心室重塑(VR)。故CHF的药物治疗策略也从传统的“强心、利尿、扩血管”为主的治疗模式转变为拮抗神经内分泌激活、阻止心肌重塑为主的生物学治疗模式。笔者以往的研究[1]发现参竹心康汤可提高慢性心衰患者的疗效,改善血管内皮功能及收缩与舒张功能。本实验旨在过去研究基础上,观察本方对慢性心力衰竭大鼠模型心室重构的影响,进一步为其临床应用提供实验依据。
1.1 动物 健康SD大鼠72只,雄性,清洁级,体质量(220±10)g。购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司,生产许可证号:SCXK(湘)2011-0016,动物合格证号:004535。常规饲料饲养,自由饮水。
1.2 药物 参竹心康汤由党参20 g,麦冬10 g,黄芪20 g,五味子6 g,丹参20 g等组成。由湖南省中医药研究院附属医院购入饮片,为同一批药材。经鉴定符合2010年版《中国药典》规定。将饮片先用清水浸泡30 min,第一煎加5倍体积水,煎熬30 min,第二煎加5倍体积水,煎熬30 min,两煎混合后再浓缩至含生药4.5 g/mL。卡托普利片,为湖南湘雅制药有限公司生产,批号为20110024。研磨细粉后加入蒸馏水中以超声震荡制成质量浓度为3.25 mg/mL混悬液。药物配置好后均4℃冰箱冷藏备用。
1.3 试剂与仪器 血管紧张素Ⅱ (AngⅡ)和醛固酮(ALD)检测放射免疫试剂盒,购于北京北方生物技术研究所;紫外分光度计:购自美国UVP公司;水平电泳仪(GE-100型):杭州大和热磁电子有限公司;电子天平(FA型)购自上海台之衡电子衡器有限公司;高速微型离心机:购自德国Eppendorf公司;小动物型呼吸机:购自美国KentScientific公司;Powerlab8/30生物信号处理和分析系统:购自澳大利亚埃德仪器公司。
1.4 分组与造模 所有大鼠购回后于湖南省中医药研究院动物实验中心动物房作实验前适应性饲养1周,随机分为:假手术组,模型组,卡托普利组,参竹心康汤低、中、高剂量组,每组12只。参照文献[2]方法,采用腹主动脉缩窄法制作心衰大鼠模型。大鼠用戊巴比妥钠腹腔注射麻醉,剑突下腹正中切口,分层打开腹腔,在肾动脉分支以上钝性游离腹主动脉,将7号注射器针头平行置于腹主动脉上,用4号手术丝线将腹主动脉和注射器一同结扎,然后缓慢将注射器撤出,关腹,分层缝合,使大鼠腹主动脉直径缩窄为0.7 mm。假手术组开腹后将手术丝线穿过腹主动脉,除不缩窄腹主动脉外,其他操作与模型组完全相同。术后常规喂养6周后,开始出现明显心力衰竭症状,如呼吸频率增加,幅度增加,活动明显减少,饮食减少,毛发干枯无光泽,爪背紫绀,尿少水肿等。造模后大鼠各组分别死亡1、2、3、3、2、2 只。
1.5 给药方法 造模成功后,各组大鼠开始灌胃给药:假手术组、模型组予蒸馏水10 mL/kg灌胃;卡托普利组予卡托普利混悬液7.8 mg/kg;参竹心康汤低剂量组、中剂量组、高剂量组分别予参竹心康汤中药煎液11、22、44 g/kg。以上各药物组再用蒸馏水稀释成等体积10 mL/kg灌胃,每日1次,连续给药8周。
1.6 血流动力学及心功能测定 术前大鼠称体质量,用3%戊巴比妥钠(45 mg/kg)行腹腔注射,麻醉满意后仰卧固定于手术台,颈部正中切开皮肤,逐层分离皮肤、肌肉,分离气管并行气管插管,正压人工通气(频率40次/min,潮气量5.0 mL/kg)。分离右侧颈总动脉,插入PE-50导管(导管中事先充以0.3%肝素生理盐水),连接Powerlab生理记录仪,计算机上以AD Instruments公司Chart5.0软件,记录心率(HR)、升主动脉收缩压(SBP)、舒张压(DBP),并计算平均动脉压(MAP)。在计算机显示器辅助下,将导管逆行插入左心室,记录左室收缩内压峰值(LVSP)、左室舒张末压(LVEDP)、左室内压最大上升速率(+dp/dt)、左室内压最大下降速率(-dp/dt)等参数,共记录 10 min。
1.7 血浆中AngⅡ和ALD测定 血流动力学测定完成后,从大鼠腹主动脉处留取血样标本,静置20 h后3000 r/min离心10 min,-80℃冰箱保存。采用放射免疫法检测大鼠血浆中AngⅡ和ALD的浓度,操作按说明书进行。
1.8 左室质量(LVW)测定 完成血流动力学及采集血浆标本后,经静脉注入10%KCl液2~3 mL,使心脏于舒张末停止跳动状态。迅速打开胸腔取出心脏置于冰盐水中,冲洗干净,沿室间隔剪去右心室,滤纸吸干后用电子天平称取左室(包括室间隔)质量,并与体质量相除,计算左室质量指数(LVMI)。
1.9 统计学处理 应用SPSS15.0统计软件。数据以()表示,组间比较采用ANOVA分析和配对样本t检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 血流动力学及心功能的比较 见表1。与假手术组相比较, 模型组 MAP、LVSP、±dp/dt均降低,LVEDP升高(P<0.05或0.01);而卡托普利组、低剂量组、中剂量组、高剂量组与假手术组相比较,上述指标组间差异也有统计学意义(P<0.05或0.01);卡托普利组、中剂量组、 高剂量组 MAP、LVSP、±dp/dt下降幅度和LVEDP上升幅度均低于模型组 (P<0.05或0.01);低剂量组与模型组相比较,LVSP、LVEDP差异有统计学意义:LVSP高于模型组(P<0.05),LVEDP低于模型组(P<0.05);卡托普利组、中剂量组、高剂量组与低剂量组相比较,上述指标差异有统计学意义 (P<0.05或0.01):卡托普利组、中剂量组、高剂量组 MAP、LVSP、±dp/dt下降幅度低于低剂量组,LVEDP上升幅度也低于低剂量组。心率在各组间比较差异无统计学意义。
2.2 大鼠血浆AngⅡ、ALD水平变化比较 见表2。与假手术组比较,模型组大鼠血浆AngⅡ及ALD浓度明显增高,差异有统计学意义(P<0.01),其他4组也高于假手术组(P<0.05或0.01);与模型组比较,卡托普利组、低剂量组、中剂量组、高剂量组大鼠血浆AngⅡ及ALD浓度均降低,差异有统计学意义 (P<0.05或0.01);而卡托普利组、中剂量组、高剂量组降低幅度高于低剂量组(P<0.05)。
表1 各组大鼠血流动力学及心功能比较()
表1 各组大鼠血流动力学及心功能比较()
与假手术组比较,*P<0.05,**P<0.01;与模型组比较,△P<0.05,△△P<0.01;与低剂量组比较,▲P<0.05,▲▲P<0.01。下同。
表2 各组大鼠血浆AngⅡ、ALD水平比较()
表2 各组大鼠血浆AngⅡ、ALD水平比较()
2.3 左室质量(LVW)变化比较 见表3。模型组LVW与LVMI均明显高于假手术组(P<0.01);其他4组亦高于假手术组(P<0.01);卡托普利组、中剂量组、高剂量组LVW和LVMI均明显低于模型组 (P<0.01);低剂量组与模型组相比差异无统计学意义(P>0.05);卡托普利组、中剂量组、高剂量组明显低于低剂量组(P<0.01)。此结果表明参竹心康汤能改善左室重构,并呈剂量依赖性。
表3 各组大鼠左室质量(LVW)比较()
表3 各组大鼠左室质量(LVW)比较()
目前已明确,导致心衰发生发展的基本机制是心肌重构。心肌重构是由于一系列复杂的分子和细胞机制造成心肌结构、功能和表型的变化[3]。临床上可见心肌肌重和心室容量的增加以及心室形状的改变。实际上,心衰是一种进行性的病变,一旦起始,即使没有新的心肌损害,临床处于稳定阶段,仍可通过心肌重构不断发展。因此心衰的治疗目标不仅仅是改善症状,提高生活质量,更重要的是针对心肌重构的机制,防止和延缓心肌重构的发展。
机体在初始的心肌损伤后,肾素-血管紧张素-醛固酮系统 (RAAS)和交感神经系统兴奋性增高,AngⅡ、ALD等分泌增加,使心肌、血管平滑肌、血管内皮细胞等发生一系列变化。心肌上AngⅡ通过各种途径使新的收缩蛋白合成增加;在血管中使平滑肌细胞增生管腔狭窄,同时降低血管内皮细胞分泌一氧化氮的能力,使血管舒张受影响[4]。细胞外的醛固酮刺激成纤维细胞转变为胶原纤维,使胶原纤维增多,心肌间质纤维化。这些不利因素的长期作用,使心肌重构发展,心功能恶化,后者进一步激活神经体液机制,形成恶性循环[5]。
在本研究中以LVW及LVMI反映心肌肥厚程度,发现模型组的LVW及LVMI均明显高于假手术组,反映心脏功能的指标LVSP、LVEDP及±dp/dt也明显差于假手术组,提示腹主动脉缩窄后血管阻力增加,心脏后负荷加重导致了大鼠的左室重构和心脏功能损害。模型组血浆AngⅡ、ALD水平明显高于假手术组,提示体内RAAS的激活,并且与大鼠缩窄腹主动脉后左室重构和心功能受损有关。笔者采用参竹心康汤低、中、高剂量组连续用药6周后,LVW及LVMI尽管均高于假手术组,但中、高剂量组均低于模型组;LVSP各组均明显高于模型组,LVEDP各组均低于模型组,±dp/dt中、大剂量组高于模型组。本结果提示,参竹心康汤改善了慢性心衰大鼠的心肌肥厚及收缩舒张功能,明显降低了慢性心衰大鼠血浆中AngⅡ、ALD水平,显示出本方在改善心衰大鼠心室重构指标方面发挥重要作用。
[1]喻正科,朱筱婧,陈志红,等.参竹心康汤对慢性心衰患者血管内皮功能的临床研究[J].湖南中医药大学学报,2012,32(11):32-34.
[2]胡咏梅,李法琦,罗羽慧,等.腹主动脉缩窄大鼠模型制作及临床意义[J].重庆医科大学学报,2004,29(3):322-324.
[3]中华医学会心血管病分会.慢性心力衰竭诊断治疗指南[J].中华心血管病杂志,2007,35(12):1074.
[4]曹林生,廖玉华.心脏病学 [M].北京:人民卫生出版社,2010:309.
[5]Chatterjeek.Neurohormonal activation in congestive heart failure and the role of vasopressin [J].Am J Cardiol,2005,95(9A):813-1313.