舒张性心力衰竭大鼠循环及组织交感活性与肾胺酶的相关性研究

杨泉 王瑞芳 何昆仑 卢成志

.基础研究.

舒张性心力衰竭大鼠循环及组织交感活性与肾胺酶的相关性研究

杨泉 王瑞芳 何昆仑 卢成志

目的 研究舒张性心力衰竭大鼠模型血浆及心肌组织肾胺酶与交感神经递质多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素的关系，探讨其在舒张性心力衰竭中的作用。方法 采用腹主动脉和左侧肾动脉同时缩窄的方法建立大鼠舒张性心力衰竭模型，通过超声心动图监测和左心导管检查评价舒张性心力衰竭大鼠模型。研究血浆交感神经递质与肾胺酶之间的关系。结果 术后12周成功建立舒张性心力衰竭大鼠模型。与假手术组比较，手术模型组大鼠血浆交感神经递质水平明显增高［其中多巴胺（15 707.34±2 518.76)ng/ml比（7 731.34±1 162.59)ng/ml，P＜0.01；肾上腺素（161.15± 36.93)ng/m l比（61.72±13.84)ng/ml，P＜0.01；去甲肾上腺素（141.06±50.98)pg/ml比（55.66± 20.28)pg/m l，P＜0.01］，而肾胺酶水平明显降低［（9.33±5.46)pg/ml比（19.07±6.88)pg/m l，P＜0.01］。相关分析表明循环肾胺酶与多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素水平具有负相关关系（相关系数r分别为-0.640、-0.594、-0.528，均为P＜0.05)，而心肌组织肾胺酶与多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素水平无明显相关性（相关系数r分别为0.584、0.474、0.194，均为P＞0.05)。结论 采用联合腹主动脉和左侧肾动脉同时缩窄的方法可以成功建立大鼠舒张性心力衰竭模型，此时肾胺酶在交感神经活性改变中发挥一定作用。

心力衰竭，舒张性； 肾胺酶； 交感神经活性

大量研究证实，心力衰竭的发生与神经内分泌特别是肾脏的内分泌有着密切的关系，最近人们还发现肾脏能够产生一种新型蛋白肾胺酶，研究证实它在体外能够降解儿茶酚胺，主要是多巴胺，其次是肾上腺素和去甲肾上腺素［1］。在舒张性心力衰竭中肾胺酶与交感神经活性的关系如何，目前尚无研究报道。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SPF级健康雄性Wistar大鼠50只，6周龄，体质量160～200 g［购自北京维通利华实验动物技术有限公司，许可证编号SCXK（京)2007-0001］，使用随机数字表法分为假手术组20只、手术模型组30只。

1.2 方法

1.2.1 模型制备 采用腹主动脉（肾动脉分支下方)与左肾动脉同时进行缩窄的方法创建舒张性心力衰竭动物模型［2］。腹主动脉缩窄采用与针头共同结扎的方法进行，肾动脉缩窄采用U型银夹套扎的方法进行，假手术组大鼠只分离腹主动脉和左肾动脉但不结扎。术后给予青霉素腹腔注射3 d预防感染，标准清洁饲料喂养，自由饮水。术后4周、12周采用超声心动检测大鼠室间隔厚度（IVSD)、左室后壁厚度（LVPWD)、左室质量（LVmass)、左室射血分数（EF)、二尖瓣E/A比值、等容舒张时间（IVRT)。术后12周大鼠处死前，经右侧颈总动脉插管行左心导管检查，采用Millar MPVS-300多导电生理仪（自带数据处理软件)测量动脉收缩压（SBP)、动脉舒张压（DBP)、心率（HR)、左室收缩末压（LVESP)、左室舒张末压（LVEDP)、压力上升最大速度（+dp/dt max)和压力下降最大速度（-dp/dt max)，并以Weiss公式计算等容舒张期松弛时间常数（Tau值):即-dp/dt max相对应的舒张压除以-dp/dt max［3］。综合大鼠上述超声心动图、血流动力学结果，结合大鼠一般情况评价舒张性心力衰竭模型的形成［4］。

1.2.2 血浆及心肌组织肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺检测 分别在术前和术后12周处死大鼠前取血，分离血浆进行检测。术后12周处死大鼠，留取心肌组织进行检测。采用双抗夹心ELISA法检测，试剂盒购自美国RB（Rapidbio)公司。

1.2.3 血浆及心肌组织肾胺酶的检测 血浆肾胺酶水平检测采用双抗夹心ELISA法检测，心肌组织肾胺酶表达采用免疫印迹法（western blot)进行检测，试剂购自英国Abcam公司。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 大鼠一般情况

假手术组大鼠在实验期间无死亡，饮水、进食活动正常，皮毛有光泽，行动敏捷，体质量增长稳定。手术模型组大鼠在术后4周开始出现进食减少、毛色蓬松、干燥无光泽、行动迟缓及体质量增长缓慢等症状，到术后12周大鼠出现不同程度的呼吸困难，对外界刺激反应迟钝，死亡8只，大部分死于围术期。

2.2 超声心动图

与假手术组大鼠比较，模型组大鼠术后4周出现心室肥厚表现，术后12周舒张功能出现不同程度的异常（图1、表1)。

图1 大鼠M型超声心动图

表1 术后4、12周时两组大鼠超声心动图结果（¯x±s)

2.3 血流动力学指标比较

与假手术组比较，在术后12周处死前模型组大鼠收缩压（SBP)、舒张压（DBP)、左室收缩末压（LVESP)、左室舒张末压（LVEDP)明显增加，左室压最大下降速度（-dp/dt max)明显下降，左室舒张时间常数Tau明显延长（表2)。

表2 术后12周两组大鼠血流动力学指标（±s)

表2 术后12周两组大鼠血流动力学指标（±s)

注:与假手术组比较，aP＜0.05；bP＜0.01

指标假手术组（20只)手术模型组（22只) HR（次/min) 421.53±46.88 439.55±41.60 SBP（mmHg)112.58±13.10 158.43±24.44aDBP（mmHg)68.72±15.06 100.48±28.40aLVESP（mmHg)116.99±22.12 161.01±25.68aLVEDP（mmHg)5.15±2.68 26.96±4.70b+dp/dt max（mmHg/s)12 425.95±3 128.28 13 769.29±3 321.15 -dp/dt max（mmHg/s)7 132.18±1 428.08 4 288.81±2 926.81bTau（ms)8.86±2.04 18.18±2.63a

2.4 两组大鼠血浆肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺和肾胺酶浓度（表3)

术后12周模型组大鼠血浆儿茶酚胺即多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素水平明显高于假手术组（均为P＜0.01)，而肾胺酶水平明显低于假手术组（P＜0.01)（表3)。

2.5 大鼠循环肾胺酶与儿茶酚胺水平的相关性分析

对所有入选的42只大鼠血浆肾胺酶水平分别与血浆多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素水平作直线相关分析，结果表明血浆肾胺酶与多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素具有负相关关系（均为P＜0.05)（表4)。

表3 术后12周两组大鼠血浆的儿茶酚胺和肾胺酶浓度（±s)

表3 术后12周两组大鼠血浆的儿茶酚胺和肾胺酶浓度（±s)

注:与假手术组比较，aP＜0.01

指标假手术组（20只)手术模型组（22只)多巴胺（ng/ml)7 731.34±1 162.59 15 707.34±2 518.76a肾上腺素（ng/ml)61.72±13.84 161.15±36.93a去甲肾上腺素（pg/ml)55.66±20.28 141.06±50.98a肾胺酶（pg/ml)19.07±6.88 9.33±5.46a

表4 血浆肾胺酶与多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素相关性

2.6 心肌组织儿茶酚胺与肾胺酶水平

与假手术组比较，手术模型组大鼠心肌组织的多巴胺、去甲肾上腺素水平下降（均为P＜0.01)，而肾上腺素水平两组间差异无统计学意义（均为P＞0.05)。与假手术组比较，手术模型组大鼠心肌组织的肾胺酶表达量下降（P＜0.01)（表5、图2)。

表5 术后12周两组大鼠心肌组织的儿茶酚胺和肾胺酶水平

图2 术后12周两组大鼠心肌组织肾胺酶表达情况（Western blot结果)

2.7 心肌组织的肾胺酶与儿茶酚胺的相关性

对两组大鼠心肌组织的肾胺酶分别与多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素水平进行直线相关分析，结果表明肾胺酶与他们之间无明显相关性（P＞0.05)（表6)。

表6 心肌组织肾胺酶与多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素水平的相关性

3 讨论

心力衰竭伴随着交感肾上腺系统的慢性激活，长期的交感激活则加速心力衰竭的进展，不利于心力衰竭的控制［5-7］。体内儿茶酚胺有两个来源，大部分循环中的儿茶酚胺来源于肾上腺髓质，还有一部分儿茶酚胺由交感神经末梢释放于心肌组织的局部［8-9］。一般情况下血循环中和组织局部的儿茶酚胺水平保持同步变化，即同时升高或降低，但是有时循环儿茶酚胺浓度与局部心肌组织的儿茶酚胺水平不仅不同步变化，甚至是完全分离的。

我们的研究表明，在舒张性心力衰竭大鼠模型的形成过程中伴随着交感神经系统的兴奋性增高，表现为大鼠体循环的儿茶酚胺水平升高，表明交感神经系统的激活在舒张性心力衰竭的发生发展中起着重要的作用。与血液循环的儿茶酚胺水平相反，大鼠心肌组织局部的儿茶酚胺水平明显下降，考虑可能与长期交感神经系统的激活引起心肌局部对儿茶酚胺的耗竭有关。

近年来，人们在终末期肾病患者中发现了一种由肾脏分泌的新型蛋白肾胺酶，肾胺酶与高血压、冠心病、收缩功能不全等心血管疾病关系密切［10］。本研究结果显示，舒张性心力衰竭大鼠循环的肾胺酶水平明显降低，儿茶酚胺水平升高，并且肾胺酶与多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素存在负相关。Li等［11］的研究证实肾胺酶在体外能够代谢儿茶酚胺，儿茶酚胺又能使肾胺酶前体转变为肾胺酶，并且还能促进其分泌和合成，结合我们的研究结果舒张性心力衰竭大鼠体循环肾胺酶与儿茶酚胺具有明显的负相关，提示循环肾胺酶在舒张性心力衰竭交感神经活性变化中发挥重要的调节作用。通过调节循环肾胺酶水平或外源性给予肾胺酶，可能有助于舒张性心力衰竭的治疗。

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Correlation between sympathetic activities and renalase in diastolic heart failure rats

Yang Quan1，Wang Ruifang2，He Kunlun3，Lu Chengzhi1.
1 Department of Cardiovascular，Tianjin First Center Hospital，Tianjin 300192，China；2 Department of Cardiovascular，302 Hospital of PLA；3 Department of Geriatric Cardio-Nephrology，Chinese PLA General Hospital

Objective To study the relationship between plasma and myocardial renalase and dopamine，epinephrine and norepinephrine levels in rats with diastolic heart failure.M ethods The diastolic heart failure animal model was established through narrowing both abdominal aorta and left renal artery.Ultrasonic cardiography and left heart catheter examination were done in all subjects.Plasma and myocardial levels of dopamine，epinephrine，norepinephrine and renalase were measured and compared. Results The diastolic heart failure animal model was successfully established 12 weeks after surgery.The levels of dopamine，epinephrine and norepinephrine in diastolic heart failure group were significantly higher than those in control group［（15 707.34±2 518.76)ng/ml vs.（7 731.34±1 162.59)ng/ml for dopamine，（161.15±36.93)ng/m l vs.（61.72±13.84)ng/m l for epinephrine，and（141.06±50.98)pg/ml vs.（55.66±20.28)pg/ml for norepinephrine，all P＜0.01］.However，the level of renalase in diastolic heart failure group was significantly lower than in control group［（9.33±5.46)pg/m l vs.（19.07±6.88)pg/ml，P＜0.01］.Plasma renalase levels were negatively correlated with levels of plasma dopamine，epinephrine and norepinephrine（r=-0.640，-0.594 and-0.528，respectively，all P＜0.05).But the myocardialrenalase levels were not correlated with levels of myocardial dopamine，epinephrine，norepinephrine（r= 0.584，0.474 and 0.194，respectively，all P＞0.05).Conclusions The diastolic heart failure rat model can be successfully established by narrowing both abdominal aorta and left renal artery.Renalase plays some roles on symphathetic activity changes in diastolic heart failure.

Heart failure，diastolic； Renalase； Sympathetic activity

He Kunlun，Email:hekunlun2002@yahoo.com

2014-02-15)

（本文编辑:周白瑜)

10.3969/j.issn.1007-5410.2014.05.013

300192天津市第一中心医院心血管科（杨泉、卢成志)；中国人民解放军第302医院心血管科（王瑞芳)；中国人民解放军总医院老年心肾科（何昆仑)

何昆仑，电子信箱:hekunlun2002@yahoo.com