心肌缺血再灌注损伤的中医药研究进展及其模型的制备

陈路，李玮玮，刘春慧

(内蒙古医科大学 中医学院，内蒙古 呼和浩特 010100)



心肌缺血再灌注损伤的中医药研究进展及其模型的制备

陈路，李玮玮，刘春慧Δ

(内蒙古医科大学 中医学院，内蒙古 呼和浩特 010100)

缺血性心肌病(ischemic cardiomyopathy，ICM)是因冠状动脉粥样硬化导致长期心肌缺血，使心肌弥漫性纤维化，产生与原发性扩张型心肌病类似的临床综合征，是临床常见疾病之一，对人类健康的危害日益加重。及时恢复血液灌注使冠状动脉实现再通是有效的治疗方法之一。然而，组织和器官得到再灌注的同时又会带来新的损伤，这就是心肌缺血再灌注损伤。本文就目前心肌缺血再灌注损伤的中医药研究进展以及如何建立一个简便高效的实验动物模型来模拟人类心肌缺血再灌注损伤进行综述。

心肌缺血再灌注；动物模型；改良

心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)是长时间缺血的心肌组织在血液灌流恢复以后，出现的比再灌注前更严重、更明显的损伤以及功能障碍，甚至导致心肌发生不可逆损伤的现象[1]。MIRI的概念是在1960年由Jennings等[2]首次提出的，他们认为缺血或缺氧的组织发生损伤，不仅是发生在缺血或缺氧当时，而更多是发生在血液灌注恢复之后。

MIRI的临床表现主要包括血压下降，再灌注心律失常(主要表现为期前收缩、自发性室性节律或室性过速、室颤)，心肌水肿，心肌出血，持久性心室收缩功能低下(即休克时虽然恢复了血压和血容量，但心脏的功能并未随之改善甚至恶化)，心肌酶的漏出甚至猝死等一系列危重症候。MIRI的作用机制极其复杂，目前尚不能详细阐释，推测可能为氧化应激、线粒体功能紊乱、心肌纤维能量代谢障碍、自由基、细胞内钙超载、一氧化氮的产生等环节共同作用的结果[3]。迅速恢复血流供应、冠状动脉旁路移植术、介入治疗以及药物溶栓等是目前安全、可靠的治疗方法，而其中在最短的时间内恢复血流供应是挽救缺血心肌最有效的方法[4]。

1 心肌缺血再灌注损伤的中医中药研究

1.1 心肌缺血再灌注损伤的中医学认识 中医古籍中并没有“心肌缺血再灌注损伤”的病名，古人对此病的认识最早起于《内径》。《灵枢·五邪》篇曰：“邪在心，则并心痛”。《素问·标本病传论》亦云：“心病则心痛”。根据其临床症状应属中医学“心悸”“胸痹”等范畴。IRI的临床表现轻者仅感呼吸欠畅，胸闷如窒；重者则突感剧痛如刺，如绞，如灼，面色苍白，四肢欠温，大汗淋漓。其病位在心，与脾、肝、肾等密切相关[5]。病性为本虚标实，本虚为气血阴阳之虚，标实为气滞、血瘀、寒凝、痰浊。李辉等[6]认为瘀痹阻心脉为心肌缺血再灌注损伤的基础，气机郁遏为心肌缺血再灌注损伤的条件，而阳衰阴盛，浊毒内生，心之体络受损为心肌缺血再灌注损伤的关键。马育轩等[7]将心肌缺血再灌注损伤的中医临床分型分为：气滞血瘀、气虚血瘀、外感邪淫、阴盛格阳四种证型。

1.2 单味中药治疗心肌缺血再灌注损伤的研究进展 韩乃巍等[8]研究丹参对SD大鼠MIRI的保护作用时发现，丹参能减小心肌梗死范围，增加血清中磷酸肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)的活性，对心肌缺血再灌注大鼠具有抗氧化应激的作用，对大鼠心肌缺血再灌注损伤具有保护作用。李军等[9]将葛根素作用于IRI大鼠，发现中、高剂量(>5 mg/kg)的葛根素均可使心肌缺血再灌注大鼠Bax基因上调而Bcl-2基因下调，提示中、高剂量葛根素可对心肌缺血再灌注大鼠心肌组织起到保护作用。刘丹等[10]研究发现，柚皮苷具有通过升高一氧化氮合酶(eNOS)活性而提高一氧化氮(NO)水平的作用，从而抑制膜脂质过氧化反应，降低自由基对膜的损伤，保护血管内皮细胞，提示柚皮苷具有保护缺血再灌注损伤心肌的作用。孙经武等[11]观察藏红花酸预处理对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌的保护作用时发现，藏红花酸预处理可减轻心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌形态学改变及心肌损伤，其机制可能与抑制一氧化氮合酶(iNOS)表达、增加eNOS表达从而增加NO活性有关。

1.3 中药复方治疗心肌缺血再灌注损伤的研究进展 杨杰等[12]为探讨葛根芩连汤抗心律失常的作用机制，用该方对心肌缺血再灌注大鼠进行干预，结果发现葛根芩连汤可稳定心肌细胞的自律性，能够起到保护心肌，降低心律失常的作用。段雪涛等[13]用栝蒌薤白半夏汤对心肌缺血再灌注损伤大鼠进行干预，发现处理后大鼠STAT3，JAK2蛋白表达增强，心肌梗死面积显著降低，提示栝蒌薤白半夏汤对心肌缺血再灌注损伤有保护作用。李伟等[14]应用复心煎对MIRI大鼠进行干预，发现复心煎可显著降低心肌细胞内肌酸磷化酶-同功酶(CK-MB)，门冬氨酸氨基转移酶(AST)，LDH水平，缩小心肌梗死范围，提示复心煎对大鼠心肌缺血再灌注损伤具有保护作用。刘丽娟等[15]研究冠心十味丸对离体大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用时发现，冠心十味丸可明显升高心肌缺血再灌注损伤时SOD、Ca2+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP 酶、Na+-K+-ATP酶活性，降低缺血再灌注损伤时LDH、CK活性，减少MDA含量，对离体大鼠心肌缺血再灌注损伤具有保护作用。韩宇博等[16]研究发现苓桂术甘汤预防性给药对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用，其可能机制与升高NO和NOS含量有关。

2 心肌缺血再灌注模型的制备及改良

2.1 心肌缺血再灌注模型的制备方法 目前，常用于制备心肌缺血再灌注模型的动物有小鼠、大鼠、家兔，猫等，而其中以大鼠制备模型者最为多见，因大鼠具有稳定性高，冠脉侧支循环少，且走形及循环途径较人类接近，生长快，价格低廉等优点[17]。目前国内外应用最广泛的方法是结扎大鼠冠状动脉左前降支(LAD)所致急性心肌梗死。包括无呼吸机支持胸腔外结扎法和呼吸机支持改进的心脏原位结扎法。

该模型的具体制作方法为[18]：清洁级Wistar大鼠，雄性，体质量260～300 g。用水合氯醛腹腔麻醉(16 g/kg)和乙醚复合注射腹腔麻醉，仰卧固定于手术台，四肢皮下连接心电图电极，记录标准Ⅱ导联心电图。颈部皮肤消毒备皮，钝性分离肌肉至气管。气管下穿线备用，用眼科剪在气管上剪一倒T型口，气管插管接人工呼吸机(呼吸频率：50次/分；潮气量：20 mL/kg；呼吸时比 1:1)。逐层缝合颈部肌肉、皮肤。股部切开皮肤，分离股静脉，股静脉下穿线。远心端结扎，在股静脉上用眼科剪剪一小口，将充有肝素抗凝的穿刺管小心插入，收紧结扎线固定。切口覆盖盐水纱布保护。左前胸消毒去毛，胸骨左侧第四五肋间切约1 cm切口，逐层分离皮下组织、肌肉。暴露心脏及大血管根部，切开心包，轻挤大鼠胸廓，将心脏挤出，在肺动脉圆锥与左心耳之间、左心耳根部下方2～3 mm处穿线、结扎冠状动脉左前降支，将心脏回入胸廓，闭合胸腔、恢复自主呼吸。预定缺血时间后打开胸腔，剪断结线，形成血液再灌注并立即观察心电图。手术过程中分开胸后、缝针后、结扎后和关胸后4个点记录心电图变化。合格动物术后2周及6周后均复查心电图。造模结束后逐层缝合肌肉、皮肤，切口处注射青霉素，碘伏消毒，预防感染。以上手术均在严格无菌条件下进行。

2.2 心肌缺血再灌注模型的改良 张玮玮等[19]在制备心肌缺血再灌注模型时使用在心脏表面打活结形成缺血的方法，且不需要止血钳固定，保证心脏在自然状态下搏动，避免了传统方法对心肌的机械损伤。林介夫等[20]在Ⅰ型糖尿病的基础上制备心肌缺血再灌注模型，对大鼠分别实施30/90 min、60/90 min、60/180 min3个缺血再灌注时程，并对比同一时程条件下Ⅰ型糖尿病大鼠与血糖正常大鼠心梗面积的差别，发现30～60 min是Ⅰ型糖尿病大鼠的最佳心肌缺血时间。王春艳等[21]通过结扎冠状动脉，冠状动脉再通，诱导出病理、生理改变都接近人，且成功率高、死亡率低、操作简便的心肌缺血再灌注损伤的动物模型。陈冰心等[22]针对传统造模方法中视野小、操作困难等缺点，在大鼠麻醉后采用统一的左侧卧位，使前降支定位简单化，然后用3把自制拉钩开胸，并用自制插管(16号套管针套)行气管插管，得到了成功率高，操作简便的模型。成玲俐等[23]针对传统方法中，冠状动脉定位部位不一而造成模型缺血损伤部位及程度不一致等缺点，利用扩胸器扩大胸腔术野，然后在动脉圆锥与左心耳之间，左心耳下缘处结扎挂线左冠状动脉前降支实行心肌缺血，结果手术难度大大降低，提高了模型成功率和动物成活率。卢仁福等[24]制备心肌缺血再灌注模型时采用开胸后左手轻提大鼠心脏，右手执动脉夹夹闭主动脉根部造成心肌完全缺血的方法，避免了丝线切断冠状动脉、损伤心肌、心脏跳动下穿针结扎冠状动脉困难等弊端。陈靖宜等[25]分别采用切断第4肋法，切断第2、3、4肋骨牵拉固定结扎线法，不切断肋骨使用小型扩胸器及双移液器枪头套叠代替打结法制备大鼠心肌缺血再灌注模型，并使用呼吸机辅助呼吸，在胸腔内结扎冠脉，保持心脏正常解剖位置，结果显示这种改良方法对心功能及血流动力学影响较小。汪梦霞等[26]制备模型时采用麻醉大鼠后连续记录心电图，气管切开呼吸机通气，开胸结扎冠状动脉前降支，缺血再灌注时间分别为：15/120 min、30/120 min、 30/60 min，然后计算心肌梗死面积，结果显示缺血30 min，再灌注120 min是建立心肌缺血再灌注模型的最佳时间。于宗良等[27]在制备兔心肌缺血再灌注模型时，采用自创“六线六结”法进行开胸，降低了出血及气胸的发生率，后以自制“双线双结”法结扎兔冠状动脉左前降支和左室支，实验结果显示此制备方法简洁、有效并节约了实验成本。Ioculano等[28]在心肌缺血再灌注大鼠模型上应用ICAM-1特异性抗体抑制血管内皮细胞与白细胞之间的粘附，减少白细胞在心肌内积聚，从而减少心肌梗死面积。李树学等[29]在制备家兔心肌缺血再灌注模型时采用尽可能钝性分离开胸，减少了软组织的损伤，并用自制棉线拉钩固定胸腔，此方法能够很稳定地操纵整个实验过程。

3 结语

心肌缺血再灌注损伤发病机制复杂，病例环节纷繁交错。近年来，随着分子药理学、生物学、药理学等学科的不断发展，心肌缺血再灌注模型实验条件、技术操作、制备方法等方面取得了长足的发展，并日趋成熟。但就目前来说，很多相关动物模型尚需进一步完善，众多观察指标的量化及标准化研究还需进一步研究。中医药在心肌缺血再灌注损伤的防治中优势已初步显露，显示出其广阔的应用前景。但仍须借鉴现代先进的科学技术，在辨证论治的基础上，继续加强中医药关于心肌缺血再灌注损伤的作用机理的研究，并在中药组方配伍上不断创新，才能获得更广阔的进步。

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(编校：王俨俨)

Research on Chinese medicine progress and model preparation of myocardial ischemia-reperfusion injury

CHEN Lu, LI Wei-wei, LIU Chun-huiΔ

(College of Traditional Chinese Medicine, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010100, China)

Ischemic cardiomyopathy (ICM) is due to coronary atherosclerosis cause long-term myocardial ischemia, make myocardial fibrosis diffuse, produce similar clinical syndrome like idiopathic dilated cardiomyopathy, which is one of a common clinical disease and causes increasing hazards to human health. Timely recovery of blood perfusion and coronary artery recanalization is one of the effective methods of treatment. However, it brings new damage while tissues and organs receive reperfusion, which is myocardial ischemia-reperfusion injury. In this paper, the current research progress in medicine myocardial ischemia-reperfusion injury and how to build a simple and efficient experimental animal models to mimic human myocardial ischemia-reperfusion injury were reviewed.

myocardial ischemia-reperfusion; animal models; improve

内蒙古自治区自然科学基金(2015MS0892)

陈路，男，硕士在读，研究方向：方剂学组方配伍规律，E-mail：chenlu3530@126.com；刘春慧，通讯作者，女，博士在读，副教授，硕士生导师，研究方向：方剂学组方配伍规律，E-mail：haoxin777@126.com。

R285.5

A

1005-1678(2015)09-0174-03