翟 虹,王春梅,穆玉明△,关丽娜,闫 雪
(1.新疆医科大学附属中医院腹部超声科,乌鲁木齐830000;
2.新疆医科大学第一附属医院心脏超声科,乌鲁木齐830011)
研究证实,左心室重构是急性心肌梗死后心脏重要的病理性改变[1-3]。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)通过降解心肌间质的胶原参与左心室的重构进程[4-6]。MMP-9在心肌梗死后左心室重构和室壁瘤形成中起着重要的推动作用。室壁瘤是急性心肌梗死后左心室重构进展的特殊结果和表现形式,在其形成进程中MMP-9血清浓度与室壁瘤容积和心功能的相关性尚未见研究报道。本研究通过结扎新西兰白兔冠状动脉建立急性心肌梗死后室壁瘤形成模型,采用ELISA法测定兔MMP-9血清浓度,实时三维超声心动图测量兔急性心肌梗死后室壁瘤容积(LVAV)及心功能演变特点,探讨室壁瘤形成过程中MMP-9血清浓度变化与LVAV及心功能的相关性,旨在为临床评估心功能和预测室壁瘤提供参考依据。
1.1 动物选择 选择健康新西兰白兔20只,雌雄不限,体质量(2.3±0.5)kg,由新疆医科大学实验动物中心提供。于术前,术后1、2、3d,术后1、2、3、4周各时间段进行实时三维超声心动图检查,同时耳缘静脉抽血。至术后4周将存活且有室壁瘤形成的实验兔纳入本研究。
1.2.1 室壁瘤模型的建立 实验兔麻醉后取右侧卧位,选择兔左胸腔第3~4肋间隙开胸,显微镜下结扎兔左前降支及左旋支动脉,左旋支动脉结扎部位位于左旋支主干起点与心尖连线的中间位置,左前降支动脉结扎部位位于前降支动脉的起点与心尖连线的中间位置。结扎时连带少量心肌组织一同结扎。结扎后逐层关胸。术后给予肌注先锋霉素V针预防感染。
1.2.2 MMP-9 血 清 学 测 定 兔 MMP-9 血 清 浓 度 采 用ELISA法进行定量测定(试剂盒:BMS 1203257)。按照标准流程操作,绘制标准曲线计算血清学MMP-9浓度。
1.2.3 超声数据采集 超声仪器采用Philphs iE33超声诊断仪,X3-1实时三维超声探头,频率2~4MHz,帧频每秒24帧。心电图同步连接并显示在图像上,连续采集标准心尖四腔切面及心尖两腔切面的实时三维图像,留取5个心动周期。所储存图像传送至Qlab专用超声工作站进行脱机分析。左心室舒张期及收缩期容积的测量依照全容积测量方法[7],测量左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume,LVEDV),左心 室 收 缩 末 期 容 积 (left ventricular end-systolic volume,LVESV)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)。然后激活GI 3DQ模式,显示室壁瘤的三维平面,标
记室壁瘤纵切面顶部至底部的垂直距离,软件自动沿垂直距离将室壁瘤分为9层切面,在每个相对应的室壁瘤短轴切面逐个描绘室壁瘤轮廓,工作站分析软件自动计算出LVAV。
1.3 统计学处理 采用SPSS15.0软件进行数据分析处理,计量资料用x±s表示,各时间段采用重复测量的方差分析,相关分析采用Pearson直线相关,P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 模型制作评价 20只实验兔至术后4周实验终点,动物存活13只,死亡7只,存活动物中有室壁瘤形成10只,见图1。
图1 室壁瘤形成及容积测定
2.2 三维容积参数及血清 MMP-9比较 与术前比较,术后各时间段LVAV、LVESV、LVEDV均增大,LVEF均下降,差异有统计学意义(P<0.05)。与术前比较,术后1dMMP-9血清浓度开始升高,术后3d达到高峰,然后逐步下降,至术后4周时仍高于术前,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。术后1d无室壁瘤形成。2.3 MMP-9与LVEF、LVAV的相关性 术后不同时间段MMP-9血清浓度与LVEF均具有一定的相关性,其中术后3 d MMP-9血清浓度与 LVEF 相关性较好(r=0.731,P<0.05)。术后2d后各时间段MMP-9血清浓度与LVAV均具有相关性,其中术后3dMMP-9血清浓度与LVAV相关性较好(r=0.636,P<0.05)。见表2。
表1 各时间段左心室容积与心功能变化(x±s)
表2 术后不同时间段MMP-9与LVEF、LVAV相关性分析
急性心肌梗死后随着左心室重构的进展,坏死心肌纤维化,局部心肌运动消失,在心内压力作用下,局部室壁向外膨出形成室壁瘤[8]。MMP-9作为急性心肌梗死后左心室重构的推动因素[9-10],严重影响着左心室重构的进程。本实验结果显示,在室壁瘤开始形成后,MMP-9血清浓度一直处于较高的水平,至术后4周仍然高于术前,说明 MMP-9参与了室壁瘤的形成过程,对心肌梗死后室壁瘤的形成起着一定的推动作用。其机制可能是在急性心肌梗死后MMP-9通过降解心肌细胞外基质成分,破坏了间质纤维胶原合成和降解之间的动态平衡状态,引起左心室重构进展,造成左心室的扩张和心肌纤维化[11],进而引起室壁瘤的形成。
研究表明,心脏基质在维护心脏结构和功能完整性方面起着重要作用[12],MMP-9在心肌梗死后影响着左心室内径变化与左心室功能障碍[13-14]。本实验结果发现,在室壁瘤形成过程中MMP-9血清浓度一直处于较高水平,并与LVEF有较好的相关性,尤其在术后3dMMP-9达到高峰时与LVEF的相关性较好,说明在室壁瘤形成过程中,MMP-9通过推动左心室重构进展,破坏了左心室心肌正常结构,左心室扩张,同时促进心肌坏死纤维化,增加心肌僵硬度,心肌收缩力下降,导致左心室收缩功能下降[15]。尤其是MMP-9达到高峰时血清浓度的高低,对心功能的影响尤为严重。
本实验发现,室壁瘤形成过程中 MMP-9血清浓度与LVAV均具有相关性,尤其在术后3d,MMP-9达到高峰时与LVAV的相关性较好,说明MMP-9通过降解细胞外基质推动左心室重构进而影响心脏结构的变化,MMP-9浓度的变化可能影响着梗死区域心肌纤维化程度,进而影响心肌梗死的范围,而心肌梗死范围在一定程度上决定室壁瘤的大小。因此,MMP-9在影响左心室重构的进程中对室壁瘤的形成及LVAV的大小有着一定的影响,提示通过观察MMP-9血清浓度的变化,对临床预测心肌梗死后室壁瘤的形成及LVAV,具有一定的临床价值。
本实验结果表明,MMP-9参与了室壁瘤的形成过程,对心功能和LVAV有着重要的影响和作用。尤其MMP-9达到高峰时对心功能、LVAV的影响尤为明显,提示在临床预防急性心肌梗死后室壁瘤的形成与发展时,MMP-9达到高峰的时间段可以作为较好的时间窗。
[1] Yang Y,Ma Y,Han W,et al.Age-related differences in postinfarct left ventricular rupture and remodeling[J].Am J Physiol Heart Circ Physio,2008,294(4):H1815-1822.
[2] 赵明俐,李颖.神经生长因子在急性心肌梗死后左室重构中的可能作用[J].中国实验诊断学,2014,18(4):691-692.
[3] 刘汪昊,余智,王林正.心型脂肪酸结合蛋白对急性心肌梗死患者左室重构及近期心功能的评估价值[J].现代实用医学,2014,26(2):184-185.
[4] Mishra A,Srivastava A,Mittal T,et al.Association of matrix metalloproteinase(MMP2,MMP7and MMP9)genetic variants with left ventricular dysfunction in coro-nary artery disease patients[J].Clin Chim Acta,2012,413(20):1668-1674.
[5] 王先梅,祝善俊,何作云.基质金属蛋白酶与左室重构[J].重庆医学,2001,30(1):31-32.
[6] Huang W,Wang T,Zhang D,et al.Mesenchymal stem cells overexpressing CXCR4attenuate remodeling of postmyocardial infarction by releasing matrix metalloproteinase-9[J].Stem Cells Dev,2012,21(5):778-789.
[7] Mu Y,Chen L,Tang Q,et al.Real time three-dimensional echocardiography assessment of left ventricular regional systolic function and dyssynchrony in patients with dilated cardiomyopathy[J].Echocardiography,2010,27(4):415-420.
[8] 田海燕,张小杉,雪梅,等.3D-TEE在左心室室壁瘤形成后左心室的形态、结构与功能评价中的应用[J].临床和实验医学杂志,2014,13(7):540-542.
[9] Gu HJ,Gao CB,Gong JL,et al.Comparative proteomic analysis in left ventricular remodeling following myocardial infarction in rats[J].Biomed Environ Sci,2012,25(1):117-123.
[10]Kitaoka H,Kubo T,Okawa M,et al.Impact of metalloproteinases on left ventricular remodeling and heart failure events in patients with hypertrophic cardiomyopathy[J].Circ J,2010,74(6):1191-1196.
[11]Sam F,Sawyer DB,Chang DL,et al.Progressive left ventricular remodeling and apoptosis late after myocardial infarction in mouse heart[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2000,279(1):H422-428.
[12]Jugdutt BI.Ventricular remodeling after infarction and the extracellular collagen matrix:when is enough enough[J].Circulation,2003,108(11):1395-1403.
[13]Kelly D,Khan SQ,Thompson M,et al.Plasma tissue inhibitor of metalloproteinase-1and matrix metalloproteinase-9:novel indicators of left ventricular remodeling and prognosis after acute myocardial infarction[J].Eur Heart J,2008,29(17):2116-2124.
[14]Mukherjee R,Snipes JM,Saunders SM,et al.Discordant activation of gene promoters for matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of the metalloproteinases following myocardial infarction[J].J Surg Res,2012,172(1):59-67.
[15]郁秀娟,朱红军,黄飞燕,等.多西环素抑制基质金属蛋白酶对心肌梗死大鼠左室重构和心功能的影响[J].中国药理学通报,2013,29(6):841-845.