小鼠心肌梗死6 h冠脉血流变化及其与心肌梗死面积的关系

·基础研究·

小鼠心肌梗死6 h冠脉血流变化及其与心肌梗死面积的关系

苏瑞娟1，陈涛1，张俊蒙2，杨娅2

(1 北京积水潭医院，北京100028； 2首都医科大学附属北京安贞医院)

摘要：目的探讨左冠状动脉前降支结扎6 h时小鼠左冠状动脉血流动力学变化及其与心肌梗死面积的关系。方法选取8～12周龄雄性C57BL/6小鼠21只，随机分为伪手术组(S组)、低位结扎组(L组)和高位结扎组(H组)各7只，后两组分别在冠状动脉左前降支低位和高位实施结扎术。术后6 h用超声生物显微镜检查并测量左冠状动脉舒张期峰值流速(Vd)、平均速度(Vmean)和速度时间积分(VTI) 等血流动力学指标。术后12 h处死实验鼠，采用病理学方法测量心肌梗死面积(IS)。结果结扎左冠状动脉前降支6 h后，S组与L组或H组比较Vd及Vmean均有统计学差异(P均<0.05)，三组间VTI比较有统计学差异(P<0.05)。手术后12 h，S、L、H组IS 分别为(1.77±0.60)%、(38.88±7.97)%、(58.50±6.24)%，组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。左冠状动脉血流Vmean及VTI与IS呈负相关( r分别为-0.681、-0.649，P均< 0.01)。结论 小鼠心肌梗死6 h冠状动脉血流参数变化与心肌梗死面积大小有关。

关键词：心肌梗死，急性；心肌梗死面积；冠状动脉血流；超声生物显微镜

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.41.008

中图分类号：R542.2

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2015)41-0023-03

基金项目：国家自然科学基金课题 (81171351)；首都临床特色应用研究(Z121107001012142)。

收稿日期：(2015-09-16)

通信作者：杨娅

急性心肌梗死是严重威胁人类健康的重要疾病，对其早期诊断和治疗十分重要[1]。目前，超声心动图广泛应用于急性心肌梗死患者室壁运动幅度、射血分数、左室短轴缩短率、心脏功能指数的评价[2,3]，室壁应变和斑点追踪技术也逐步应用于心肌梗死面积的评估[4,5]。但总体而言，上述技术对急性心肌梗死的早期诊断和治疗评估尚不尽如人意[6,7]。2012年6月～2013年7月，本研究通过结扎小鼠左冠状动脉前降支制作急性心肌梗死模型，利用超声生物显微镜 (UBM) 成像与病理相对照，分析急性心肌梗死后6 h小鼠冠状动脉血流动力学参数变化及其与心肌梗死面积(IS)的关系。

1 材料与方法

1.1实验动物及分组8~12周龄C57BL/6背景的野生型雄性小鼠21只，体质量19～22克(均购自北京大学动物实验中心),随机分为左冠状动脉前降支高位结扎组(H组)、左冠状动脉前降支低位结扎组(L组)、伪手术操作组(S组)，每组7只。实验及操作人员均具备动物实验上岗证。

1.2急性心肌梗死模型制作将小鼠放置在气体麻醉诱导箱内，通入4%的异氟烷诱导麻醉，然后置于手术架上，固定四肢，经鼻吸入1.5%的异氟烷维持麻醉状态。手术参照Gao等[8]的快速小鼠心肌梗死制作方法：去除小鼠左胸毛发，剪开长约1.2 cm皮肤切口，将缝线穿过切口皮肤做缝合前状态，用手术钳分离肋间肌肉，暴露心脏，用手挤压将小鼠心脏挤出胸腔，寻找左冠状动脉前降支，用手术针引线结扎前降支。H组结扎部位位于心脏大静脉与左冠状动脉前降支交叉点上方2～3 mm，L组结扎部位位于心脏大静脉与左冠状动脉前降支交叉点上方，无需开胸及气管插管。S组无前降支结扎，余步骤同H组、L组。

1.3UBM检测采用加拿大Visualsonics公司的Vevo 770小动物高分辨率超声成像系统，探头频率为30 MHz，扫查深度12 mm。超声检查前先对小鼠进行气体吸入性全身麻醉(1.5%异氟烷持续吸入)，剃除前胸鼠毛并用脱毛膏再次清洁。将小鼠仰卧位固定于恒温检查台，温度保持39 ℃，固定四肢并连接电极，同步记录小鼠心电、呼吸等生理参数，心率维持在300～400次/min，心率稳定1 min后开始进行超声检查。结扎小鼠左冠状动脉前降支6 h后，用UBM进行左冠状动脉主干(起始处1 mm内)血流动力学检测。首先显示心脏左室长轴切面，并显示主动脉根部的主动脉瓣环，而后将探头向左外侧轻微倾斜，使用UBM彩色多普勒技术作为引导，显示左冠状动脉主干；微调探头，至冠状动脉显示最清晰之切面，固定探头，将多普勒取样框放置于左冠状动脉主干，取样0.25 mm，调整角度，将取样线角度与左冠状动脉血流方向一致，获得清晰的至少连续3个以上的冠状动脉血流频谱，冻结并存储。储存图像使用图像分析系统进行脱机分析，分别测量左冠状动脉血流频谱的最大流速(Vd)、平均流速(Vmean)及速度时间积分(VTI)，每个指标测量3次，取平均值。实验小鼠检查前均为随机编号，两个操作者盲法对图像进行分析和测量。

1.4病理学测量IS 实验小鼠手术后12 h处死，取心脏标本行2, 3, 5-氯化三苯基四氮唑染色，并切片测量IS，方法参考Yuan 等[9]文献。

1.5 统计学方法 采用SPSS16.0统计软件。计量资料以±s表示，多组间比较采用方差分析，不同组间参数比较采用独立样本t检验；小鼠IS与冠状动脉血流动力学参数间的相关性使用直线相关分析。P<0.05为差异统计学意义。

2结果

2.1三组血流动力学参数比较结扎小鼠左冠状动脉前降支6 h后，S组与L组、H组比较，Vd及Vmean均有统计学差异(P均<0.05),三组间VTI比较有统计学差异(P<0.05)。L组与H组比较Vd及Vmean均无统计学差异(P均>0.05)。见表1。

表1　三组血流动力学参数比较( ± s)

表1　三组血流动力学参数比较( ± s)

组别nVd(mm/s)Vmean(mm/s)VTI(mm)S组7328.08±29.93*189.69±16.06*24.41±1.87*L组7286.52±34.51165.86±18.2422.08±1.95H组7291.14±28.77155.90±10.9619.97±1.36

注：与L组、H组比较，*P<0.05；三组VTI比较，P<0.05。

2.2三组IS比较 手术后12 h，S、L、H组IS 分别为(1.77±0.60)%、(38.88±7.97)%、(58.50±6.24)%，组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。

2.3 IS与冠状动脉血流动力学参数相关性分析结扎小鼠左冠状动脉前降支6 h后，UBM测得的左冠状动脉血流Vmean及VTI均与IS呈负相关(r分别为-0.681、-0.649 ，P均< 0.01)。Vd与IS无相关关系(r=-0.429,P=0.053)。见图1。

注：A为Vd与IS相关分析图；B为Vmean与IS相关分析图；C为VTI与IS相关分析图。

图1左冠状动脉血流参数与病理学测量小鼠IS的相关性

3讨论

本研究使用快速心肌梗死模型的制备方法，无需开胸、气管插管，手术时间短，1～1.5 min即可完成，与其他研究相比，更接近临床上心肌梗死的病理生理过程[10]。本文研究结果显示，前降支结扎6 h后，左冠状动脉血流动力学参数与没有结扎前降支的S组小鼠相比，H组和L组小鼠冠状动脉血流速度均有降低。其主要原因可能是：两条冠状动脉均起源于主动脉的根部，主动脉管腔内的血压高于冠状动脉，从而决定了冠状动脉的血流在收缩期和舒张期均持续灌注；而舒张期随着心肌的松弛，冠状动脉系统管腔内压力减低，与主动脉管腔内的压差增至最大，故此时灌注速度最大，因此UBM测量的Vd出现在舒张期。前降支结扎后，结扎部位远端的冠状动脉血管在舒张期的低压效力无法传导至结扎点的上游管腔，即左冠状动脉主干，导致在舒张期左冠状动脉主干的Vd降低。

有报道认为，冠状动脉血流储备在评估冠状动脉状况及估测小鼠心肌梗死面积方面很有优势[15]。但本研究结果显示，小鼠左冠状动脉前降支结扎部位不同而引起的IS存在差异时，冠状动脉的血流动力学参数出现变化，且与IS具有良好的相关性。本动物模型亦更贴近临床心肌梗死的病理生理过程，如果能在临床工作中逐渐建立冠状动脉的各项血流参数的参考值，在急性左冠状动脉梗死患者发病6 h内即可通过对冠状动脉血流参数的监测来判断、评估心肌梗死的有无及梗死面积的大小，其临床意义和价值不言而喻。

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