心肌缺血与脑钠素分泌机制研究

肖宗位，李海林，陈 坚，高 珂，刘早阳 （成都市第二人民医院，四川 成都 610017）

脑钠素（BNP）是一种32个氨基酸组成的神经多肽类化合物，在正常人循环血液中仅有低浓度BNP。左心室壁应力增加是心脏大量合成、分泌BNP的原因，目前已广泛用于心力衰竭诊断、治疗效果评估。但左心室壁应力与心肌功能、前负荷、后负荷以及心率均有密切关系，其中是一个和（或）多个因素造成BNP合成、分泌的原因目前尚不清楚。本研究通过心肌缺血仅改变心肌功能，来了解心功能降低是否会导致BNP合成、分泌。现将实验过程及结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 实验动物、设备及试剂：动物选择及分组：健康新西兰兔12只，分为心肌缺血组和空白对照组，每组6只。检测仪器及检测试剂：电生理记录仪、羊抗兔BNP试剂盒。

1.2 方法

1.2.1 心肌缺血模型制作：经耳缘静脉用1.5%戊巴比妥钠麻醉新西兰兔，麻醉后兔仰卧于手术床上，四肢固定后末端置电极测Ⅱ导联心电图。用肥皂水湿润兔毛后备皮，消毒后沿正中线剪开颈胸部皮肤，用PE管分别经右颈内静脉和右颈总动脉插管至右心房和左室流出道。沿胸骨左缘胸肋关节处切开皮肤、皮下组织、胸壁肌层，最后剪断肋骨前端开胸。纵向剪开心包，并将心包边缘固定于胸壁，暴露心脏。左心耳做一荷包缝合，经左心耳荷包缝线内插PE管，同时收紧荷包缝线，以备经PE管输液和测左房压。在左冠脉前降支中上处穿线，血管上垫以细硅胶管，心肌缺血组在硅胶管上用左冠脉的缝线结扎血管3 min反复3次，两次缺血之间抽出硅胶管给予5 min的再灌注，最后一次缺血后再灌注观察45 min。结扎前降支时以结扎血管供应区心肌由鲜红色变为青紫色，心电图出现ST段弓背向上抬高为结扎有效。对照组不结扎。

1.2.2 兔心电图的测定：于兔四肢置体表电极，连接电生理记录仪，动态记录实验前后的Ⅱ导联心电图的变化。

1.2.3 心功能测定：经患者左心耳PE管输液，维持左房压6 mm Hg（1 mm Hg＝0.133 3 kPa），并且通过右颈总动脉插管，连接电生理记录仪测定左室收缩压（LVSP）、左室舒张末压（LVEDP）。缺血组记录缺血前心脏平稳状态下、第三次缺血再灌注后第15 min、30 min、45 min时 LVSP、LVEDP的值。对照组记录实验前心脏平稳状态下、试验中第15 min、30 min、45 min时 LVSP、LVEDP的值。

1.2.4 血浆BNP测定：缺血组于缺血前心脏平稳状态下和第三次缺血再灌注后第15分钟、45分钟，而对照组于实验前心脏平稳状态下、试验中第15分钟、45分钟时，通过右颈内静脉插管抽取右心房血2 ml，快速离心后取血浆-20℃冰箱内保存待测。用ELISA法测定血浆中的BNP含量。

1.3 统计学处理：所有统计均用SPSS21.0统计软件处理，文中所有计量资料均以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 心电图测定：对照组心电图在整个实验过程中未发生改变，而缺血组在结扎前降支后心电图ST段逐渐抬高，然后ST段维持在高水平一段时间，但结扎的前降支开放后ST段逐渐回落，15 min左右回到基线，实验过程中心率无增快。见图1、图2。

2.2 心功能测定：对照组在实验前后心功能（LVSP、LVEDP）无变化。心肌缺血组在缺血再灌注后15 min、30 min LVSP比实验前稍降低、LVEDP轻度升高，但差异无统计学意义（P＞0.05），45 min时两者基本恢复至实验前水平。两组间比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 缺血再灌注前后两组间心功能变化（x±s，mm Hg）

2.3 血浆BNP测定：对照组在实验前后血浆BNP无明显变化。缺血组在缺血再灌注后15 min时，血浆BNP升至最高，然后均逐渐恢复，再灌注45 min时回复到基线水平。见表2。

表2 缺血再灌注前后两组间血浆BNP变化（x±s，pg／ml）

图1 对照组心电图变化图：A：实验前；B：实验第15分钟；C：实验第45分钟

图2 缺血组心电图变化：A：缺血前；B：第3次缺血末；C：第3次缺血再灌注后第15分钟；D：第3次缺血再灌注后第45分钟

3 讨论

心肌对缺血的反应首先表现为缺血区心肌收缩功能减弱，若心肌缺血时间较长，局部心肌可形成矛盾运动，它们影响心室的射血排空和损害心室的舒张［1］。缺血本身还可引起缺血和非缺血区心肌的顺应性降低，最终导致左室舒张末期压力增加［2］。Bosetti F等和Feng J等在狗的缺血再灌注研究中发现多个循环的5 min缺血5 min的再灌注仅使LVSP轻度降低，但是与基础值相比无统计学意义，而LVEDP在缺血再灌注过程中并没有改变［3-4］。本研究在预实验中发现，兔心肌经4 min缺血就可引起LVSP较明显降低，LVEDP出现轻度升高，因此，在本实验中兔心肌采用3 min缺血方案；但是3 min缺血反复超过3次也可引起LVSP较明显降低，LVEDP出现轻度升高，因此本实验采用反复心肌缺血3 min 3次再灌注5 min方案。本研究结果证实该研究方案仅引起心肌缺血，而无引起LVEDP升高和心率增快，因此反复心肌缺血3 min 3次再灌注5 min方案能成功建立仅有心肌缺血的模型。本研究反复缺血再灌注方案与上述国外学者稍有差异，可能是采用动物种类不同所致。

Hopkins WE等在18例先天性紫绀性心脏病患者研究中发现［5］，血浆中BNP值比无紫绀性先天性心脏病患者高12倍，而两组的心肌组织活检显示先天性紫绀性心脏病患者胞浆中分泌颗粒仅为无紫绀性先天性心脏病患者43%，因此作者推测先天性紫绀性心脏病患者血浆中BNP值高，主要是由于缺氧刺激心肌细胞胞浆中分泌颗粒大量稀放BNP所致。Xia WJ等在体外心肌培养制作缺血缺氧模型中研究发现［6］，缺血缺氧的心肌细胞BNPmRNA转录、蛋白质翻译水平上调，作者认为缺血缺氧刺激心肌细胞IL-6分泌增加，而IL-6是引起心肌细胞BNPmRNA转录、蛋白质翻译水平上调的原因。本研究通过建立反复短暂缺血再灌注LVEDP正常的模型，结果显示心肌经反复三次3 min缺血，于第3次缺血再灌注后第15分钟脑钠素值升至（240.14±21.55）pg／ml，为基础值的1.52倍。随再灌注时间的延长，脑钠素分泌又回落至（162.22±11.29）pg／ml。结果显示，反复短暂缺血再灌注也是促进左心室脑钠素合成、分泌一个重要原因。

［1］ Nagendran J，Norris CM，Appoo JJ，et al.Left ventricular end-diastolic pressure predicts survival in coronary artery bypass graft surgery patients［J］.Ann Thorac Surg，2014，97（4）：1343.

［2］ Shionimya H，Koyama S，Tanada Y，et al.Left ventricular end-diastolic pressure and ejection fraction correlate independently with high-sensitivity cardiac troponin-T concentrations in stable heart failure［J］.J Cardiol，2015，65（6）：526.

［3］ Bosetti F，Yu G，Zucchi R，et al.Myocardial ischemic preconditioning and mitochondrial F1F0-ATPase activity［J］.Mol Cell Biochem，2000，215（1-2）：31.

［4］ Feng J，Chahine R，Yamaguchi N，et al.Brief repetitive ischemia：effect on norepinephrine release，arrhythmias，and functional recovery in isolated perfused rat heart［J］.Can J Physiol Pharmacol，1996，74（12）：1351.

［5］ Hopkins WE，Chen Z，Fukagawa NK，et al.Increased atrial and brain natriuretic peptides in adults with cyanotic congenital heart disease enhanced understanding of the relationship between hypoxia and natriuretic peptide secretion［J］.Circulation，2004，109（23）：2872.

［6］ Xia WJ，Huang YY，Chen YL，et al.Acute myocardial ischemia directly modulates the expression of brain natriuretic peptide at the transcriptional and translational levels via inflammatory cytokines［J］.Eur J Pharmacol，2011，670（1）：7.