馬力 楊進(jìn)剛 史旭波 李田昌 胡大一 劉杰 初楠

心力衰竭是多種心血管疾病的最終結(jié)局，也是心血管疾病最常見的死亡原因，目前關(guān)于慢性心力衰竭防治的研究眾多，尋找新的治療靶點(diǎn)已經(jīng)成為治療的新趨勢［1］。ATP敏感性鉀通道(KATP)是受細(xì)胞內(nèi)ATP濃度調(diào)控的一種內(nèi)向整流鉀通道［2］，將心肌細(xì)胞能量代謝與電活動聯(lián)系起來，進(jìn)而影響心臟的機(jī)械活動及功能，與心臟對生理或病理性血流動力學(xué)負(fù)荷引起的適應(yīng)性反應(yīng)有關(guān)，并影響從代償性左心室肥厚(left ventricular hypertrophy，LVH)到慢性充血性心力衰竭的進(jìn)程［3］。本實(shí)驗(yàn)通過腹主動脈縮窄法建立大鼠慢性壓力超負(fù)荷性LVH/心力衰竭模型，評價(jià)KATP通道開放劑吡那地爾(pinacidil)對慢性心力衰竭模型動物心功能的影響。

1 材料與方法

1.1 動物與試劑 Wistar大鼠(首都醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供)60只，雄性，體重150～200 g，隨機(jī)分為手術(shù)藥物組(A組)、手術(shù)對照組(B組)和假手術(shù)對照組(C組)，每組20只。吡那地爾購于Sigma公司，以1∶7的比例溶于0.1 mol/L的HCl溶液中，再用蒸餾水稀釋至質(zhì)量濃度為0.1%的溶液。Pc-lab生物醫(yī)學(xué)信號采集處理系統(tǒng)(LMS-LB型)購于成都儀器廠。山羊抗大鼠B型鈉尿肽(BNP)試劑盒購于BPB生物醫(yī)學(xué)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 動物模型制備:常規(guī)嚙齒動物喂養(yǎng)，術(shù)前禁食過夜，自由飲水。采用Anne等［4］的腹主動脈縮窄法制備慢性壓力超負(fù)荷性大鼠左室肥厚和慢性充血性心力衰竭動物模型。烏拉坦0.7 g/kg腹腔麻醉后，劍突下腹正中切口，分層打開腹腔，在左腎動脈上方鈍性分離腹主動脈，將8號注射針頭平行置于動脈外壁，用4號手術(shù)絲線將兩者一齊扎緊后緩慢移去針頭，青霉素沖洗腹腔后縫合關(guān)腹，使大鼠腹主動脈直徑縮窄50% ～60%。C組將4號絲線置于腹主動脈相同位置不做結(jié)扎。術(shù)后大鼠常規(guī)喂養(yǎng)，分別在術(shù)后12、16周行血流動力學(xué)監(jiān)測后處死動物。3組中，于12周處死的大鼠分別作為A1、B1，C1組，16周處死的分別作為A2、B2、C2組。

1.2.2 吡那地爾的應(yīng)用:A組大鼠單獨(dú)喂養(yǎng)，在腹主動脈縮窄術(shù)后4周開始喂藥。在喂藥前觀察每只大鼠每日進(jìn)食量，將吡那地爾2 mg·kg－1·d－1與相應(yīng)量的飼料混勻后供大鼠食用。每天記錄剩余食物量，從而判斷大鼠藥物攝入情況并調(diào)整下一次的飼料量。

1.2.3 血流動力學(xué)監(jiān)測:大鼠稱重量，烏拉坦(0.7 g/kg)腹腔麻醉后于右頸總動脈插管，連接Pc-lab生物醫(yī)學(xué)信號采集處理系統(tǒng)記錄心率(HR)、外周收縮壓(SBP)和外周舒張壓(DBP)。將插管逆行進(jìn)入左心室后記錄左心室收縮末壓(LVSP)、左心室舒張末壓(LVDEP)、左心室內(nèi)壓上升最大速率(+dp/dt max)和左心室內(nèi)壓下降最大速率(－dp/dt max)。所有導(dǎo)管以0.3%肝素0.9%氯化鈉溶液充盈。

1.2.4 BNP濃度的測定:從頸總動脈插管處留取血樣，靜置2 h，3000 r/min速度離心10 min，－80℃冰箱保存。酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法分別檢測血清中BNP濃度，實(shí)驗(yàn)操作步驟參照試劑盒說明。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件，主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo)均進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)符合近似正態(tài)分布，計(jì)量資料以表示，采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 共46只大鼠存活并納入分析，其中A組13只，B組16只，C組17只。術(shù)前3組體重差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。A、B組手術(shù)大鼠在腹主動脈縮窄術(shù)后體重增長緩慢，低于同時間段的C組(P＜0.05)。見表1。

2.2 血流動力學(xué)監(jiān)測結(jié)果

2.2.1 一般指標(biāo):3組大鼠腹主動脈縮窄術(shù)后HR變化差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。A、B組LVEDP在術(shù)后12周均明顯高于C組(P＜0.05)，16周時B組LVEDP仍明顯高于C組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，但A組LVEDP與C組(P ＞0.05)，A組LVEDP在術(shù)后16周低于 B組(P＜0.05)。B組大鼠術(shù)后不同時間點(diǎn)的血壓均明顯高于C組(P＜0.01)，A組SBP和DBP均明顯低于同時期的B組(P＞0.05)和C組(SBP 16 周時 P＜0.05，其余均 P ＞0.05)。

表1 3組大鼠手術(shù)前后體重變化g，

表1 3組大鼠手術(shù)前后體重變化g，

注:與 C1組比較，*P＜0.05;與 C2組比較，#P＜0.05

組別 術(shù)前體重 血流動力學(xué)監(jiān)測前體重A 組A1組(n=8) 184±20 492±50*A2組(n=5) 171±4 534±57#B組B1組(n=9) 184±16 445±97*B2組(n=7) 189±19 506±50#C組C1組(n=10) 170±21 535±53 C2組(n=7) 184±29 558±56 F值10.17 13.97

表2 6組大鼠血流動力學(xué)檢測指標(biāo)

表2 6組大鼠血流動力學(xué)檢測指標(biāo)

注:與C1組比較，*P＜0.05;與 B2組比較，#P＜0.05;與C2組比較，△P＜0.05

組別 HR(次/min)SBP(mm Hg)DBP(mm Hg)LVEDP(mm Hg)A 組1.085 4.824 4.499 0.967 A1組(n=8) 386±80 104±25 75±28 20±11*A2組(n=5) 377±38 91±7△ 45±3 13±11#△B組B1組(n=9) 374±86 165±31* 104±18* 27±26*B2組(n=7) 443±21 191±24# 116±29# 46±19#C組C1組(n=10) 354±20 120±33 75±14 5±5 C2組(n=7) 405±70 133±41 84±30 3±5 F值

2.2.2 收縮功能指標(biāo):B組LVSP在腹主動脈縮窄術(shù)后12周高于C組(P＜0.05)并持續(xù)到術(shù)后第16周(P＜0.01)。A組LVSP值在術(shù)后12、16周均明顯低于同時段的B組(P＜0.01)，術(shù)后16周時明顯低于C組(P＜0.05)。腹主動脈縮窄術(shù)后，A組和B組+dp/dt明顯低于C組(P＜0.01)，術(shù)后12周A組高于B組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。在16周時，A組+dp/dt沒有出現(xiàn)和B組一樣的繼續(xù)降低，而是略有回升，但無論是和同期的B組比較還是和12周的A組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＞0.05)。見表3。

2.2.3 舒張功能指標(biāo):腹主動脈縮窄術(shù)后12、16周，A、B組的－dp/dt值都明顯低于C組(P＜0.01)，A組－dp/dt數(shù)值略高于B組(P ＞0.05)。見表3。

表3 血流動力學(xué)監(jiān)測收縮、舒張功能指標(biāo)

表3 血流動力學(xué)監(jiān)測收縮、舒張功能指標(biāo)

注:與B1組比較，*P＜0.01;與 C1組比較，#P＜0.01;與B2組比較，△P＜0.01;與 C2組比較，☆P＜0.01

組別 LVSP(mm Hg)+dp/dt(mm Hg/s)－dp/dt(mm Hg/s)A 組7.72 8.90 7.30 A1組(n=8) 102±20* 3206±874# 4331±1351#A2組(n=5) 94±10△ 3734±879☆ 3759±735☆B組B1組(n=9) 154±32 3066±1171* 4184±1364*B2組(n=7) 201±21☆ 2618±631☆ 3008±1274☆C組C1組(n=10) 110±22 12091±6830 8368±4141 C2組(n=7) 128±28 14946±4952 10009±1750 F值

2.3 BNP結(jié)果 B組BNP在腹主動脈縮窄術(shù)后均明顯高于C組(P＜0.01)，A組大鼠BNP水平在術(shù)后12周時明顯高于C組(P＜0.01)，但在第16周時與 C 組相當(dāng)(P ＞0.05)，明顯低于同時期的B組(P＜0.05或＜0.01)。見表4。

表4 BNP測定值pg/ml，

表4 BNP測定值pg/ml，

注:與C1組比較，*P＜0.05;與B1組比較，#P＜0.05;與B2組比較，△P＜0.01;與 C2組比較，☆P＜0.01

BNP A組別組A1組(n=8) 354±78*#A2組(n=5) 322±99△B組B1組(n=9) 490±121*B2組(n=7) 578±166☆C組C1組(n=10) 171±49 C2組(n=7) 210±60 F 值 7.719*

3 討論

腹主動脈縮窄動物模型通過增加外周循環(huán)阻力，造成慢性壓力超負(fù)荷性心臟肥厚/心力衰竭［4］，在本實(shí)驗(yàn)中大鼠腹主動脈縮窄術(shù)后LVEDP進(jìn)行性升高，從8周開始達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異并持續(xù)于整個觀察期間。用LVEDP＞15 mm Hg作為判斷心力衰竭模型成功的標(biāo)準(zhǔn)［5］，則術(shù)后12周和16周大鼠心力衰竭成模率分別為 55.6%(5/9)和 85.7%(6/7)。

KATP與心臟對生理/病理性血流動力學(xué)負(fù)荷引起的適應(yīng)性反應(yīng)有關(guān)，并將影響到從代償性LVH到慢性充血性心力衰竭的進(jìn)程［6］。吡那地爾是一種選擇性的氰胍類KATP通道開放劑，通過改變KATP通道對ATP的敏感性來使KATP通道開放［7］，具有較強(qiáng)的降壓作用。本實(shí)驗(yàn)從腹主動脈縮窄術(shù)后4周開始用藥，觀察吡那地爾對心臟肥厚和心功能的影響。

腹主動脈縮窄術(shù)后大鼠LVEDP進(jìn)行性升高，從術(shù)后4周開始應(yīng)用吡那地爾治療后，A組大鼠LVEDP術(shù)后12周開始低于B組。提示應(yīng)用吡那地爾治療后大鼠心功能改善從術(shù)后第12周(用藥后8周)開始，術(shù)后16周(用藥后12周)更明顯。A組大鼠舒張功能和收縮功能指標(biāo)都沒有改善，但與B組相比，術(shù)后16周時+dp/dt并未出現(xiàn)進(jìn)行性降低趨勢，而是略有回升，而－dp/dt仍保持下降趨勢，提示收縮功能的改善可能比舒張功能的改善更明顯。

BNP是心功能紊亂最敏感和特異的指標(biāo)之一，可反映高血壓患者的心肌重構(gòu)過程［8］。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腹主動脈縮窄術(shù)后大鼠血清BNP明顯升高，應(yīng)用吡那地爾治療可使大鼠術(shù)后BNP水平明顯低于同時期的未用藥組，與其心功能指標(biāo)的改善相符。

既往研究證實(shí)，肥厚心肌細(xì)胞的KATP通道活性增加，對細(xì)胞內(nèi)ATP敏感性降低，在一定程度上對重塑心臟產(chǎn)生保護(hù)作用［7］。但既往研究或是在培養(yǎng)的心肌細(xì)胞中，或是與缺血再灌注損傷有關(guān)，缺乏在慢性心力衰竭進(jìn)展過程中對KATP通道與整體動物的心功能之間關(guān)系的研究。本研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用KATP通道開放劑吡那地爾可明顯改善慢性壓力超負(fù)荷性心力衰竭模型大鼠的心功能指標(biāo)，為研發(fā)防治心力衰竭的新型心血管藥物提供新的思路。

1 Hunt SA，Abraham WT，Chin MH，et al.2009 focused update:ACC/AHA guidelines for the diagnosis and management of heart failure in adults:a report of the american college of cardiology foundation/American heart association task force on practice guidelines.Circulation，2009，119:e391-479.

2 Noma A.ATP-regulated K+channels in cardiac muscles.Nature，1983，305:147-148.

3 Kane GC，Liu XK，Yamada S，et al.Cardiac KATP channels in health and disease.J Mol Cell Cardiol，2005，38:937-943.

4 Anne B，Johann B，Wolfgang L，et al.Endothelial dysfunction coincides with an enhanced nitric oxide synthase expression and superoxide anion production.Hypertension，1997，30:934-941.

5 Tonnessen T，Christensen G，Oie E，et al.Increased cardiac expression of endothelin-1 mRNA in ischemic heart failure in rats.Cardiovasc Res，1997，33:601-610.

6 Kane GC，Liu XK，Yamada S，et al.Cardiac KATP channels in health and disease.J Mol Cell Cardiol，2005，38:937-943.

7 Fan Z，Nakayama K，Hiraoka M.Multiple actions of Pinacidil on adenosine triphosphate-sensitive potassium channels in guinea-pig ventricular myocyte.J Physiol，1990，430:273-295.

8 Uusimaa P.Plasma B-type natriuretic peptide reflects left ventricular hypertrophy and diastolic function in hypertension.Int J Cardiol，2004，97:251-256.