張立敏，李莎，魏紅，劉楠，王盈，張子新，余陸嬌，馬春燕，劉爽

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院1.心血管超聲科；2.心內(nèi)科，沈陽110001）

二維斑點追蹤技術(shù)定量評價法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左心功能的影響

張立敏1，李莎1，魏紅1，劉楠1，王盈1，張子新2，余陸嬌2，馬春燕1，劉爽1

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院1.心血管超聲科；2.心內(nèi)科，沈陽110001）

目的探討二維斑點追蹤技術(shù)（2D-STE）定量評價法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左心結(jié)構(gòu)及功能的影響。方法Wistar大鼠27只，隨機分為對照組（NC組，7只）、造模組（PC組，10只）、法舒地爾組（DI組，10只）。NC組普通飼料喂養(yǎng)。PC組和DI組采用鏈脲佐菌素尾靜脈注射加高脂飲食4周制備糖尿病合并動脈硬化模型，成模后分別給予生理鹽水、法舒地爾4周。觀測各組大鼠左室結(jié)構(gòu)及心肌徑向應(yīng)變率（SrR）、圓周應(yīng)變率（SrC）的收縮期應(yīng)變率峰值（SrR-S和SrC-S）、舒張早期應(yīng)變率峰值（SrR-E和SrC-E）及舒張晚期應(yīng)變率峰值（SrR-A和SrC-A）。結(jié)果PC組舒張末室間隔、左室后壁厚度及舒張/收縮末左室內(nèi)徑均較NC組及DI組增大（P＜0.04），而NC組與DI組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.04）。各組間短軸縮短率的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.04）。PC組心肌SrR、SrC與NC組、DI組相比明顯降低（P＜0.04）；DI組SrR、SrC較NC組降低（P＜0.04），心肌病變較PC組減輕。結(jié)論2D-STE能夠定量評價法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左室結(jié)構(gòu)與功能的影響。

斑點追蹤；糖尿病；動脈硬化；法舒地爾；左室功能

糖尿病是一種多代謝綜合征，糖、脂代謝的紊亂促進(jìn)和加重動脈粥樣硬化的發(fā)生，使心血管并發(fā)癥明顯增多，成為糖尿病患者死亡的主要原因［1］。大量研究［2］證實內(nèi)皮損傷是動脈粥樣硬化形成的始動因素，Rho激酶信號通路參與了動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展，在維持血管內(nèi)皮功能方面有重要作用，而糖尿病心血管疾病早期階段存在血管內(nèi)皮功能障礙［3，4］。法舒地爾作為特異性Rho激酶抑制劑，臨床上已廣泛用于腦血管疾病的治療，但法舒地爾對心血管系統(tǒng)疾病的影響臨床研究較少。本文擬通過應(yīng)用二維斑點追蹤技術(shù)（two dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE），定量評價法舒地爾對糖尿病合并動脈粥樣硬化大鼠心臟功能的影響。

1 材料與方法

1.1 動物及材料

1.1.1 動物：健康雄性Wistar大鼠27只，體質(zhì)量200～220 g，6～8周齡，購自遼寧中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗中心。

1.1.2 藥物及試劑：鏈脲佐菌素（STZ，美國Sigma公司），鹽酸法舒地爾注射液（天津紅日藥業(yè)股份有限公司），高脂飼料（每40 kg配方：基礎(chǔ)飼料78.3%，膽鹽0.2%，谷氨酸鈉1%，膽固醇1.4%，蛋黃粉4%，砂糖6%，花生油8%，甲基硫氧嘧啶20 g），10%水合氯醛。

1.1.3 儀器：OneTouchⅡ型血糖儀，美國BioTek多功能酶標(biāo)儀，GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超聲顯像儀配有S10探頭，頻率4.4～9.0 MHz。Echo PAC超聲工作站。

1.2 方法

1.2.1 分組及模型制備：27只大鼠飼養(yǎng)1周后，隨機分為3組，正常對照組（NC組）7只，造模組（PC組）10只、法舒地爾組（DI組）10只。NC組普通飼料喂養(yǎng)，另2組經(jīng)尾靜脈注射STZ，劑量為40 mg/kg（STZ溶于0.1 mmol/L檸檬酸緩沖液，pH4.4），同時給予維生素D3注射液以總劑量60萬IU/kg分3 d灌胃。3 d后測血糖，空腹血糖＞16.4 mmol/L為糖尿病大鼠。PC組及DI組在此基礎(chǔ)上再連續(xù)喂食高脂飲食4周，經(jīng)腹主動脈超聲檢查有動脈粥樣斑塊形成，即證實為糖尿病合并動脈粥樣硬化大鼠造模成功。NC組及PC組給予生理鹽水，DI組給予法舒地爾10 mg·kg-1·d-1腹腔注射，用藥共4周。

1.2.2 超聲圖像采集：實驗結(jié)束時，給予大鼠10%水合氯醛溶液1 mL/kg腹腔注射麻醉，固定四肢并連接心電監(jiān)護儀，剃除左前胸毛，行常規(guī)二維超聲檢查后，取左室乳頭肌水平短軸切面3個心動周期的二維動態(tài)圖像存儲，幀頻大于190幀/s。

1.2.3 圖像數(shù)據(jù)分析：所有超聲參數(shù)取3個心動周期的均值，測量舒張末室間隔厚度（interventricular septum thickness，IVST）、左室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT）、左室舒張末內(nèi)徑（left ventricular end-diastolic dimension，LVEDd）、左室收縮末內(nèi)徑（left ventricular end-systolic dimension，LVESd），計算短軸縮短率（left ventricular fraction shortening，LVFS）。應(yīng)變參數(shù)：采用EchoPAC7.0.0工作站2D Strain軟件分析左心室短軸二維圖像。手動勾畫心內(nèi)膜邊界，軟件自動勾畫出心外膜邊界，手動調(diào)節(jié)使其與實際心內(nèi)膜和心外膜邊界貼合，并使感興趣區(qū)寬度和實際心肌厚度一致。軟件自動將心肌分為6節(jié)段，測量以下參數(shù)：心肌徑向應(yīng)變率（radial strain rate，SrR）、圓周應(yīng)變率（circumferential strain rate，SrC）的收縮期應(yīng)變率峰值（SrR-S和SrC-S）、舒張早期應(yīng)變率峰值（SrR-E和SrC-E）及舒張晚期應(yīng)變率峰值（SrR-A和SrC-A）。各指標(biāo)均測量3次，取平均值，計算每個指標(biāo)6節(jié)段平均值。

1.3 生化指標(biāo)檢測

所有動物斷頭法處死，采血測血糖、血脂（包括甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇）。

1.4 病理學(xué)檢測

取左心室中段心肌組織，超聲檢測腹主動脈段，10%甲醛固定，石蠟包埋切片，HE染色。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 一般情況

PC組大鼠死亡2只，因此本研究實際檢測大鼠24只，共分析心肌節(jié)段140個，剔除部分追蹤不良節(jié)段，最終納入研究的有效節(jié)段數(shù)為137個。

2.2 生化指標(biāo)檢測結(jié)果

PC組和DI組的甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、血糖水平均明顯高于NC組（P＜0.04），且DI組與PC組相比，上述指標(biāo)均顯著降低（P＜0.04）。PC組和DI組的高密度脂蛋白膽固醇值明顯低于NC組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.04），但DI組與PC組高密度脂蛋白膽固醇相比，雖有升高趨勢，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.04）。見表1。

2.3 病理檢測結(jié)果

病理結(jié)果（圖1）顯示：NC組心肌纖維排列規(guī)則，細(xì)胞核清晰，間質(zhì)無充血、水腫、炎性細(xì)胞浸潤（圖1A）；PC組心肌纖維排列疏松、斷裂，呈凝固性壞死表現(xiàn)，細(xì)胞核空泡狀，局部心肌纖維波浪狀排列，間質(zhì)充血明顯（圖1B）；DI組心肌纖維排列較疏松，呈輕微凝固性壞死，細(xì)胞間質(zhì)可見充血（圖1C）。PC組主動脈病理（圖2）顯示內(nèi)膜向內(nèi)突出，內(nèi)膜下可見空泡，發(fā)生廣泛粥糜樣改變，外膜下炎性細(xì)胞浸潤，證實動脈粥樣硬化造模成功。

表1 各組大鼠生化指標(biāo)檢測結(jié)果Tab.1 Biochemical parameter results of all groups

圖1 各組大鼠心肌HE染色×40Fig.1 HE staining of mouse myocardium of three groups×40

圖2 PC組大鼠主動脈HE染色×40Fig.2 HE staining of mouse aorta of PC group×40

2.4 常規(guī)超聲檢測結(jié)果

PC組與NC組、DI組比較，IVST、LVPWT、LVEDd、LVESd均增大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.04），而DI組與NC組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.04）；PC組的LVFS與NC組和DI組相比有降低趨勢，但三者間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.04）。見表2。

2.5 心肌徑向及圓周應(yīng)變率

PC組大鼠左室SrR-S、SrR-E、SrR-A、SrC-S、SrC-E、SrC-A較NC組及DI組明顯減低（P＜0.04），DI組各數(shù)值較NC組減低（P＜0.04）。見表3及圖3。

3 討論

糖尿病患者心血管事件發(fā)生率是非糖尿病患者的4～4倍，一般認(rèn)為與機體代謝紊亂引起的心肌損傷有關(guān)，有學(xué)者［4］提出了“糖尿病是糖脂病”的概念，臨床上以早期舒張功減低為特征。研究發(fā)現(xiàn)左心室重構(gòu)是糖尿病心肌損傷發(fā)生的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)［6］，是導(dǎo)致糖尿病患者發(fā)生心衰和致死的重要原因。本研究顯示糖尿病合并動脈硬化大鼠左室心肌肥厚，重構(gòu)明顯。

Rho/ROCK激酶信號通路參與多種細(xì)胞功能，如細(xì)胞凋亡、分化與遷移、細(xì)胞骨架重構(gòu)、平滑肌收縮、應(yīng)力纖維的形成等，在糖尿病心血管病變及動脈硬化中起著重要作用［7，8］。法舒地爾通過抑制Rho激酶，可以拮抗炎性反應(yīng)，減輕組織損傷，同時增加內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶的表達(dá)，對組織損傷具有保護作用。同時可以抑制鈣敏化效應(yīng)，擴張血管［9］。許多研究［10］均發(fā)現(xiàn)法舒地爾能改善動脈粥樣硬化患者的內(nèi)皮功能，減少動脈斑塊，并且該作用與法舒地爾對Rho激酶抑制的程度相關(guān)［11］。本研究發(fā)現(xiàn)，DI組大鼠心肌厚度、心室內(nèi)徑較PC組大鼠明顯減小，心肌功能較PC組明顯改善，間接證明法舒地爾對Rho激酶的抑制作用。

表2 各組大鼠超聲檢測結(jié)果Tab.2 Testing results of echocardiographic parameter in all groups

表3 各組大鼠徑向及圓周應(yīng)變率的比較Tab.3 Results of SrR and SrC in all groups

圖3 各組大鼠心肌SrC曲線Fig.3 SrC curves of three groups

左室射血分?jǐn)?shù)及短軸縮短率是臨床評價左心功能的常用方法，但是不能盡早反映心肌局部的功能變化。2D-STE作為超聲新技術(shù)，它基于二維灰階成像，逐幀追蹤心肌組織內(nèi)的斑點信號并進(jìn)行分析，沒有角度依賴性，可更全面、準(zhǔn)確地評價心肌運動［12］。本研究中，雖然各組LVFS比較無明顯差異，但左室SrR、SrC 3組間差異顯著，與病理結(jié)果一致；同時盡管DI組左室內(nèi)徑、心肌厚度較NC組無明顯改變，但SrR、SrC已較NC組減低，提示DI組心肌功能依然受到損害，心肌變形能力減低，這亦與病理結(jié)果一致，因而提示2D-STE能夠在整體心臟收縮功能正常情況下及早發(fā)現(xiàn)心肌病變，定量評價局部心肌運動，較真實反映左室功能。

總之，本研究通過2D-STE技術(shù)，無創(chuàng)地評價了糖尿病合并動脈硬化大鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能，同時定量地檢測法舒地爾對糖尿病合并動脈硬化大鼠左室結(jié)構(gòu)與功能的改善，為進(jìn)一步的臨床應(yīng)用提供有效的信息。

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（編輯 陳姜）

Evaluation of the Efficacy of Fasudilon Left Ventricular Myocardial Function in Diabetic and Atherosclerotic Rats Using Two DimensionalSpeckle Tracking Echocardiography

ZHANGLi-min1，LISha1，WEIHong1，LIUNan1，WANGYing1，ZHANGZi-xin2，YU Lu-jiao2，MAChun-yan1，LIUShuang1
（1.Department of Cardiovascular Ultrasound，The First Hospital，China Medical University，Shenyang 110001，China；2.Department of Cardiology，The First Hospital，China MedicalUniversity，Shenyang 110001，China）

ObjectiveTo establish diabetic and atherosclerosis rat models，and study the effect of fasudil on left ventricular structure and function using two dimensionalspeckle tracking echocardiography（2D-STE）.MethodsA totalof27 healthy Wistarrats，6-8 weeks，were randomly divided into normal control group（NC group，n=7），positive control group（PC group，n=10），and drug intervention group（DI group，n=10）.Tail vein injection of STZ was used to prepare diabetic rats models.High-fat diets were given for 4 weeks.For the drug intervention：during the high fat feed，the DIgroup was administrated with intraperitonealinjection offasudilwith the dose of10 mg·kg-1·d-1for4 weeks.The PC group was given intraperitonealinjection ofphysiologicalsaline with the same dose.Afterconventionalechocardiography，the systolic radialstrain rate（SrR-S）and circumferential strain rate（SrC-S），early diastolic radial strain rate（SrR-E）and circumferential strain rate（SrC-E），late diastolic radial strain rate（SrR-A）and circumferential strain rate（SrC-A）were measured using 2D-STE.ResultsCompared with NC and DI groups，PC group had increased end-diastolic interventricular septum thickness，left ventricular posterior wall thickness，and left ventricular end-diastolic/systolic dimension（allP＜0.04）.No significant difference was observed between DI and NC groups（P＞0.04）.There was no significant difference found among the 3 groups in left ventricular fraction shortening（P＞0.04）.The SrR and SrC were significantly decreased in PC group compared to both NC group and DI group（P＜0.04）.The myocardial tissue was severe swollen，interstitial hyperemia and necrosis in PC group than DI group.However，SrR and SrC scores in DIgroup were stilllowercompare to NCgroup（P＜0.04）.Conclusion2D-STEcan be used forthe evaluation ofimprovementofLV function in diabetic and atherosclerotic rats thatreceived fasudiladministration.

speckle tracking echocardiography；diabetes；atherosclerosis；fasudil；left ventricular function

R440.4

A

0248-4646（2014）04-0328-04

遼寧省教育廳高?？蒲杏媱潱↙2010667）

張立敏（1969-），女，副教授，博士. E-mail：zhanglimin1969@126.com

2014-02-19

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