寧 彬 齊曉勇 李英肖 劉惠良 張飛飛 秦 晨

(河北醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，河北 石家莊 050051)

慢性心力衰竭(CHF)是多種心血管疾病的終末狀態(tài)，其病因多種多樣，不僅存在機(jī)械功能障礙, 還有電生理功能異常。如何確實(shí)、有效地建立動(dòng)物模型，是進(jìn)行充血性心力衰竭治療實(shí)驗(yàn)研究的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本研究通過(guò)升主動(dòng)脈環(huán)扎法建立壓力負(fù)荷型慢性充血性心力衰竭動(dòng)物模型，觀察心力衰竭后心臟機(jī)械和電生理功能的變化。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和分組 選用6月齡新西蘭大白兔30只，體重2.5～3.5 kg，雌雄不拘，由河北醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。隨機(jī)20只兔子為心衰組，10只兔子為假手術(shù)組。心衰組20只術(shù)中死亡3只，12 w后心衰程度沒(méi)滿足入選標(biāo)準(zhǔn)2只，造模成功15只，成功率75%；假手術(shù)組10只術(shù)中無(wú)死亡，12 w后均存活。兔心衰后表現(xiàn)為精神不振、呼吸心率增快、口唇發(fā)紺、體重增加較正常兔明顯減少等。

1.2兔心衰模型的建立 通過(guò)升主動(dòng)脈根部套扎法建立兔慢性心力衰竭模型：3%戊巴比妥鈉溶液1 ml/kg麻醉后，于胸骨左緣2、3、4肋間區(qū)，打開(kāi)胸腔，暴露心臟，于升主動(dòng)脈根部遠(yuǎn)端1.0 cm處游離升主動(dòng)脈根部，測(cè)量主動(dòng)脈周長(zhǎng)，環(huán)扎縮窄后周長(zhǎng)為原周長(zhǎng)的60%，小兒用臨時(shí)起搏電極彎針端縫合于左心室前壁，保持裸露導(dǎo)線與心肌組織接觸，且與胸壁組織絕緣，直針端通過(guò)皮下穿刺固定于頸部，留待以后電生理刺激檢查。對(duì)照組不給予主動(dòng)脈環(huán)扎，其余步驟同心衰組。12 w后測(cè)定心功能，心力衰竭模型建立成功的標(biāo)準(zhǔn)：心臟射血分?jǐn)?shù)(EF)≤40%。

1.3電生理指標(biāo)的測(cè)定 采用EP-WorkMate System心臟電生理刺激儀，對(duì)下列指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

1.3.1舒張期閾值(DT)測(cè)定 以比兔自身心率快10次/min的R-R周期進(jìn)行S1-S1起搏, 脈寬2 ms, 以能引起心室起搏的最小電流強(qiáng)度作為舒張期閾值。

1.3.2有效不應(yīng)期(ERP)測(cè)定 以2倍舒張期閾值進(jìn)行心室S1-S2程控電刺激, 脈寬2 ms, 每8個(gè)S1觸發(fā)1次S2,從舒張期末逐漸向前掃描,S1-S2每次遞減2 ms, 以程序早搏刺激未引起心室應(yīng)激的最長(zhǎng) S1S2間期為ERP。

1.3.3室顫閾值(VFT)的測(cè)定 采用S1S1程控電刺激方案，固定刺激脈寬2 ms，刺激周期110 ms(可適當(dāng)調(diào)整刺激間期，誘發(fā)出室顫)，以1 V開(kāi)始刺激。電壓強(qiáng)度逐漸增加，每次增加0.2 mV。最終以引起室顫的最小電壓值作為室顫闌值。一旦確定室顫發(fā)生, 立即心臟按摩復(fù)律。

1.3.4QT間期離散度(QTcD)測(cè)量 利用針刺電極插入動(dòng)物四肢及胸前皮下記錄12導(dǎo)聯(lián)同步心電圖和多導(dǎo)電生理儀記錄心動(dòng)圖。同一導(dǎo)聯(lián)連續(xù)測(cè)3個(gè)心動(dòng)周期取其平均值測(cè)出QT間期。測(cè)量不同導(dǎo)聯(lián)最長(zhǎng)QT(Qtmax)及最短QT(QTmin), 心率校正的QT(QTc)以Bazzets公式校正，QTc = QT/(R-R), 心率校正的QTcd= QTcmax-QTcmin。

1.4超聲心動(dòng)圖檢查

1.4.1超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)心功的指標(biāo) 在圖像上，采用Teichholz測(cè)定左心室收縮末內(nèi)徑(LVESD)、左心室舒張末內(nèi)徑(LVEDD)、左心室縮短率(LVFS)、室間隔厚度(IVS)、左室后壁厚度(LVPW)和射血分?jǐn)?shù)(LVEF)；將脈沖多普勒取樣容積置于舒張期二尖瓣葉尖之間, 測(cè)量二尖瓣舒張?jiān)缙谘鞣逯?E) 、舒張晚期血流峰值(A) , 并計(jì)算E/A比值；以上各測(cè)量值均取連續(xù)3次測(cè)量的平均值。

1.4.2心室同步性的指標(biāo) 評(píng)價(jià)左室內(nèi)同步性的指標(biāo)包括：①室間隔與左室后壁間的收縮延遲時(shí)間(SPWMD)，即M型超聲所示室間隔和左室后壁達(dá)到最大位移點(diǎn)的時(shí)間差。②心室間機(jī)械延遲(IVMD)：首先測(cè)量主動(dòng)脈射血前時(shí)間(APEI)，即應(yīng)用脈沖頻譜多普勒在心尖五腔心切面主動(dòng)脈瓣口采集脈沖多普勒頻譜，測(cè)量QRS起始點(diǎn)距脈沖多普勒頻譜起始的時(shí)間；然后在大血管短軸切面肺動(dòng)脈瓣口采集脈沖多普勒頻譜，測(cè)量肺動(dòng)脈射血前時(shí)間(PPEI)，兩者之差即IVMD。

2 結(jié) 果

2.1慢性心衰兔電生理各項(xiàng)指標(biāo)變化 術(shù)中電生理檢查假手術(shù)組和心衰組各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)明顯差別(P>0.05)；術(shù)后12 w，心衰組DT、ERP、VFT較假手術(shù)組明顯升高(P<0.05)；而QTcd心衰組較假手術(shù)組相比有增加趨勢(shì)，但無(wú)明顯差異(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組兔術(shù)前術(shù)后電生理各項(xiàng)指標(biāo)變化

2.2慢性心衰兔超聲心動(dòng)圖各項(xiàng)指標(biāo)變化 術(shù)前假手術(shù)組和心衰組超聲心功能各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)明顯差別(P>0.05)；術(shù)后12 w，心衰組IVS、IVPW、LVESD和LVEDD較假手術(shù)組明顯升高(P<0.05)；而LVEF、LVFS和E/A比值心衰組較假手術(shù)組明顯下降(P<0.05)；反映心室機(jī)械收縮不同步指標(biāo)的sPwMD和IVMD，術(shù)后12 w心衰組明顯高于假手術(shù)組(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組兔術(shù)前術(shù)后超聲心動(dòng)圖各項(xiàng)指標(biāo)變化

3 討 論

慢性充血性心力衰竭動(dòng)物模型制作方法主要有心肌缺血型、壓力負(fù)荷型、容量負(fù)荷型和心肌病變型等〔1～3〕, 這些模型的建立研究心力衰竭發(fā)展過(guò)程中的血流動(dòng)力學(xué)改變、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、心肌細(xì)胞和亞細(xì)胞水平的改變提供了重要資料，解決了臨床上有關(guān)心力衰竭病理生理和發(fā)病機(jī)制的相關(guān)問(wèn)題。目前用于建立心力衰竭模型的動(dòng)物有豬、犬、兔、鼠、豚鼠和猴、狒狒等, 以犬、豬和兔用之最多〔4,5〕。豬和犬的心血管系統(tǒng)較為發(fā)達(dá), 神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)較為完善, 是較理想的實(shí)驗(yàn)材料, 不足之處在于體積大, 成本高。而兔的優(yōu)點(diǎn)在于體積比鼠大比豬、犬小, 實(shí)驗(yàn)費(fèi)用相對(duì)大幅降低; 并且在某些細(xì)胞電生理特性方面兔和人較為接近。本實(shí)驗(yàn)使用新西蘭大白兔通過(guò)升主動(dòng)脈環(huán)扎縮窄法建立慢性充血性心衰模型，主動(dòng)脈縮窄術(shù)增加了心臟后負(fù)荷, 促使心肌肥厚, 終致心力衰竭，20只升主動(dòng)脈環(huán)扎縮窄的新西蘭大白兔術(shù)中因氣胸、動(dòng)脈出血死亡3只，2只因12 w后未達(dá)到心衰標(biāo)準(zhǔn)未能入選，心衰造模成功率達(dá)到75%，顯示升主動(dòng)脈環(huán)扎縮窄法建立慢性充血性心力衰竭模型可靠有效。

導(dǎo)致心力衰竭發(fā)生發(fā)展的基本機(jī)制是心肌重構(gòu)。心肌重構(gòu)是由于一系列復(fù)雜的分子和細(xì)胞機(jī)制導(dǎo)致心肌結(jié)構(gòu)、功能和表型的變化。它的特征是：①伴有胚胎基因再表達(dá)的病理性心肌細(xì)胞肥大，導(dǎo)致心肌細(xì)胞收縮力下降，壽命縮短。②心肌細(xì)胞凋亡是心力衰竭從代償走向失代償?shù)霓D(zhuǎn)折點(diǎn)。③心肌細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度纖維化或降解增加。臨床表現(xiàn)為心肌重量、心室容量的增加和心室形狀的改變(橫徑增加呈球狀)〔6〕。本研究12 w 時(shí)心衰組兔有心室舒張功能的受損。大多數(shù)慢性充血性心衰患者在存在心腔擴(kuò)大、心肌收縮力減低的同時(shí)存在不同程度的室壁運(yùn)動(dòng)不同步，包括室間不同步和室內(nèi)不同步〔7〕，本研究運(yùn)用脈沖多普勒通過(guò)主、肺動(dòng)脈射血起始的時(shí)間差(IVMD)作為心室間不同步，應(yīng)用胸骨旁左心室長(zhǎng)軸切面(腱索水平)引導(dǎo)的 M 型，得到室間隔和左心室后壁之間的運(yùn)動(dòng)延遲 (SPWMD)作為室內(nèi)不同步〔8〕，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示心衰組伴有不同程度的左室間和室內(nèi)的收縮不同步。

研究表明在心室重構(gòu)的進(jìn)行過(guò)程中，隨著心臟結(jié)構(gòu)的改變，發(fā)生心臟電活動(dòng)的改變，左室電活動(dòng)的重構(gòu)繼發(fā)于心臟結(jié)構(gòu)的改變〔9〕。心臟電重構(gòu)導(dǎo)致心臟電穩(wěn)定性降低，心臟自律性升高，心室肌細(xì)胞靜息電位和動(dòng)作電位幅度減小，傳導(dǎo)減慢，動(dòng)作電位時(shí)程和不應(yīng)期延長(zhǎng)；同時(shí)存在發(fā)生心律失常的血流動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，容易發(fā)生以室性心動(dòng)過(guò)速和心室顫動(dòng)為代表的惡性心律失常。具體體現(xiàn)為心肌興奮性增高、傳導(dǎo)延遲、復(fù)極不均一，心室肌電異步性明顯增大, 更易形成折返〔10～12〕。以上心臟電生理特性的改變，易于產(chǎn)生室性早搏和持續(xù)性折返，存在引起致命性心律失常的啟動(dòng)和維持的可能〔13〕。本實(shí)驗(yàn)顯示心衰組舒張期閾值、有效不應(yīng)期和室顫閾值較假手術(shù)組明顯下降，顯示了慢性充血性心衰存在心肌興奮性增加，惡性心律失常易感等心電不穩(wěn)定現(xiàn)象。而另一反映心肌復(fù)極不一致的指標(biāo)QT 間期離散度〔14〕，心衰組較對(duì)照組有增加趨勢(shì)，但統(tǒng)計(jì)學(xué)分析沒(méi)有明顯的區(qū)別，考慮與兔心率過(guò)快(200～300次/min)，QTcD過(guò)短有關(guān)。

本研究顯示：升主動(dòng)脈環(huán)扎縮窄法建立慢性充血性心衰動(dòng)物模型可靠有效，心衰后心肌存在顯著心肌收縮、舒張功能機(jī)械障礙，表現(xiàn)為心肌收縮舒張力下降和心室收縮的不同步，同時(shí)心臟電生理活動(dòng)發(fā)生變化，表現(xiàn)為舒張期閾值、有效不應(yīng)期和室顫閾值的降低，是臨床上研究慢性充血性心衰理想的實(shí)驗(yàn)材料。

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