朱永明

延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院(延安 716000)

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重組人生長激素對心力衰竭大鼠心臟結(jié)構(gòu)及功能的影響

朱永明

延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院(延安 716000)

目的：探討重組人生長激素(rh-GH)對心力衰竭大鼠心臟結(jié)構(gòu)及功能的影響。方法：將30只清潔級SD大鼠分為3組，即空白組、模型組與rh-GH組，各10只?？瞻捉M不予處理，常規(guī)喂養(yǎng)；模型組、rh-GH組均采用阿霉素法建立心力衰竭大鼠模型；模型組建模后每日皮下注射等劑量生理鹽水；rh-GH組建模后每日皮下注射0.4 U/kg rh-GH，均連續(xù)注射1個月。采用心臟彩色多普勒診斷儀測定各組大鼠心臟功能的變化，記錄LVDD、LVSD、LVPWT、IVS、EF，測定LVSP、CVP、LVEDP，取頸動脈血測定NT-proBNP、TNF-α、cTnⅠ水平，并處死大鼠，取心臟組織，觀察心肌超微結(jié)構(gòu)的變化，測定心肌間質(zhì)纖維化程度。結(jié)果：與空白組比較，模型組、rh-GH組LVDD、LVSD增加，LVPWT、IVS、EF降低(P<0.05)；與模型組比較，rh-GH組LVDD、LVSD降低、LVPWT、IVS、EF上升(P<0.05)。與空白組比較，模型組、rh-GH組LVSP降低，CVP、LVEDP上升(P<0.05)；與模型組比較，rh-GH組LVSP上升，CVP、LVEDP降低(P<0.05)。與空白組比較，模型組、rh-GH組LVSP降低，cTnⅠ、NT-pro BNP、TNF-α均上升(P<0.05)；與模型組比較，rh-GH組cTnⅠ、NT-pro BNP、TNF-α均降低(P<0.05)。與空白組比較，模型組、rh-GH組心肌間質(zhì)纖維指數(shù)上升(P<0.05)；與模型組比較，rh-GH組心肌間質(zhì)纖維指數(shù)下降(P<0.05)。結(jié)論：rh-GH可改善心力衰竭大鼠心臟功能、心臟結(jié)構(gòu)，減輕心肌間質(zhì)纖維化程度。

Kew words Heart failure，congestive/drug effects Somatropin Heart function test Hemodynamics

重組人生長激素(rh-GH)為人工合成的代謝激素，目前已被證實可降低應(yīng)激反應(yīng)，改善機體營養(yǎng)、免疫狀態(tài)[1]。近年來，細胞因子、神經(jīng)內(nèi)分泌因子在心力衰竭中的作用逐漸被認可，較多研究均發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)內(nèi)分泌因子、細胞因子干預(yù)可延緩心衰進展，改善心肌功能[2]。GH為腺垂體合成及分泌的激素之一，可刺激骨骼生長，改善機體代謝，且其在心血管病治療中的作用已引起研究者的廣泛關(guān)注。張英萍等[3]發(fā)現(xiàn)其可通過自分泌與旁分泌，刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)、局部器官產(chǎn)生胰島素樣生長因子，直接或間接作用于心臟組織，提升心臟收縮能力，減輕心臟負荷，改善心功能，延緩心肌細胞凋亡。rh-GH則與內(nèi)源性GH結(jié)構(gòu)相似，具備與生長激素相同的作用，但目前尚未明確rh-GH在心力衰竭中的作用機制。為探討rh-GH對心力衰竭的干預(yù)作用及其相關(guān)機制，本研究建立了心衰大鼠模型，研究了rh-GH對心衰大鼠心臟功能及結(jié)構(gòu)的影響，現(xiàn)報告如下。

材料與方法

1 實驗動物 清潔級SD大鼠30只(湖南斯萊克景達實驗動物有限公司提供)，♂，體質(zhì)量200～250(225±20)g，標(biāo)準(zhǔn)動物飼料喂養(yǎng)，自由飲水，室溫20～25(23.4±0.9)℃，相對濕度45～65(52.6±1.5)%。

2 藥品、試劑 rh-GH(長春金賽藥業(yè)有限責(zé)任公司)，烏拉坦(上海貝合化工有限公司)，肝素(北京格源天潤生物技術(shù)有限公司)，鹽酸阿霉素(深圳萬樂藥業(yè)有限公司)，水合氯醛、乙醇(重慶試劑廠)，二甲苯(上?；瘜W(xué)試劑廠)，TNF-α ELISA試劑盒(天津九鼎醫(yī)學(xué)生物工程有限公司)，大鼠cTnⅠ ELISA試劑盒、NT-pro BNP試劑盒(上海西塘生物科技有限公司)。

3 儀 器 彩色多普勒診斷儀(德國SIEMENS公司)，透射電鏡(荷蘭Philips公司)，普通光學(xué)、偏光顯微鏡(德國leica公司，日本Olympus公司)，Medlab生物信號采集處理系統(tǒng)(南京美易科技有限公司)，放射免疫分析儀(北京科思佳科技有限責(zé)任公司)，細胞圖像分析儀(北京大恒圖像視覺有限公司)，石蠟包埋機、切片機(德國leica公司)，離心機(北京醫(yī)用離心機廠)，全自動放免計數(shù)儀(中國科技大學(xué)實業(yè)總公司)，低溫冰箱(青島電冰箱總廠)，天平(上海分析儀器廠)。

4 建模、分組及處理 將30只SD大鼠均分為空白組、模型組、rh-GH組各10只，除空白組外均采用阿霉素法[5]建立心力衰竭大鼠模型，腹腔注射阿霉素，2.5 mg/kg，3次/周，注射1周后，間隔2周后注射1周，重復(fù)6次，總劑量為15 mg/kg，若大鼠左心室收縮功能迅速減退，心肌細胞水腫或變性，間質(zhì)內(nèi)可見毛細血管擴張增生視為造模成功。rh-GH組建模后，每日皮下注射0.4 U/kg rh-GH，連續(xù)注射1個月；模型組每日經(jīng)皮下注射等量生理鹽水，時間為1個月；空白組正常進食，自由飲水，不予其他處理。三組均于2個月后觀察各項。

5 觀察指標(biāo)

5.1 心臟功能測定：腹腔注射5 ml/kg 烏拉坦(20%)行腹腔麻醉，經(jīng)頸動脈逆行插管至左心室，采用彩色多普勒診斷儀測定LVDD、LVSD、LVPWT、IVS、EF，完成超聲檢查后，分離右側(cè)頸動脈，插管，連接生理儀，測定LVEDP、CVP、LVSP等指標(biāo)的變化。

5.2 血清生化指標(biāo)測定：眼眶采血，肝素抗凝，混合15 min，靜置2 h，離心10 min，冷凍待測，采用單克隆夾心酶聯(lián)免疫法測定cTnⅠ，采用ELISA法測定NT-pro BNP水平，采用放射免疫法測定TNF-α水平，均嚴格參照試劑使用說明操作。

5.3 心臟病理觀察：完成上述各項檢測后處死大鼠，留取心臟組織，取心肌組織，沖洗、脫水、石蠟包埋，切片，Masson染色，光鏡下觀察心肌間質(zhì)纖維化程度，采用細胞圖像分析儀計算間質(zhì)纖維容積指數(shù)(間質(zhì)纖維面積/總面積×100%)；并采用透射電鏡觀察心肌超微組織結(jié)構(gòu)的變化。

結(jié) 果

1 各組彩色多普勒診斷結(jié)果比較 見表1。與空白組比較，模型組、rh-GH組LVDD、LVSD增加，LVPWT、IVS、EF降低(P<0.05)，與模型組比較，rh-GH組LVDD、LVSD降低、LVPWT、IVS、EF上升(P<0.05)。

表1 各組彩色多普勒診斷結(jié)果比較±s)

注：與空白組相比，*P<0.05；與模型組比較，#P<0.05

2 各組血流動力學(xué)指標(biāo)比較 見表2。與空白組比較，模型組、rh-GH組LVSP降低，CVP、LVEDP上升(P<0.05)，與模型組比較，rh-GH組LVSP上升，CVP、LVEDP降低(P<0.05)。

表2 各組血流動力學(xué)指標(biāo)比較

注：與空白組相比，*P<0.05；與模型組比較，#P<0.05

3 各組生化指標(biāo)比較 見表3。與空白組比較，模型組、rh-GH組LVSP降低，cTnⅠ、NT-pro BNP、TNF-α均上升(P<0.05)，與模型組比較，rh-GH組cTnⅠ、NT-pro BNP、TNF-α均降低(P<0.05)。

表3 各組生化指標(biāo)比較±s)

注：與空白組相比，*P<0.05；與模型組比較，#P<0.05

4 各組心肌間質(zhì)纖維程度及心肌超微結(jié)構(gòu)比較見表4。與空白組比較，模型組、rh-GH組心肌間質(zhì)纖維指數(shù)上升(P<0.05)，與模型組比較，rh-GH組心肌間質(zhì)纖維指數(shù)下降(P<0.05)。光鏡下觀察，空白組心肌細胞排列整齊、規(guī)律，未見心肌細胞變性、破壞或增大；模型組心肌細胞可見小塊壞死，肌絲排列紊亂，粗細不均，伴灶性溶解，可見不同程度空泡變性與顆粒變性，細胞核增大，心肌細胞間質(zhì)纖維組織明顯增加，間質(zhì)可見淋巴結(jié)浸潤，肌漿網(wǎng)、橫管系統(tǒng)均見擴張；rh-GH組心肌細胞變性、壞死程度減輕，范圍小，呈局灶性變化，少見淋巴結(jié)浸潤，心肌細胞排列略紊亂。

表4 各組心肌間質(zhì)纖維程度比較±s)

注：與空白組相比，*P<0.05；與模型組比較，#P<0.05

討 論

心力衰竭為心血管疾病的重要死亡原因，且報道顯示：其發(fā)病率呈逐漸上升趨勢[4]。心力衰竭后，左心室繼發(fā)擴張， 可導(dǎo)致心功能不全，誘導(dǎo)心肌細胞凋亡，激活金屬蛋白酶、膠原酶，導(dǎo)致心肌細胞增生，引起心室重構(gòu)。以往對心力衰竭患者的治療多采用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)類藥物，研究證實其可延緩左室重構(gòu)，阻斷心室擴大，降低外周血管阻力，改善左室收縮及舒張功能，目前已成為預(yù)防及治療左室重構(gòu)的有效的藥物[5]。但Hudson 等[6]發(fā)現(xiàn):ACEI類藥物僅可阻斷由ACE途徑產(chǎn)生的AngⅡ。近期也有研究者發(fā)現(xiàn)，生長激素與胰島素樣生長因子1(IGH-1)可參與心肌肥厚及心肌結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，在心衰發(fā)生及進展過程中有重要作用，且心肌表層GH受體表達高于其他組織[7]。

GH對心臟功能的調(diào)節(jié)主要通過GH/IGF-1軸來實現(xiàn)，其可直接增加心肌細胞收縮能力，增大心肌細胞體積；同時可改善心輸出量，增加心肌細胞基質(zhì)，降低收縮末期室壁壓力，減少能耗，降低心肌氧耗量，增加血容量，減輕炎癥反應(yīng)，對抗心肌缺血[8]。韓曦等[9]對心力衰竭大鼠給予GH干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其可抑制模型大鼠心室重構(gòu)，延緩心室重構(gòu)，避免室壁變薄。Wang 等[10]建立心力衰竭大鼠模型后，分別予以安慰劑及GH干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GH組大鼠心功能各指標(biāo)均明顯改善，血管外周阻力降低，每搏量及心輸出量均增加，證實GH對心力衰竭大鼠有較好的治療效果。GH經(jīng)由腺垂體合成與分泌，可刺激骨骼及肌肉生長，且在維持心臟正常功能及結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用。rh-GH則與內(nèi)源性GH有相似的作用，可縮小心臟管腔，減輕心室重構(gòu)，對心功能及心臟血流動力學(xué)均有一定的改善作用。

本研究建立心衰大鼠模型，并給予rh-GH干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療1個月后，rh-GH組LVDD、LVSD縮小，LVPWT、IVS增厚，EF明顯上升，表明rh-GH可逆轉(zhuǎn)心衰大鼠心室重構(gòu)，改善其心臟功能。LVSD、LVPWT、IVS、LVDD、EF均為反映左心室收縮及舒張功能的重要指標(biāo)[11]，而rh-GH可增加心肌細胞收縮成分，減輕心腔擴張，減少室壁應(yīng)激，增加心室壁厚度，優(yōu)化心臟收縮功能。cTnⅠ則為提示心肌細胞受損的關(guān)鍵因子，其表達上升，提示心肌損傷程度增加，下調(diào)則表示心肌損害得到修復(fù)。NT-pro BNP則為反映心腎綜合功能的有效指標(biāo)，是心臟分泌的神經(jīng)內(nèi)分泌激素，是診斷及評定心衰預(yù)后的關(guān)鍵指標(biāo)，左室室壁壓力上升可促進心肌細胞分泌大量NT-pro BNP，同時心肌缺氧、缺血亦可上調(diào)NT-pro BNP表達。TNF-α則為具備多種生物效應(yīng)的細胞因子，經(jīng)由活化單核/巨噬細胞分泌，一般其表達水平與心衰程度呈正相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，rh-GH組cTnⅠ、NT-pro BNP、TNF-α均降低，與模型組對比差異有統(tǒng)計學(xué)意義，與空白組趨向一致，表明rh-GH可減輕心衰程度，促進心肌細胞修復(fù)。其機制可能與rh-GH可促進心肌細胞存活，抗心肌細胞凋亡，減輕腦水腫有關(guān)，同時其可促進微血管生成，改善缺血區(qū)灌注，促進神經(jīng)修復(fù)及再生。

此外，心力衰竭以心肌間質(zhì)纖維化為特征。本研究中，模型組心肌間質(zhì)纖維指數(shù)較空白組上升，表明其心肌間質(zhì)纖維化程度上升，給予rh-GH干預(yù)后，rh-GH組心肌間質(zhì)纖維指數(shù)下調(diào)，提示rh-GH可抑制心肌間質(zhì)纖維增生，減輕心肌纖維化。由此可知，采用rh-GH可改善心力衰竭大鼠心臟功能及結(jié)構(gòu)，減輕心肌間質(zhì)纖維化程度，可作為心力衰竭藥物治療研究的新靶點。

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(收稿：2016-09-22)

Effects of recombinant human growth hormone on cardiac structure and function in rats with heart failure

Zhu Yongming.

Medical College of Yan’an University(Yan’an 716000)

Objective:To investigate the effect of recombinant human growth hormone (rh-GH) on cardiac structure and function in rats with heart failure. Methods:Thirty clean SD rats were divided into 3 groups, namely, the blank group, the model group and the rh-GH group, 10 rats in each group. The blank group was not treated and was given conventional feeding; The model group and rh-GH group were used to establish rat model of heart failure with adriamycin. After modeling, the model was subcutaneously injected with isodose normal saline every day while rh-GH group was subcutaneously injected with 0.4 U/kg rh-GH and were injected for 1 month. The color Doppler echocardiography was performed to determine the changes of cardiac function in rats.LVDD,LVSD,LVPWT,IVS and EF were recorded.LVSP,CVP and LVEDP were determined. The carotid arterial blood was collected to determine the levels of NT-proBNP,TNF-α and cTnI. Then, the rats were killed and heart tissues were taken to observe the changes of myocardial ultrastructure and determine the degree of myocardial interstitial fibrosis. Results :Compared with the blank group, LVDD and LVSD of the model group and rh-GH group were higher while LVPWT, IVS and EF were lower (P<0.05). Compared with model group, LVDD and LVSD of rh-GH group were lower while LVPWT, IVS and EF were higher (P<0.05); Compared with the blank group, LVSP of the model group and rh-GH group were lower while CVP and LVEDP were higher (P<0.05). Compared with model group, LVSP of rh-GH group was higher while CVP and LVEDP was lower (P<0.05); Compared with the blank group, LVSP of the model group and rh-GH group were lower while cTn I, NT-proBNP and TNF-α were higher (P<0.05). Compared with the model group, cTn I, NT-proBNP and TNF-α in rh-GH group were lower (P<0.05); Compared with the blank group, myocardial interstitial fibrosis indexes of the model group and rh-GH group increased (P< 0.05). Compared with the model group, interstitial fibrosis indexes of the rh-GH group decreased (P< 0.05). Conclusion:Rh-GH can improve cardiac function and structure in rats with heart failure and reduce the degree of myocardial interstitial fibrosis.

心力衰竭，充血性/藥物作用 生長激素(人) 心臟功能試驗 血流動力學(xué)

R541.61

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.01.003