慢性心力衰竭大鼠心肌纤维化时血浆内皮素-1的动态变化

谢亚芹，彭玉娟

(承德医学院，河北承德 067000)

随着人口老龄化，慢性心力衰竭(chronic heart failure，CHF)已成为一个重要的健康和社会问题，但其发病机制至今尚未完全清楚。近年的研究发现，细胞因子在CHF的发病机制中发挥着重要作用，细胞因子可通过降低心肌收缩力、介导心肌纤维化、促进心肌细胞凋亡等引发或加重CHF。其中，内皮素-1(endothelin，ET-1)可促进心肌细胞和成纤维细胞增殖，从而促进心肌纤维化。本研究采用肾上腹主动脉缩窄术建立CHF大鼠模型，观察CHF大鼠心肌纤维化时血浆ET-1的动态变化，探讨其与心肌纤维化发生发展的关系。

1 材料与方法

1.1 动物模型的制备及分组 雄性Wistar大鼠42只，体重250-270g，购于北京维通利华实验动物技术有限公司，许可证编号:SCXK(京)2006-0009。随机选取8只大鼠作为假手术组，其余34只大鼠采用肾上腹主动脉缩窄法建立CHF大鼠模型[1]:3%戊巴比妥钠(0.15ml/100g)腹腔注射麻醉大鼠，剑突下腹部正中切开皮肤2-3cm，打开腹腔，在左肾动脉上方分离腹主动脉，穿过一条0号丝线，将去尖磨钝的7号手术针置于丝线处，结扎丝线后抽取手术针，确定腹主动脉通畅后关腹。假手术组大鼠仅分离腹主动脉但不做结扎。术后均给予青霉素20万U腹腔注射，连用3d。大鼠术后饲养4w，随机抽取10只大鼠检测血流动力学参数，以左室舒张末压(LVEDP)≥15mmHg作为模型成功的标准[2]。剩余的24只大鼠随机分为3组(n=8):心衰1d、心衰7d和心衰14d组，大鼠分别于术后存活1d、7d和14d。

1.2 指标检测

1.2.1 血流动力学指标:大鼠称体重后经右颈总动脉逆行插管至左心室，另一端接压力换能器输入多媒体生物信号记录仪系统，记录左室舒张末压(LVEDP)和左室内压上升、下降最大速率(±dp/dtmax)。

1.2.2 计算左心室重量指数(LVMI):大鼠监测血流动力学指标后，迅速开胸取出心脏，冰生理盐水洗净，滤纸吸干，沿房室沟剪掉左右心房和主、肺动脉，紧贴室间隔右侧剪下右心室游离壁，剩余部分即为左心室，左心室称重后，取部分左心室入4%多聚甲醛固定。左心室重量与体重比即为LVMI。

1.2.3 心肌组织病理学观察:4%多聚甲醛固定左室心肌常规石蜡包埋，切片(片厚5μm)，HE染色和Masson染色。Masson染色心肌细胞呈红色，胶原呈蓝色。采用MiVnt图像分析系统计算心肌胶原容积分数(collagen volume fraction，CVF)，CVF= 心肌胶原面积/ 视野面积，所有标本均随机选取4个视野(200×)，取平均值。

1.2.4 血浆ET-1的测定:经腹主动脉采血，采用双抗体夹心ABC-ELISA法检测ET-1水平，具体操作按ELISA试剂盒(上海博研生物科技有限公司)说明书进行。

1.3 统计分析 采用SPSS 13.0统计软件进行统计处理，数据以(±s)表示，多组间比较用采用单因素方差分析，两两比较采用q检验，α=0.05为显著性检验的标准。

2 结果

2.1 各组大鼠血流动力学指标 心衰各组与假手术组比较，LVEDP明显升高，±dp/dtmax明显降低(P＜0.01);且随着心衰时间的延长，LVEDP逐渐升高、±dp/dtmax逐渐降低，心衰各组间比较有显著差异(P＜0.01)。表明随着心衰时间的延长，大鼠心功能逐渐恶化(见表1)。

表1 各组大鼠血流动力学指标(±s，n=8)

表1 各组大鼠血流动力学指标(±s，n=8)

与假手术组比较:aP＜0.01;与心衰1d组比较:bP＜0.01;与心衰7d组比较:cP＜0.01

组别 LVEDP(mmHg)+dp/dtmax(mmHg/s)-dp/dtmax(mmHg/s)假手术组 6.12±0.91 5544.42±252.66 4860.58±265.82心衰1d组 15.98±1.67a 4652.33±236.87a 3577.24±237.58a心衰7d组 18.61±2.29ab 4348.97±222.58ab 3016.88±152.94ab心衰14d组 21.29±1.55abc 3962.43±132.24abc 2709.16±206.89abc

2.2 各组大鼠的LVMI 与假手术组比较，心衰各组大鼠的LVMI明显升高(P＜0.01);且随着心衰时间的延长，LVMI逐渐升高，心衰各组间比较有显著差异(P＜0.01，P＜0.05)。见表2。

2.3 各组大鼠心肌病理学观察结果 HE染色:假手术组大鼠心肌细胞排列整齐，形态正常，胞浆纹理清晰;随着心衰时间的延长，逐渐出现心肌细胞肥大，心肌纤维排列紊乱，呈现波浪状，甚至断裂。Masson染色:假手术组大鼠心肌无明显胶原沉积，随着心衰时间的延长，心肌胶原沉积逐渐增多。心衰各组与假手术组比较，CVF明显升高(P＜0.01);且随着心衰时间的延长，CVF逐渐升高，心衰各组间比较有显著差异(P＜0.01，P＜0.05)。见表2。

表2 各组大鼠的LVMI、CVF和血浆ET-1水平(±s，n=8)

表2 各组大鼠的LVMI、CVF和血浆ET-1水平(±s，n=8)

与假手术组比较:aP＜0.01;与心衰1d组比较:bP＜0.01;与心衰7d组比较:cP＜0.05，dP＜0.01

组别 LVMI(mg/g)CVF(%)ET-1(ng/L)假手术组 2.11±0.12 7.78±1.30 124.01±11.89心衰1d组 2.55±0.18a 14.57±1.78a 182.55±19.16a心衰7d组 2.89±0.27ab 22.40±2.35ab 219.17±26.55ab心衰14d组 3.18±0.27abc 24.98±2.84abc 292.27±28.64abd

2.4 各组大鼠血浆ET-1水平 与假手术组比较，心衰各组大鼠血浆ET-1水平明显升高(P＜0.01);且随着心衰时间的延长，血浆ET-1水平逐渐升高，心衰各组间比较有显著差异(P＜0.01)。见表2。

3 讨论

CHF为各种心脏疾病的终末期表现，是导致心脏病患者死亡的重要原因。CHF是多种神经内分泌因子和细胞因子长期、慢性作用的结果，病理改变的核心是心肌纤维化[3]。心肌纤维化的形成限制心肌活动，降低心室的顺应性，影响心肌的收缩和舒张功能，促使心功能恶化[4]。因此，如何防治心肌纤维化已成为近年来研究的热点。本研究采用缩窄腹主动脉的方式复制慢性心力衰竭模型，通过Masson染色发现在慢性压力超负荷心力衰竭中存在明显的心肌纤维化。

ET-1是机体内一种强烈的缩血管物质，由血管内皮细胞和心肌细胞等分泌产生[5]。ET-1可促进心肌细胞、血管平滑肌细胞等合成和释放AngⅡ，并可促进心脏成纤维细胞的增殖和胶原的合成[6]。研究发现，CHF时可伴有ET-1水平的增高[7]。一氧化氮(NO)是一种有效的抗心肌纤维化因子，NO合成或分泌不足可促使AngⅡ诱发心肌纤维化。ET和NO在心肌纤维化中的作用相互拮抗，ET-1通过与受体结合调节NOS的活性和NO的产生，而NO可通过cGMP在多种水平对抗ET- 1的有害效应，维持正常的心血管功能[8]。在正常生理状态下二者处于动态平衡，一旦平衡被打破，将导致血流动力学改变，造成心功能恶化，从而导致心力衰竭。

本研究发现，在压力负荷下形成CHF的过程中伴有血浆ET-1水平的显著升高，并且随着心衰时间的延长及心肌纤维化程度的增加而逐渐增高。提示ET-1可能参与了心肌纤维化的形成过程。因此提示，通过药物抑制ET-1的过度表达及活性来抑制心肌纤维化的发展可能为防治心肌纤维化提供新思路。

[1]李昌繁，江时森.心力衰竭动物模型的研究进展[J].医学研究生学报，2007，20(5):532-534.

[2]程劲松，赵玉兰，杨树涵，等.坎地沙坦抑制慢性心衰大鼠心肌纤维化并降低心肌转化生长因子β1、结缔组织生长因子表达[J].中国药学杂志，2009，44(11):832-835.

[3]Chen KH, Guo X, Ma D, et al.Dysregulation of HSG triggers vascular proliferative disorders[J].Nat Cell Biol,2004,6(9):807-808.

[4]Takeda N, Manabe I, Uchino Y.Cardiac fibroblasts are essential for the adaptive response of the murine heart to pressure overload[J].J Clin Invest,2010,120(1):254-265.

[5]郑婧，任利群.内皮素-1在充血性心力衰竭发生发展中的作用[J].医学综述，2010，16(20): 3133-3135.

[6]Piacentini L, Gray M, Honbo NY, et al.Endothelin-1 stimulates cardiac fibroblast proliferation through activation of protein kinase C[J].J Mol Cell Cardiol, 2000,32(4):565-576.

[7]Ohmae M.Endothelin-1 levels in chronic congestive heart failure[J].Wien Klin Wochenschr, 2011, 123(23-24): 714-717.

[8]Tomic M, Galesic K, Markota I.Endothelin- 1 and nitric oxide in patients on chronic hemodialysis[J].Ren Fail,2008,30(9):836-842.