曲美他嗪对心衰大鼠心脏功能和脂肪酸代谢的影响

陶志强 高 想 姜卫东 唐艳芬 蒋凤荣 张锋莉

(南通市中医院心内科，江苏 南通 226001)

游离脂肪酸(FFA)代谢增加具有“心肌毒性”作用，在心力衰竭交感系统活性增强时更为严重。研究表明，使用胰岛素和(或)葡萄糖降低血FFA水平，抑制FFA进入线粒体，或者使用FFA氧化抑制剂曲美他嗪可改善心肌缺血状态〔1〕。临床上使用曲美他嗪治疗缺血性心肌病取得了良好的效果，本研究探讨降低FFA代谢对衰竭心肌的保护作用及可能机制。

1 材料与方法

1.1药品与试剂 曲美他嗪(批号：660104)，北京赛科药业有限责任公司生产，抗体由美国B&R公司提供，引物由南京生物工程有限公司提供，其他化学试剂均为分析纯。

1.2动物造模与分组 SD大鼠，雄性，体重(220±10) g，共24只，由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供〔许可证号：SCXK(沪)2007-0005〕。参照文献〔2〕采用腹主动脉缩窄法制备心脏压力负荷超载心衰模型。主要步骤如下：SD大鼠以2%戊巴比妥钠按30 mg/kg腹腔麻醉，剪毛，开腹并分离暴露腹主动脉，在双侧肾动脉间分离该处腹主动脉，将直径约为0.6 mm的针灸针与腹主动脉平行，1号线结扎固定，拔出针灸针，造成腹主动脉缩窄，依次缝合肌层和皮肤，术后每日腹腔注射0.1 ml庆大霉素预防感染。假手术组除开腹暴露、分离双侧肾动脉间腹主动脉但不行缩窄处理外，其余步骤与模型动物处理一致。实验分组：除正常对照(假手术)组外，随机分为模型组、曲美他嗪低和高剂量组，每组6只。所有动物均常规喂养。实验在南京中医药大学实验动物中心进行〔许可证号：SYXK(苏)2005-0009〕。

1.3给药方法 正常对照组：手术分离腹主动脉，不进行缩窄处理，手术4 w后双蒸水灌胃，1次/d。模型组：造模4 w后，双蒸水灌胃，1次/d。曲美他嗪低剂量组：造模4 w后，曲美他嗪5 mg/kg，1次/d，用双蒸水稀释后灌胃。曲美他嗪高剂量组：造模4 w后，曲美他嗪10 mg/kg，1次/d，用双蒸水稀释后灌胃。所有动物均连续灌胃4 w。

1.4观察项目

1.4.1心脏超声检查 大鼠以10%水合氯醛3 ml/kg腹腔注射麻醉后备皮,应用捷达超声工作站测定左室收缩期内径(LVS)、舒张期内径(LVD)、左室射血分数(LVEF)和短轴缩短率(FS)。

1.4.2Real-Time PCR定量分析神经激素相关基因脑钠肽(BNP)、心钠肽(ANP)、尿钠肽受体(NPRC)mRNA表达 用Trizol试剂抽提细胞总RNA，取2 μg RNA逆转录制备cDNA。Real-Time PCR反应体系包括1 μl的cDNA模板(1%的RT产物)、7.5 μl SYBR Green Mix(Takara)及10 μmol/L终浓度的上、下游引物，加入H2O补足15 μl，扩增条件为95℃ 5 s总变性以及95℃ 5 s、 60℃ 31 s循环40次。目的基因的mRNA水平用β-actin内参校正，并将对照组细胞的表达水平设定为1。所有样品每个基因的PCR反应均为3孔，实验重复至少3次。引物序列分别为：BNP上游5′-TGGGCAGAAGATAGACCGGA-3′；下游5′-ACAACCTCAGCCCGTCACAG-3′；ANP上游5′-AACCTGCTAGACCACCTG-3′；下游5′-TTTTCAAGAGGGCAGATC-3′；NPRC上游5′-CGAGTATGGAAGCGAAGGTT-3′；下游5′-GGGAAATTGAGTTTGGGTTG-3′；β-actin上游5′-ATCATGTTTGAGACCTTCAAC-3；下游5-TTCATCTTCATGGTGCTAGGA-3′。

1.4.3电镜 放血处死大鼠，取大鼠左心室心肌，2.5%戊二醛固定后送南京农业大学生命科学院检测，电镜观察心肌细胞线粒体结构变化。

1.4.4放射免疫法血清生化学检测FFA、乳酸(LD) 按南京建成生物工程公司说明书进行操作。

2 结 果

2.1超声心动图 模型组LVS、LVD明显增大，LVEF、FS明显下降(P<0.01)；曲美他嗪治疗后恢复，以高剂量组较明显(P<0.01)。见表1。

表1 各组LVS、LVD、LVEF、FS、FFA、LD的变化±s，n=6)

2.2各组大鼠血清FFA和LD变化 模型组血清FFA、LD水平升高；曲美他嗪治疗后与模型组比较，FFA、LD水平降低(P<0.05)。见表1。

2.3神经激素相关基因mRNA表达 与正常组比较，模型组BNP、ANP、NPRC mRNA表达增高(3.72±0.43,4.92±0.68,1.86±0.24,P<0.01)，曲美他嗪治疗后表达下调，而高剂量组BNP、ANP、NPRC mRNA下调(1.02±0.16，2.24±0.38，1.26±0.17)，较低剂量组BNP、ANP、NPRC mRNA(2.90±0.21，4.83±0.70，1.68±0.22)下调更明显，组间比较差异有统计学意义(P<0.01)。

2.4电镜 模型组大鼠心肌细胞肌丝排列紊乱，部分溶解，肌膜水肿，局部线粒体增多、肿胀，嵴消失，可见空泡结构；曲美他嗪治疗后未见明显肌丝溶解，肌膜水肿；线粒体增多，基质正常。见图1。

图1 各组线粒体结构变化(×12 000)

3 讨 论

一般情况下，心肌活动所需能量的60%～90%来自FFA，剩余的10%～40%的能量由碳水化合物(葡萄糖、乳酸、酮体)代谢提供。研究表明，心肌细胞在正常供氧情况下，FFA供能时磷氧比值(P/O)为2.85，而利用葡萄糖供能则为3.15。可见，在消耗等量氧气的情况下，脂肪酸代谢途径比葡萄糖途径产生的ATP少。心力衰竭时，心肌缺血缺氧能量生成不足，抑制FFA代谢，增加葡萄糖氧化供能对心肌更有益处。因此，抑制交感神经过度激活，逆转心肌代谢底物转换，改善代谢重构，是CHF代谢治疗的理论基础〔3〕。

曲美他嗪通过抑制长链3酮酰基辅酶A硫解酶(3-KAT)，直接抑制了脂肪酸氧化，同时间接通过增加活化的PDH刺激葡萄糖氧化增加。曲美他嗪可增加高浓度脂肪酸灌注的离体心脏的葡萄糖代谢水平，在心肌缺血时葡萄糖裂解ATP的再合成中需要的氧减少,优化心肌细胞的能量产生,并可维持暴露于缺氧状态下心肌细胞的生长及ATP的含量,保持其电活动的稳定性,减少缺血性挛缩,促进心肌细胞功能恢复，为传统心衰治疗提供了独特的补充和扩展〔4〕。

本研究表明心衰时存在心肌细胞能量代谢的异常。曲美他嗪能降低FFA水平，具有改善心肌能量代谢作用，从而改善心衰大鼠模型的心室重构，降低神经激素相关基因表达，与国内相关报道相似〔5〕。

结合已有研究，分析曲美他嗪对衰竭心肌的保护作用机制为：①促进葡萄糖氧化，利用有限的氧，更有效的产生ATP；②抑制FFA氧化，减少FFA堆积及氧化不全引起的线粒体线粒体应激，线粒体功能得到恢复。Essop等〔6〕认为，心力衰竭时，细胞内FFA浓度升高,导致心肌细胞线粒体内氧化磷酸化与电子传递过程解耦联，从而使心肌细胞有氧代谢效率降低、无效氧耗增加，加重心肌能量代谢障碍；而曲美他嗪可阻断FFA的这种解耦联作用，从而提高心力衰竭时心肌细胞的能量代谢效率，这与我们观点一致，但其中机制需进一步研究。

4 参考文献

1田 颖.心力衰竭代谢重构及相关机制研究〔D〕.重庆：第三军医大学硕士学位论文，2006.

2Anversea P，Hagopian M，Load AV,etal.Quantitative radioautographic localization of protein synthesis in experimental cardiac hypertrophy〔J〕. Lab Invest,1973；29(3)：282.

3祝善俊.代谢重构与慢性心力衰竭〔J〕.中华老年心脑血管病杂志，2007；9(6)：361-3.

4郭施勉,苏文刚,卞申国,等.曲美他嗪对非缺血性扩张型心肌病患者心功能和运动耐力的影响〔J〕.医药导报，2011；30(6):760-1.

5马丕勇,李佳彧,杨 萍,等.曲美他嗪对缺血性心力衰竭大鼠心脏功能与氧自由基代谢的影响〔J〕.中国实验诊断学,2011；15(4):614-6.

6Essop MF,Opie LH.Metabolic therapy for heart failure〔J〕.Eur Heart J，2004;25(20):1765-8.