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1、心肌肥厚是心脏对慢性压力或容量超负荷产生的靶器官反应，见于高血压心脏病、肺动脉高压及慢性充血性心力衰竭等。心肌肥厚的基本变化不仅是心肌细胞的肥大与增生，也有非心肌细胞如成纤维细胞、胶原细胞、血管细胞及蛋白质、酶等的生成、增殖与增生，伴有心室形态与结构的改变和心肌机械功能的减退等。心肌肥厚中最常见的是高血压病引起的左室肥厚(LVH)，为高血压的主要靶器官损害之一。中医学中虽无心肌肥厚的名词，但有“阳化气，阴成形”，“阳生阴长”等论述。现代研究表明，LVH是一种极其重要的、独立的心血管危险因素，可使心肌缺血、心律失常、心力衰竭和淬死的几率增加610倍13。所以有关左室肥厚的动物模型研究有助于了解本

2、病的病因，病机，对探讨其诊治办法，开发有效的防治药物有重要意义。现就近几年有关左心室肥厚的动物模型研究进行简单总结，以供大家参考。1.实验动物的选择进行心肌肥厚研究的动物以SD大鼠、白发性高血压大鼠、WKY(Wistarkyoto)大鼠最为常用，仓鼠4及转基因小鼠也可制作动物模型。2.动物模型2.1压力负荷性心肌肥厚模型57体重200g左右的大鼠，雄雌兼用，戊巴比妥钠(30mg/kg体重)腹腔注射麻醉，背位固定于手术台，手术野剪毛，皮肤消毒，腹正中切口，打开腹腔。在左肾动脉分叉处上方分离腹主动脉，将腹主动脉与7号或9号注射器针头(磨去针尖)共同结扎(3-0号丝线)，然后抽出注射器针头，使该部位

3、动脉形成狭窄(狭窄程度6570)，然后逐层缝合腹部切口、关腹。假手术组除不用丝线结扎腹主动脉外，其余操作步骤相同。术后每天用青霉素5万U/只肌内注射一周。一般术后34天大鼠心肌开始肥厚，23周达稳定高峰。该模型通过缩窄部分腹主动脉，造成心脏后负荷增加而导致心肌肥厚，此外，由于肾血流量相对减少，血管紧张素等体液因素也参与心肌肥厚形成。该模型形成心肌肥厚时间较短，操作方便，重复性好，应用较多。但是术后早期动物死亡率较高(约2030)，可能与急性心功能不全有关。2.2肾型高血压大鼠心肌肥厚模型6,9体重200g左右的大鼠，雄雌兼用，戊巴比妥钠(30mg/kg体重)腹腔注射麻醉后在背部或腹部切口，分离

4、左肾动脉，在近主动脉端用U形银夹(内径为0.20.3mm)缩窄，可作一肾一夹型或两肾一夹型(不触及对侧肾)。假手术组除不夹肾动脉外，其余过程相同。术后第46周血压平稳上升到180mmHg左右，血压升高8周后可形成高血压LVH，如研究逆转LVH的药理，可在血压平稳上升后89周给药。该模型属高肾素型，左肾动脉狭窄可造成肾脏缺血，导致肾内生成肾素，从而增加血中Ang含量，致使血压升高，适于研究高肾素型心肌肥厚情况。肾动脉狭窄程度非常重要，夹的太松血压不升高，夹得太紧容易造成肾脏坏死。使血流量减少原水平5070左右比较适宜。2.3SHR心肌肥厚模型6SHR出生后血压随鼠龄的增长而不断升高，4周龄时心肌

5、重量即开始增加，34个月 血压即已稳定升高，心肌肥厚亦加重。SHR心肌肥厚以LVH为主，但亦可能伴发肺动脉高压及右心室肥厚。SHR心肌肥厚心脏超微结构改变，主要为心肌细胞线粒体肿胀，形态大小不一，肌原纤维排列紊乱，细胞膜增大，染色体增多等。如果研究药物的预防作用，则需在SHR出生4周开始给药，如果研究药物逆转肥厚的效果，则需在SHR出生后1014周龄给药，可以持续给药912周。本模型与临床高血压的病理生理过程最接近，是研究人类高血压心肌肥厚的重要动物模型。但是SHR需要长期饲养，约40周。饲养条件要求较高，饲料配比有特殊要求。2.4容量负荷性心肌肥厚模型6、13体重200g左右SD大鼠，雌雄兼

6、用，实验室饲养2周后，用2.5氯胺酮20mg/kg腹腔注射麻醉，背位固定，手术野剪毛，消毒皮肤，腹部正中线切口，切除左肾，不触及右肾，术后l周给大鼠皮下注射去氧皮质酮5mg/kg体重(溶于吐温-80，羟甲基纤维素钠和1氯化钠中)，每周7次，共9周。常规饲料饲养，并给1氯化钠溶液自由饮用，每周测一次空腹体重及清醒状态下尾动脉血压。术后5周，大鼠血压达160mmHg以上为高血压。术后8周，大鼠左心室已肥厚。如为预防LVH，则于LVH已稳定后的第9周给药，给药持续9周。大鼠给予去氧皮质酮加盐水，形成容量过负荷高血压心肌肥厚模型，属内分泌型(低肾素型)高血压肥厚型，以心脏容积增大为特征，属离心性肥厚状

7、态。该模型建立所需时间较长，费用较大；为使大鼠血压升高，实验过程中给予1氯化钠。2.5大鼠动静脉造瘘致容量超负荷模型910大鼠麻醉后开腹，分离腹主动脉和下腔静脉用血管夹阻断血流。用9号针头斜向上穿刺静脉壁，继续进针刺静动脉联合壁。退出针头，9/0线缝合静脉壁的创口。松开血管夹，下腔静脉变红则证实造瘘成功。动静脉造瘘后，动脉血流入下腔静脉，回心血量增加，增加心脏容量负荷，最终导致心肌肥厚的发生。2.6异丙肾上腺素所致大鼠心肌肥厚模型11、12异丙肾上腺素0.02mg/kg，皮下注射每日2次，连续6周可引起左心室肥厚，这一作用与其激活肾上腺素受体，增加心肌细胞合成代谢以及Ca2+超负荷有关。2.7

8、甲状腺激素诱导大鼠左心室肥厚模型14、15大量甲状腺素能提高人体基础代谢率，增强交感神经活动，增加心脏的负荷。机体高甲状腺素状态，可促进心肌细胞mRNA和蛋白质的合成，从而使心肌肥厚。给大鼠每天ip.L-甲状腺素1mg/kg，连续7天。3.离体组织器官研究3.1离体心脏灌流在建立各种因素造成大鼠LVH模型基础上，急性处死大鼠，剖胸取出心脏，灌流装置为Langendorff装置，逆行恒压灌注，灌注压为85cmH2O，灌注液为Kreba-Hensele缓冲液。记录左心功能参数，包括左心室收缩压力(LVSP)、左心室舒张末期压力(LVEDP)、左心室内舒张期压力最大变化速率(-dp/dt/pmax)

9、、左心室内压最大变化速率(dp/dt/pmax)。测定结束后，可观察心肌肥厚情况，并观察心肌胶原网络重构或分离心肌细胞，测定心肌细胞Ca2+浓度等6,16。3.2离体心肌细胞肥厚模型6无菌条件下取出生后24天SD大鼠心脏，将心室肌放入Hanks液中冲洗3次后，剪成小块(约lmm2)，用0.6的胰酶在磁力搅拌器的搅拌下分散细胞，控制温度在37，每10分钟收集一次细胞，离心二次后将全部细胞置于含有10胎牛血清和90DEME培养基的100ml培养瓶中，送入二氧化碳培养箱(5CO2和95空气)中培养6090分钟，根据差率贴壁法区别心肌细胞和非心肌细胞，并加入Bromodeoxyurine以防残留非心肌

10、细胞的生长。将生长于培养板上静止了48小时的心肌细胞的培养液倒掉，加入不同浓度的刺激剂如ET，Ang ，L-NAME(NO合酶抑制剂)，NE，L-甲状腺素，内皮生长因子及胰岛素等，模拟各种致肥厚因子在体体液因素的状态以形成心肌细胞肥厚，同时加入3Hthymidine和3HLeucine，用液闪仪测量，以分析DNA和蛋白的合成，同时可运用成像系统和计算机处理，测定心肌细胞体积的大小，以判断心肌细胞肥厚的程度。该技术要注意防止污染和非心肌细胞的混杂，每孔心肌细胞数约为5104个。该模型可排除机体其它因素的干扰，可观察药物对心肌细胞的直接作用。但分析药物作用的机制时，应考虑到离体心肌细胞肥厚与在体心

11、肌细胞肥厚有一定差异。4.观察指标的选择范围6在建立LVH动物模型的基础上，可根据实验目的要求及仪器设备条件，选择适合的观测指标6：4.1心脏血流动力学的指标主动脉血压(AP)、LVSP，dp/dt，LVEDP,并根据公式推算出舒张期内压下降时间常数(t值)，左心功能参数；采用QXG-IVB型左右心功能同步检测分析仪测定左心排血指数(LCI)。4.2心指数及左心室肥厚指数心脏重量(HW)、心指数(心脏重量/体重，HW/BW)，左心室重量(LVW)、左心室肥厚指数(左心室重量/体重，LVW/BW)、左心室壁相对厚度(LVWT)。4.3电生理学指标观察心电图(ECG)图形，肥厚心脏左心室乳头肌动作

12、电位时程(APD)和有效不应期(ERP)。也可利用膜片钳技术观察膜电容、动作电位(AP)、APD、瞬间外向电流(Ito)、起博电流(If)和离子通道电流改变。4.4形态学指标心肌胶原体积分数(CVF)，血管周围胶原面积(PVCA)；心肌血管周围胶原面积和管腔比例；光镜观察：心肌细胞形态，心肌胶原纤维形态、排列，成纤维细胞计数及左室心肌间质形态学变化。透射电镜观察心肌细胞超微结构的改变。4.5心肌生化指标心肌细胞mRNA和蛋白质含量，心肌质膜Na+，K+ATP和Ca2+，Mg2+ATP酶活力，心肌膜内外Ca2+， Na+，K+,超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、胶原含量，及心肌单细胞内

13、游离Ca2+测定。4.6影响心肌细胞肥厚的相关因子测定及有关基因表达蛋白质含量,Ca2+浓度、心肌胶原浓度(羟脯氨酸含量)、PKC及MAPK活性、cAMP含量、ANF、5-HT，血浆ET，NOS，NO，SOD，MDA，RTPCR法测定心肌I型、型胶原mRNA的表达。原位杂交测定左心室原癌基因c-fos mRNA表达，及TGF-基因表达。免疫组化测定心室肌c-fos蛋白的表达。RTPCR法测定心肌ras原癌基因及P53mRNA表达。4.7培养心肌细胞观察指标心肌细胞、成纤维细胞计数及心肌细胞直径面积测定，搏动率、凋亡率，细胞总蛋白含量，乳酸脱氢酶(LDH)，NO，一氧化氮合酶(NOS)，抗氧化酶

14、(SOD，GSH-Px，GSH)和MDA测定。采用3H亮氨酸渗入法测定心肌细胞蛋白质合成速率。放射免疫法测定心肌及血浆肾素(PRA)、AngI和Ang含量，RTPCR法测定ATl受体mRNA，定量逆转录聚合酶链反应(PRT-PCR)测定ATlAmRNA、ATlB mRNA含量，免疫组化测定ATl受体蛋白。参考文献：1陈修,陈维洲,曾贵云主编.心血管药理学M.第二版.北京:人民卫生出版社,1997.3863882梁黔生,郑智.左室肥厚的研究近况J.心血管病学进展.2001,22(3):1433苏成炼,沈绍功主编.现代中医心病学M.北京:科学技术出版社,1997.2854陈朋民,陈兰英,范慕贞,等

15、.仓鼠心肌肥厚模型的建立及左心室chymase、ACE基因表达的检测J.高血压杂志.2000,8(1):525曾加雄,刘惟莞,石明健,等.水杉总黄酮对压力超负荷大鼠左室肥厚的作用J.中国中药杂志, 2000,25(10):6226徐叔云,卞如濂,陈修主编.药理学实验方法学M.第三版.北京:人民卫生出版社,2002,102610307OhkusaT,HisamatsuY,YanoM,etal.Alteredcardiac mechanism and sarcoplasmi creticulum functionin pressure overload induccedcardiachy pertrophy in ratsJ.J.Molcell Cardiol,1997,29(1):458柳锋,郑智.丹参防治自发性高血压大鼠左室肥厚效应与对儿茶酚胺氧自由基代谢的影响J中国急救医学,2003,23(11):7651699刘惟莞,曾加雄,石明健,等.水杉总黄酮对肾性高血压大鼠左心室肥厚的作用J.中草药, 2000,31(11):83783910李平,李劲梁,尹峰,等. 大鼠心肌重塑过程中Axin蛋白质的表达变化J,生理学报,2003,55(3):33133511秦泰春,顾振纶,刘世增.槲皮素对异丙肾上腺素所致大鼠