卡维地洛对大鼠心肌梗塞后左室功能及胶原改建的影响.doc

1、卡维地洛对大鼠心肌梗塞后左室功能及胶原改建的影响作者：张军，贾国良，王海昌, 张荣庆 【关键词】 心肌梗塞【Abstract】 AIM： To observe the effects of carvedilol injection on the left ventricular function and collagen remodeling of non-infarcted area after myocardial infarction. METHODS： Six sham operated SD rats served as controls (sham). Fifty rats wit

2、h a model of myocardial infarction were randomly divided into nine groups. The rats were treated with carvedilol injection (2 mgd1 intraperitoneal injection) and/or captopril (2 gL1 drinking water). Acute myocardial infarction (AMI) group did not receive any drug treatment. The animals were sacrific

3、ed 4 weeks or 8 weeks after coronary artery ligation. The levels of plasma angiotensin and plasma aldosterone (by RIA) and left ventricle function (by catheter measuring ) were studied at different times. The collagen content (hydroxyproline levels) and the ratio of type and collagen (by immunohisto

4、chemical staining) of noninfarcted area were also assessed in all rats at the fourth or the eighth week. RESULTS： Compared with those of the AMI group, both carvedilol and captopril decreased the levels of plasma and myocardium angiotensin and plasma aldosterone at the eighth week ( P005) and carved

5、ilol improved systolic and diastolic function (P005). Compared with those of the sham group, both collagen content (hydroxyproline levels) and the ratio of type / collagen of noninfarcted area (including the infarct border) increased in AMI 4 and AMI 8 group (P0.05) . The hydroxyproline levels and t

6、he ratio of type / collagen significantly decreased after carvedilol and/or captopril treatment compared with those of the AMI group at the fourth or the eighth week (P0.05). CONCLUSION： Carvedilol can improve the cardiac function after myocardial infarction and has beneficial effects on the left ve

7、ntricular collagen remodeling .【Keywords】carvedilol; myocardial infarction; collagen; ventricular function, left【摘要】 目的： 在实验性大鼠心肌梗死模型上观察卡维地洛对心梗后左室功能及胶原改建的影响.方法： 心梗后腹腔注射卡维地洛注射液 4 wk或 8 wk，用放免法测定血浆、心肌血管紧张素(Ang)及血浆醛固酮(ALD)，动脉插管测定大鼠心功能，氯胺 T法测定非梗塞区左室心肌羟脯氨酸含量，免疫组织化学法测定型胶原和型胶原含量的变化.结果：与心肌梗死对照组相比，卡维地洛可降低 8

8、wk时的血浆、非梗死区心肌 Ang及血浆 ALD水平（P005） ；治疗 4 wk和 8 wk后可明显升高+dp/dtmax 及 dp/dtmax水平（P005） ，减少非梗死区左室心肌羟脯氨酸的含量;降低非梗死区心肌型胶原和型胶原蛋白比值（P0.05）.结论：卡维地洛对心梗后左室功能及胶原改建可产生有益的影响.ACEI 类药物对逆转左室重塑也有有益的作用，二者在治疗上有协同作用.【关键词】 卡维地洛；心肌梗塞；胶原；心室功能，左0 引言急性心肌梗死（AMI）后左室重塑是心梗后心衰发病过程中的一个重要病理过程，也是近年来心血管领域的研究热点之一.1996 年美国卡维地洛（carvedilol）

9、心力衰竭研究首次通过大规模临床试验证实 受体阻滞剂能显著降低心力衰竭患者的死亡率1 ，1999 年 MEIRIT和CIBISII试验分别通过对美托洛尔与比索洛尔的观察进一步证实了上述结论1.但 受体阻滞剂确切的作用机制尚不清楚.我们采用大鼠实验性心肌梗死模型，试图观察该药对心梗后左室重构和心脏功能等方面的影响.1 材料和方法 1.1 材料 SD大鼠 60只，体质量 200 g左右，雌雄不拘（第四军医大学实验动物中心提供）.卡维地洛粉剂，开搏通粉剂，大鼠 I型和 III型胶原单抗试剂盒（晶美公司）.血管紧张素（ Ang）试剂盒（中国北方生物技术研究所）,醛固酮（ALD）试剂盒（美国 DPC公司）

10、.多道生理记录仪，动物手术用人工呼吸机，图像分析仪.1.2 方法 1.2.1 动物模型的制备参照文献2 ，30 gL-1戊巴比妥钠 30 mgkg-1 ，ip, 结扎大鼠左冠状动脉前降支，造成心肌梗死模型,共有 50只大鼠进入实验.动物随机分为 9组 假手术对照组(sham组)6 只，气管插管,接人工呼吸机,开胸暴露心脏, 相当于冠脉结扎部位穿线,然后立即缝合，常规饲养 4 wk; 心肌梗死对照组，心梗造模后常规饲养 4 wk及 8 wk; 卡维地洛 4 wk（CAR4）组及 8 wk（CAR8）组各 5只，心梗造模后 1 wk开始，腹腔注射卡维地洛 2 mgkg-1d-1; 开博通 4 wk

11、(CAP4)及 8 wk(CAP8)组各5只,心梗造模后将开博通按 2 gL-1的浓度溶解于水中，动物自由饮水 4 wk 或 8 wk； 卡维地洛+开博通 4 wk组(CAR+CAP4)及 8 wk组各 6只,卡维地洛注射液 2 mgd-1浓度,开搏通 2 mgd-1,ip，4 wk或 8 wk.4 wk及 8 wk时分别称体质量后处死动物,并测定血液动力学和心功能指标.1.2.2 血液动力学和心功能测定参照文献3方法，30 gL-1戊巴比妥钠 30 mgkg-1，ip，麻醉大鼠,固定后分离右侧颈总动脉，插入内充肝素生理盐水的塑料管至升主动脉，稳定 20 min后用多道生理记录仪描记动脉收缩压

12、（SBP）及舒张压（DBP） ，然后插管至左室腔，稳定 20 min后描计左室收缩末压（LVSP） 、左室舒张末压（LVDP）以及左室最大收缩、舒张末压微分（dp/dtmax） ，以反映左室功能.1.2.3 血管紧张素(Ang)及血浆醛固酮(ALD)测定血浆、非梗死区心肌血管紧张素(Ang)及血浆醛固酮(ALD)测定采用放免法、按试剂盒说明书操作.心肌取材于左室非梗死区，血浆及心肌标本的处理参照文献4.1.2.4 非梗死区（梗死周边）心肌胶原含量测定参考文献5 ，以心肌羟脯氨酸水平来代表心肌胶原含量.称取非梗死区左室心肌组织（左室侧壁乳头肌水平上）100 mg,匀浆后将组织粉末置于 3 mol

13、L-1的 HCL溶液中,125酸解 5 h,分光光度计测定.1.2.5 免疫组织化学测量非梗死区(含梗死周边区)型胶原和型胶原蛋白的比值参照文献6制作心肌型和型胶原蛋白含量的免疫组化切片.将左室乳头肌水平下的心肌立即用甲基纤维树脂(OCT)包埋,标本置液氮中保存.连续水平冰冻切片两张(58 m)，一张用于 I型胶原蛋白染色，一张用于型胶原蛋白染色.按标准技术进行免疫组化标本切片染色操作.然后在图像分析仪上进行 I型及型胶原蛋白的相对定量分析.统计学处理：所有计量资料均以 xs表示,用 SPSS 11.0进行分析.多组均数间的比较采用最小显著差法.2 结果2.1 卡维地洛对大鼠心梗后 4wk及

14、8wk血流动力学和心功能的影响与 sham组比较，AMI4 组及 AMI8组的血压降低，LVDP 升高（P005）.与AMI4组相比，CAR4 组的血压无显著改变（P005）,但+dp/dtmax 及dp/dtmax测值明显升高；CAP4 及 CAR+CAP4组的血压水平均明显降低（P005） ，LVDP 显著下降、-dp/dtmax 升高（P005）.与 AMI8组相比，CAR8 组的 SBP，LVSP 及+dp/dtmax 及 dp/dtmax测值明显升高（P005） ，LVDP 显著下降（P005） ；CAP8 组的 SBP，LVSP，LVDP显著下降，+dp/dtmax 及 dp/dt

15、max测值明显升高（P005） ；CAR+CAP8组上述指标水平的变化与 CAP8组相似（P005）.提示卡维地洛可增加 4周的心脏收缩功能.8 wk时，卡维地洛对收缩和舒张功能均有改善作用(Tab 1).表 1卡维地洛对心梗大鼠 4 wk及 8 wk血压和心功能的影响（略）Tab 1Effect of carvedilol on the blood and left ventricular function of the rats with myocardial infarction at the fourth or the eighth week (略)2.2 卡维地洛对心梗大鼠血浆、非梗

16、死区心肌血管紧张素及血浆醛固酮含量的影响与 Sham组比较，AMI2 组的 Ang, ALD增加；AMI8 组的 Ang增加，ALD 降低（P0.05）.与 AMI4组相比，CAR4 组血浆、心肌的 Ang及 ALD水平无明显改变（P005）;CAP4 及 CAR+CAP4组上述指标水平均降低（P0.05）.与 AMI8组比较，CAR8 组的血浆及心肌 Ang及 ALD水平均显著下降（P0.05） ；CAP8 及 CAR+CAP8组上述指标水平亦明显下降（P0.05,Tab 2）.表 2卡维地洛对心梗大鼠血浆、非梗死区心肌血管紧张素及血浆醛固酮水平的影响 (略)Tab 2Effect of c

17、arvedilol on the levels of plasma,noninfarcted myocardial angiotensin (Ang ) and plasma aldcolerone(ALD) in the rats with myocardial infarction(略)2.3 卡维地洛对心梗大鼠非梗死区心肌胶原含量的影响以羟脯氨酸作为心肌胶原含量的指标，可见与 Sham组相比，AMI4 及 AMI8组非梗死区心肌胶原含量明显增加（P005）.与 AMI4及 AMI8组比较，卡维地洛及开搏通各组的羟脯氨酸水平均显著降低（P0.05）.但 CAPCAR4及 CAPCAR8 组

18、未显示作用增强(Tab 3).表 3卡维地洛对心梗大鼠非梗死区左室心肌羟脯氨酸含量的影响(略)Tab 3Effect of carvedilol on the hydroxyproline levels of left ventricular noninfarcted myocardium in the rats(略)2.4 卡维地洛对心梗大鼠非梗死区心肌型胶原和型胶原蛋白的比值的影响左室非梗死区心肌 I型胶原和 III型胶原蛋白的比值测定显示：与 Sham组比较，AMI4 及 AMI8组的比值上升(P005).与 AMI4或AMI8组比较，卡维地洛及开搏通各组型胶原和型胶原比值均显著下降(P

19、005).但 CAPCAR4 及 CAPCAR8 组未显示作用增强(Tab 4).表 4卡维地洛对心梗大鼠非梗死区心肌型胶原和型胶原蛋白的比值的影响(略)Tab 4Effect of carvedilol on the ratio of type , collagen of left ventricular noninfarcted myocardium in the rats with myocardium infarction(略)3 讨论研究表明，急性心肌梗死后第四周，半数以上的病例左室形态发生显著的改变，即发生左室重构，14 的病例左室机能显著受损15 ，左室重构是引起心力衰竭发生的直

20、接原因.心梗后出现心力衰竭以前是以利尿剂和洋地黄作为基础治疗药物，它们虽然可以帮助缓解症状，却不能降低患者的死亡率.抑制肾素血管紧张素（RAS）的药物应用于临床、特别是血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）应用于左心室功能不全后，使血流动力学、症状和预后均获得改善.ACEI 用于临床治疗是基于内源性神经内分泌激素活性升高的理论.实验6证明它还具有逆转左室重构作用，被认为是抗重构剂.本实验结果显示开搏通对心梗后心衰大鼠的血液动力学和心功能有明显改善作用，与文献报道结果一致.1996 年美国卡维地洛心力衰竭研究首次通过大规模临床试验证实 受体阻滞剂显著降低心衰患者的死亡率，研究表明 ACEI降低绝对年

21、死 亡率约为 1.5，而 阻滞剂为 3.5.两者相结合最高估计为57，8.由于卡维地洛在治疗上的显著作用，使其成为美国 FDA批准用于治疗心力衰竭的第一个 受体阻滞剂.卡维地洛治疗心衰的确切机制尚不明了,对急性心肌梗死后左室重构和心功能的远期影响缺乏详细研究.本实验资料提示，卡维地洛对实验性心梗后 4 wk及 8 wk的心功能均有明显改善作用.这种作用不仅表现在收缩功能上，而且对舒张功能也有明显作用.LVDP 4 wk时并未降低，但 8 wk时却基本正常；-dp/dtma8 wk时也进一步增强，同时 8 wk时收缩功能的改善也更为显著，说明卡维地洛在心肌梗死晚期对心功能仍有改善作用.心肌的胶原

22、网状结构在维持心室舒张功能上有重要作用9.已知心肌胶原纤维主要由 I型和型胶原蛋白组成10.其中 I型占 80%-85，型占 11%左右.I 型胶原主要聚合成粗纤维,其僵硬度大,弹性和回缩力小.型纤维主要构成细纤维,伸展性较大11，12.本研究证实，心梗后左室非梗塞区胶原含量增加，心肌 I型胶原和 III型胶原蛋白的比值上升，从而增加心室的僵硬度，使心肌舒张功能下降.已有研究1315证实，心肌的肾素血管紧张素醛固酮系统在胶原基质的生化改建中发挥重要作用，ACEI 类药物可改善心梗后胶原的代谢异常.而本实验资料显示，开搏通治疗组非梗死区心肌胶原含量显著降低，减轻了心肌纤维化程度及左室重构程度，与

23、文献报道相符.实验结果还显示应用卡维地洛后大鼠非心梗区心肌胶原的含量较心梗对照组减少，基本恢复至正常水平；且心肌 I型胶原和型胶原蛋白的比值也有下降趋势.说明卡维地洛可抑制梗死后胶原纤维的增生或减少胶原的沉积.卡维地洛对大鼠心梗后左室舒张功能改善的机制虽不清楚，但从本实验资料推测，卡维地洛可能是由于抑制了非梗死区胶原纤维的增生和改变了 I型和型胶原的比值，从而改变了左室的顺应性，改善了心室的舒张功能.卡维地洛治疗 4 wk组血浆 AngII及 ALD的浓度的改变尚不明显，但治疗 8 wk时较心梗组明显降低；提示卡维地洛可能是由于降低了局部心肌组织中AngII及 ALD的水平，从而减少了对胶原增

24、生的刺激作用.【参考文献】1Luo XJ. Improvement of vascular structure and function and clinical effects by cilazapril therapy in hypertentionJ. Xinxueguan Jibing Jinzhan (Adv Cardiol Chin), 2001;22(1):1-5.2 Jugdull BI, Kban MI, Jugdull SJ, Tian L. Effect of prolonged inotropic stimulation on ventricular remodelin

25、g during healing after myocardial infarction in the dog : mechanistic insights J. JACC, 1996;27:1787-1792.3Sharpe N. Ventricular remodeling following myocardial infarctionJ. Am J Cardiol, 1992 ; 70 (9) :2024.4Davidoff R. Spetial and temporal variability in the pattern of recovery of ventricular geom

26、. etry and function after acute occlusion and reperfusionJ. Am Heart J, 1994; 127:1231-1235.5Fishbern MC , Mrclean D , Maroko P R . Experimental myocardial infarction in the ratJ . Am J Pathol, 1978 ; 90 : 5760.6Mlaveiz JJ , Raya TE , Johnson CS , David MC. Survival after myocardial infarction in rats : Captopril versus losartan J. JACC, 1996; 27 : 714719.7Lei LQ, Gao GD, Tian B. Change of RAAS in both myocardial and circle after myocardial infarction. Xian Yike