国产依普利酮对家兔急性心肌梗死后心功能的影响
作者:魏顺利 谷新顺 姜春素 邹子阳 贾新未 傅向华 作者单位:841000 新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州第二医院(魏顺利);河北医科大学第二医院干部心血管病房(谷新顺、邹子阳、贾新未、傅向华);河北省石家庄长城医药有限公司(姜春素)
【摘要】 目的 探讨依普利酮对家兔心肌梗死后心功能的影响。方法 家兔22只,开胸结扎冠状动脉左心室支制成急性心肌梗死(AMI)动物模型,制模成功后随机分为治疗组与对照组,治疗组家兔给予依普利酮治疗,对照组无药物干预,4周后检测2组各项心功能指标的改变,评价依普利酮对家兔AMI后心功能的影响。结果 18只家兔制模成功,4周后与对照组比较,依普利酮明显改善家兔左心室射血分数(LVEF),显著降低左心室舒张末压(LVEDP),差异有统计学意义(P<0.05)。结论 依普利酮可明显改善家兔AMI后的心功能。
【关键词】 依普利酮,心肌梗死,心功能
【Abstract】 Objective To investigate the effects of eplerenone on heart function of experimental rabbits after acute myocardial infarction.Methods The animal models of acute myocardial infarction were made in 22 rabbits by coronary left anterior descending artery ligation.Then the rabbits were randomly divided into two groups: eplerenone group and control group.The rabbits in eplerenone group were treated with eplerenone,however, the rabbits in control group were treated with placebo.After 4 weeks, the heart function indexes were measured by ultrasonocardiography (UCG) for both groups,and all the data were analyzed with SPSS 11.0 software.Results Totally,18 rabbit models were established successfully. The UCG examination showed that eplerenone increased the value of LVEF and decreased the value of LVEDP significantly,and there were significant differences between the two groups (P<0.05).Conclusion Eplerenone can improve obviously the heart function in experimental rabbits after acute myocardial infarction.
【Key words】 eplerenone;myocardial infarction;heart function
急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是严重威胁人类健康的心血管疾病,心肌梗死后发生左心室重构,造成心功能降低,是梗死后心力衰竭与死亡的主要原因,如何改善AMI后心功能、防治左心室重构仍是目前研究的热点。
醛固酮是导致心血管损害的重要神经内分泌因子,它广泛作用于心肌细胞、血管平滑肌细胞和成纤维细胞。在心力衰竭、高血压、AMI等病理条件下,过多的醛固酮可引起心肌纤维化、血管顺应性下降、内皮功能失调、儿茶酚胺释放、心律失常等有害作用。而醛固酮拮抗剂如安体舒通、依普利酮、坎利酮、坎利酸可逆转上述不利作用,从而在心力衰竭、高血压、AMI患者的治疗中发挥重要作用[1]。尽管螺内酯(安体舒通)已广泛应用于临床,但其性激素样不良作用限制了它的使用。依普利酮是新型醛固酮受体拮抗剂,没有性激素样不良反应,对醛固酮受体的选择性优于安体舒通。目前,有关国产依普利酮的研究报道较少。本文旨在探讨新型醛固酮受体选择性拮抗剂依普利酮对急性心肌梗死家兔动物模型心功能的影响。
1 材料与方法
1.1 实验动物
中国大耳白兔25只,体重1.8~2.5 kg,雌雄不限。实验前先进行适应性清洁饲养10 d。
1.2 方法
1.2.1 家兔AMI模型制作:所有实验家兔术前禁食12 h,禁饮4 h,称重,给予阿托品1 mg/kg皮下注射,3%戊巴比妥钠经耳缘静脉缓慢注射麻醉。将兔仰卧位固定于自制家兔解剖台上,胸部手术区去毛,用针电极连接四肢导联,记录术前心电图及肛温,术中根据麻醉深浅程度随时追加戊巴比妥3~5 ml,尽量避免呼吸抑制,手术过程中同步心电监护,麻醉期间注意保温。胸部手术区以碘伏消毒后,铺无菌单,1%利多卡因局部麻醉后于贴近胸骨左缘第3、4肋间为中心纵行切口,依次切开皮肤、皮下组织、钝性分离胸肌,近胸骨缘处剪断第2~4肋软骨,钝性分离肋间肌进胸,勿损伤胸膜,充分暴露纵隔与心脏,剪开心包,轻抬心脏暴露左心室前降支,于左心室前降支中点处用7~0无损伤缝合线结扎。直视下可见左心室前壁和心尖部心肌颜色逐渐变暗乃至苍白,搏动减弱及节段性运动失调,心电图见Ⅰ、avL导联ST段逐渐抬高,表明心肌梗死形成。观察30 min,如发生室颤立即注射利多卡因1 mg/kg,无效时也可直接心脏按压复律。术中充分止血,心包不缝,逐层关胸,经静脉液路注射青霉素10万U。术毕,将AMI家兔模型随机分为2组,即日起相同饲养环境下,治疗组每日于饲料中加入依普利酮20 mg/kg喂养4周,而对照组不给任何药物干预。
1.2.2 血流动力学指标:术后4周,麻醉下经家兔左侧颈总动脉插管进行血流动力学测定。测定数据包括心率(HR)、颈总动脉收缩压(SBP)、舒张压(DBP),描记左心室压力曲线,测定左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)、左心室等容期压力最大变化速率(LV±dp/dtmax)等血流动力学参数。
1.2.3 超声心动图检查:术前1 d与术后4周,在家兔清醒状态下分别做超声心动图检查。将兔仰卧固定于自制的特殊盒中,暴露胸部,静卧5 min后开始检查。在二维切面上显示胸骨旁左心室长轴二尖瓣水平观察,采用M型超声心动图方法记录左心室收缩和舒张期运动曲线,分别测量左心房直径(LAD)、左心室收缩末期内径(LVESD)和舒张末期内径(LVEDD),计算左心室射左心室血分数(LVEF),测量过程实时录像供以后回放分析。
1.3 统计学分析
应用SPSS 11.5统计软件,计量资料以±s表示,采用t检验,计数资料采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般情况 制模共有18只家兔成功,随机分组后2组各9只,制模成功率为72%(18/25)。制模成功的18只家兔的体温、体重、戊巴比妥钠用量及总液体的输入量均无明显差异,且冠状动脉解剖学无明显变异,具有可比性。4周试验过程中,治疗组死亡2只,病死率22.2%;对照组死亡4只,病死率44.4%;2组病死率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。
2.2 血流动力学参数结果
4周后,2组HR较基础状态均增高,SBP较基础状态有一定程度下降,但对照组下降更明显。与对照组比较,4周后治疗组家兔的HR较慢,但2组比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗组的SBP、DBP、平均动脉压(MAP)、LVSP、左心室dp/dtmax明显高于对照组,而对照组的LVEDP明显升高。2组各参数比较差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。
2.3 超声心动图检查结果
4周后治疗组LVESD、LVEDD显著低于对照组,而LVEF则明显高于对照组(P<0.05)。见表2。表1 2组动物血流动力学参数比较表2 超声心动图指标比较
3 讨论
醛固酮是一种甾体类盐皮质激素,与心肌细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞、心血管的成纤维细胞、肾小管上皮细胞等细胞胞浆盐皮质素受体(MR)结合,调节特异性mRNA转录,最后合成多种醛固酮诱导蛋白,而影响心血管系统、泌尿系统和神经系统等。醛固酮可引起心肌纤维化、左心室肥厚、内皮功能失调、纤溶活性下降、心律失常等[2],并参与组织修复,调节水、电解质和血容量[3]。
AMI后,首先是交感神经系统被激活,大量儿茶酚胺释放使心肌耗氧量增加,使心肌缺血进一步加重,并可导致严重心律失常。其次是肾素血管紧张素醛固酮系统被激活,血液中血管紧张素Ⅱ和醛固酮水平升高。实验显示,心肌梗死后心肌组织局部醛固酮浓度是血浆中的17倍。无论醛固酮来源于血浆或组织局部,均作用于心肌细胞和冠状血管内膜上的盐皮质激素受体。心肌梗死后的修复过程,由炎性细胞引发,巨噬细胞激活,成纤维细胞趋化到损伤部位,转化为心肌成纤维细胞;醛固酮可以促进这些细胞分泌胶原替代缺失的心肌细胞[4]。高浓度的醛固酮除了致纤维化作用外,还可以直接损伤血管,增加血管壁的硬度,刺激蛋白质合成增加,增强血管紧张素Ⅱ的反应性,促进细胞增殖,参与早期心肌梗死后左心室重构[5,6]。同时抑制心肌摄取去甲肾上腺素,使之游离浓度升高,进一步导致心肌肥厚并诱发冠状动脉痉挛。
Hayashi等[7]研究发现,对第一次患前壁AMI的患者,在给予ACEI、给或不给β受体阻滞剂,成功再灌注后给予螺内酯25 mg/d,共1个月,发现醛固酮受体拮抗剂可以极大地改善左心室重构,左心室射血分数明显提高,左心室舒张末期容积减少;同时发现心脏提取物的醛固酮含量明显减少,心肌胶原蛋白合成减少。这些效果与血压降低无关。临床研究还证实醛固酮受体拮抗剂减少胶原合成、减轻心肌纤维化和预防心室重构的作用,并不影响心肌瘢痕的愈合。目前认为,AMI应早期应用螺内酯,即发病后第1天甚至数小时内给药,以更好发挥其减少胶原合成和改善左心室重构的作用。对于AMI后左心室射血分数>0.4或有心衰症状改善者,持续用药时间为1~2年,是否需长期用药还有待于进一步临床验证。
依普利酮不同于过去临床常用的螺内酯,对醛固酮受体有更高的选择性拮抗作用,而对糖皮质激素受体、雄激素受体和黄体酮受体作用大大弱于安体舒通,性激素样不良作用低于安体舒通,无男性乳房发育、乳房疼痛、阳痿、月经不调等不良作用,日益受到临床医生的广泛关注。
Suzuki[8]利用冠状动脉内微栓塞技术复制犬的心力衰竭模型,LVEF 30%~40%,停止栓塞2周后随机分为依普利酮组(10 mg/kg,2次/d)及对照组。3个月后对照组左心室舒张末期容积及收缩末期容积明显扩大(P均<0.01),LVEF显著下降(P<0.01),而依普利酮组以上指标无明显变化;另外对照组左心室舒张末期室壁应力显著增加,而依普利酮组显著下降。依普利酮可改善内皮功能。Schafer等[9]将大面积心肌梗死或假手术后10 d的Wistar大鼠随机分为安慰剂组、群多普利0.3 mg·kg-1·d-1组、依普利酮100 mg·kg-1·d-1组及群多普利0.3 mg·kg-1·d-1加依普利酮100 mg·kg-1·d-1组,9周后与假手术组比较,充血性心力衰竭大鼠主动脉环乙酰胆碱诱导的、一氧化氮依赖的最大舒张功能明显减弱(55%与87%),依普利酮可轻度改善NO依赖的血管舒张功能(66%),而群多普利作用更显著(78%),两者合用几乎可以完全恢复血管内皮以来的血管舒缩功能。
研究发现在心肌梗死后的大白鼠的未梗死心肌中会出现胶原堆积,而醛固酮受体拮抗剂能显著减少该处的胶原堆积,在另一项以心肌梗死后的大白鼠为研究对象的实验中,研究人员发现对大白鼠使用选择性醛固酮受体拮抗剂埃普利酮对心肌梗死后的不良反应(如反应性纤维化和左心室扩张)有防治作用,但同时并不延缓心肌的愈合过程[10,11]。
本研究利用常用的冠状动脉结扎法复制了家兔AMI动物模型,制模成功率为72%(18/25),与国内外文献报道的相似。家兔AMI后,在相同饲养条件下,治疗组家兔给予了依普利酮干预,而对照组无任何治疗,4周之后用超声及有创血流动力学检查评价心功能,发现依普利酮使家兔心功能明显改善,LVEF、LVEDP等重要参数与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05);4周病死率方面,治疗组病死率低于对照组(2/9与4/9)。差异无统计学意义,可能与本研究样本量较小有关。
家兔AMI的病理过程与人类是相似的,先是交感神经系统被激活,大量儿茶酚胺释放使心肌耗氧量增加,使心肌缺血进一步加重,并可导致严重心律失常;其次是肾素血管紧张素醛固酮系统被激活,血液中血管紧张素Ⅱ和醛固酮水平升高。心肌梗死后心肌组织局部醛固酮浓度是血浆中的17倍。无论醛固酮来源于血浆或组织局部,均作用于心肌细胞和冠状血管内膜上的盐皮质激素受体,作为选择性醛固酮受体拮抗剂的依普利酮阻断了过多的醛固酮对梗死心肌的毒性作用。
心肌梗死后的修复过程,由炎性细胞引发,巨噬细胞激活,成纤维细胞趋化到损伤部位,转化为心肌成纤维细胞;醛固酮可以促进这些细胞分泌胶原替代缺失的心肌细胞。高浓度的醛固酮除了致纤维化作用外,还可以直接损伤血管,增加血管壁的硬度,刺激蛋白质合成增加,增强血管紧张素Ⅱ的反应性,促进细胞增殖,参与早期心肌梗死后左心室重构。同时抑制心肌摄取去甲肾上腺素,使之游离浓度升高,进一步导致心肌肥厚并诱发冠状动脉痉挛。依普利酮抑制心肌纤维化,阻止了早期左心室重构,保护血管内皮功能,防治梗死后冠状动脉痉挛导致的梗死扩大和漫延,有利于非梗死区心肌再灌注的形成和心功能的保存[12]。
国外学者有研究心肌梗死后大鼠的左心室重构和心肌修复的影响发现,依普利酮可以干扰非梗死区心肌心肌纤维化而不干扰梗死区的胶原沉积,消除了我们对早期应用依普利酮治疗AMI的疑虑,为其AMI早期使用依普利酮奠定了基础。我们在家兔AMI形成后即日就给与了依普利酮干预,取得了良好的效果。
综合上述,依普利酮的作用机制可能为阻断了过多的醛固酮对梗死心肌的毒性作用,减弱AMI家兔左心室重构,干扰非梗死区心肌心肌纤维化,有效控制梗死后冠状动脉痉挛导致的梗死扩大和漫延,同时可以减轻心肌间质纤维化,稳定心脏电活动,防治恶性心律失常导致的家兔死亡。
醛固酮拮抗剂依普利酮可减轻心室重构、改善左心室功能、保护血管、改善血管内皮功能,另外还有潜在抗动脉粥样硬化、减轻球囊扩张引起的内膜损伤反应的作用,更完全抑制RAAS,抑制心肌细胞外基质重塑,减轻心肌纤维化,改善心功能。正如本研究显示,急性心肌梗死后早期使用依普利酮可改善家兔急性心肌梗死后心功能。
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