任海花，吴建新，杨玲玲，苏 娟，钮荣祥

（1.大理学院药学与化学学院，云南大理 671000；2.大理学院基础医学院，云南大理 671000）

异丙肾上腺素致大鼠心肌缺血型慢性心力衰竭的实验研究

任海花1，吴建新2*，杨玲玲2，苏 娟2，钮荣祥2

（1.大理学院药学与化学学院，云南大理 671000；2.大理学院基础医学院，云南大理 671000）

目的：建立异丙肾上腺素（ISO）缺血型慢性心力衰竭（CHF）大鼠模型，为研究慢性心衰的发病机制和有效治疗措施提供理想的动物模型。方法：模型组大鼠首次按3.0mg/（kg·d）腹腔注射ISO连续3 d，观察4周，第5周按2.0mg/（kg·d）继续给药2 d，观察1周，第6周再按3.0mg/（kg·d）给药2 d，1周后进行血流动力学指标、血清心肌肌钙蛋白-Ⅰ（cTn-Ⅰ）、血管紧张素Ⅱ（AngII）水平等测定和肺组织病理学观察。结果：模型组大鼠较正常对照组左室收缩最大速率降低25.2%，左室舒张最大速率绝对值降低了33.7%，肺组织病理改变明显，血清cTn-Ⅰ和AngII水平明显增加（P＜0.01）。结论：采用大鼠间断性腹腔反复注射一定剂量ISO制备慢性心衰模型方法稳定、可靠、容易控制。

慢性心力衰竭；异丙肾上腺素；血流动力学；血管紧张素Ⅱ

心脑血管疾病是当今世界威胁人类最严重的疾病之一，其发病率和死亡率逐年增加，而慢性心力衰竭是大多数心血管疾病的最终归宿。由于动物实验是进入临床阶段的必经过程，因此，制备出稳定、可重复性高，且与临床上人类常见心力衰竭相关性大的动物模型是进行很多有价值药物实验的基础。使用异丙肾上腺素（isoproterenol，ISO）复制慢性心力衰竭动物模型是一种较为简单的方法，目前对于ISO制备心衰模型的有效使用量国内外报道各有不同，且剂量差别较大。因此，本实验参考国内外文献〔1-4〕，并经过改良，设计出通过大鼠间断性腹腔反复注射一定剂量的ISO的方法来建立大鼠心肌缺血型慢性心力衰竭实验动物模型，并进行心功能指标测定和血清学检查，为研究慢性心衰的发病机制和有效治疗措施提供理想的动物模型。

1 材料与方法

1.1 实验动物 健康雄性Sprague-Dawley大鼠32只，购自重庆市动物实验中心，合格证号：0004178。

1.2 药品 ISO（日本TGI公司产），批号：09J0260。用生理盐水配成0.5mg/mL溶液待用。心肌肌钙蛋白（cTn-Ⅰ）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、心钠素（ANP）和血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）放免测定药盒购于解放军总医院东亚研究所。

1.3 实验分组及给药 将SD大鼠随机分为两组：对照组（n=14），模型组（n=20）。模型组大鼠首次按3.0 mg/（kg·d）腹腔注射ISO连续3 d，观察4周，大鼠表现呼吸急促，活动反应差，于第4周末，随机抽取模型组2只，空白组1只，进行心功能测定和肺组织病理学观察，模型组血压、左室收缩压有轻微降低，无肺淤血等病理改变。第5周继续按2.0mg/（kg·d）给药2 d，观察1周，于第5周末，再随机抽取模型组2只，空白组1只，进行心功能测定和肺组织病理学观察，模型组血压（BP）、左室收缩压（LVSP）、左室舒张压（LVDP）、左室收缩最大速率（+dp/dtmax）等明显降低，有轻微的肺淤血病理改变。第6周再按3.0 mg/（kg·d）给药2 d，观察1周，此时动物较第5周末血流动力学改变更明显，肺淤血明显。共计观察7周。正常对照组与模型组同法腹腔注射中等体积的生理盐水，观察7周。

1.4 心功能测定 存活大鼠10%水合氯醛腹腔注射麻醉，分离右侧颈总动脉，插入连接于压力换能器上的内径1mm聚乙烯医用塑料管，记录BP信号，然后进一步将插管送入左心室，记录左心室压力信号及压力微分信号（各信号分别记录5次取平均值），包括：心率（HR）、LVSP、LVDP、左室舒张压末压（LVEDP）、+dp/dtmax以及左室舒张最大速率（－dp/dtmax）等参数。

1.5 血清学检测 上述实验完成后，颈总动脉抽血，分离血清备用。检测cTn-Ⅰ、CK-MB、ANP和AngⅡ，抽血后取心、肺、肝和肾称重，计算各脏器/体质量比的变化。

1.6 病理学观察 各组随机抽取5只实验动物，分别取部分肺组织，以AAF固定液（无水乙醇∶冰乙酸∶40%甲醇=85∶5∶10）固定，常规石蜡切片，HE染色，光镜观察及拍片。

1.7 统计方法 计量资料各组数据以（x±s）表示，组间比较采用t检验或t'检验，P＜0.05为差异有统计学意义（数据使用SPSS11.0统计软件处理）。

2 结果

2.1 心功能观察指标的变化 模型组与正常对照组相比，LVSP、LVDP、LVEDP、MBP、HR、+dp/dtmax以及-dp/dtmax的绝对值差异均有统计学意义。相比之下，模型组的LVSP、LVDP、MBP明显降低（P＜0.01），+dp/dtmax以及-dp/dtmax的绝对值降低 （P＜0.05），LVEDP值升高（P＜0.01）。见表1。

表1 动物血流动力学参数的比较（±s）

表1 动物血流动力学参数的比较（±s）

注：CHF模型组与正常对照组相比：*P＜0.05，**P＜0.01。

分组对照组模型组n 10 10 LVSP（mmHg）63.905±5.926 45.102±4.410**LVDP（mmHg）24.920±7.207 11.419±3.393**LVEDP（mmHg）28.077±6.042 33.794±2.749**MBP（mmHg）45.253±3.897 27.546±2.777**HR（t/s）327.414±37.857 295.226±41.198**+dp/dtmax（mmHg/s）932.047±284.179 697.315±62.927*-dp/dtmax（mmHg/s）-769.836±259.745-510.282±85.178*

2.2 脏器/体质量比的变化 模型组与正常对照组相比，心/体质量比、肺/体质量比、肝/体质量比、肾/体质量比的差异均具有统计学意义，且P值均＜0.01，模型组各脏器/体质量比值均明显增大。见表2。

表2 各脏器/体质量比的比较（±s）

表2 各脏器/体质量比的比较（±s）

注：CHF模型组与正常对照组相比：**P＜0.01。

分组对照组模型组n 心 肺 肝 肾10 10 0.32±0.03 0.46±0.08**0.78±0.05 0.98±0.12**3.06±0.34 5.15±0.55**0.79±0.06 1.03±0.24**

2.3 血清学指标的改变 模型组与正常对照组相比，血清cTn-I、CK-MB、ANP和AngⅡ水平差异均具有统计学意义，且P值均＜0.01，模型组血清cTn-I、CK-MB、ANP and AngⅡ水平均明显升高。见表3。

表3 血清cTn-I、CK-MB、ANP and AngⅡ水平的比较（±s）

表3 血清cTn-I、CK-MB、ANP and AngⅡ水平的比较（±s）

注：CHF模型组与正常对照组相比：**P＜0.01。

分组对照组模型组n 10 10 cTn-I/（ng/mL）1.28±0.36 2.19±0.22**CK-MB/（ng/mL）7.73±2.28 10.73±0.91**ANP/（pg/mL）232.26±137.5 398.46±237.3**AngⅡ/（pg/mL）332.60±37.25 512.46±17.43**

2.4 肺组织病理学观察 模型组大鼠肺小动脉内膜增生，发生肺小动脉炎；肺毛细血管扩张、充血，细支气管周有大量淋巴细胞浸润，肺泡壁纤维结缔组织增生，并有大量纤维母细胞增生和少量淋巴细胞浸润。见图1、2。

图1 正常对照组（HE染色，×100）

图2 模型组（HE染色，×100）

3 讨论

稳定、可靠的动物模型复制是动物实验成功的前提和基础。目前，慢性心力衰竭的动物模型主要有压力超负荷型、容量超负荷型、心肌缺血损害型、药物造成的心脏损害型等，各个方法都有其优缺点，很多方法受多种因素的影响，如操作过程耗时、难度高、有创伤、病死率高等〔5〕，使得动物模型之间的变异大，心功能检测易出现多变性〔1〕。因此，目前研究者们越来越倾向于根据所研究心衰的发生机制，采用相对简单、无创伤的方法来制备慢性心衰动物模型。使用ISO复制慢性心衰动物模型是一种较为简单的方法，ISO为β受体激动剂，通过兴奋心脏，加快心率，增强心肌收缩力等，使心肌耗氧量剧增，心脏负荷加重，大剂量可引起儿茶酚胺毒性作用而诱发实验动物心肌缺血样损伤〔6〕。本实验通过设计给大鼠间断腹腔性反复注射一定剂量ISO的方法，成功建立了大鼠心肌缺血型慢性心力衰竭实验动物模型。从实验结果来看，模型组与正常对照组相比，LVSP、LVDP、MBP明显减低，+dp/dtmax以及-dp/dtmax的绝对值降低，LVEDP值升高，其中，+dp/dtmax降低了25.2%，-dp/dtmax的绝对值降低了33.7%，上述模型组大鼠的血流动力学改变与人的充血性心力衰竭相似〔7〕。在脏器/体质量比方面，模型组大鼠心/体质量比、肺/体质量比、肝/体质量比和肾/体质量比均显著增高，提示模型动物因心肌损伤致使心脏功能受到损坏，从而导致血液回心障碍造成心、肺、肝、肾脏器瘀血，血量增多，这是慢性心力衰竭的主要特征〔8〕。近年来临床上多采用血清cTn-I、CK-MB的水平来反映心肌损伤，特别是cTn-I在心肌损伤后很快释放入血，且持续时间较长，现已成为诊断心肌损伤具有一定敏感性、特异性的标志物〔9-10〕。本实验中模型组大鼠血清cTn-I、CK-MB水平均明显高于正常对照组，提示模型组大鼠心肌有一定程度的损伤。另外，AngⅡ和ANP长期、慢性激活促进心肌重构，加重心肌损伤和心功能恶化，又进一步激活神经内分泌和细胞因子等，形成恶性循环〔11-12〕。本实验检测出模型组动物血清中AngⅡ、ANP的含量均高于正常对照组，提示治疗心衰的一个重要方面就是阻断神经内分泌的过度激活，阻断心肌重构〔13〕。肺组织病理学检查结果显示，模型组大鼠有明显的肺淤血病理改变，与临床上慢性心力衰竭的基本特征相符。

本实验通过采用给大鼠间断性腹腔反复注射一定剂量ISO成功复制出慢性心力衰竭大鼠模型，并从功能、代谢等方面对该模型进行初步探讨，说明用该法制备慢性心力衰竭大鼠模型可靠，与临床人类常见的慢性心力衰竭相关性大，为研究慢性心衰的发病机制和有效治疗措施提供理想的动物模型。

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（责任编辑 蒋 康）

Experimental Study of Isoproterenol-induced Ischem ic Chronic Heart Failure in the Rat

REN Haihua1，WU Jianxin2，YANG Lingling2，SU Juan2，NIU Rongxiang2
（1.C ollege of Pharmacy and Chemistry,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China;
2.College of Basic Medicine;DaliUniversity,Dali,Yunnan 671000,China）

Objective:To establish amodel of isoproterenol-induced ischemic CHF in the rat,and provide a useful animalmodel for studies on pathogenesis and effective therapy in CHF.Methods:Themodel group was injected intraperitoneally（ip）with ISO at 3.0 mg/（kg/d）for 3 consecutive d and then was observed for fourweeks.In the fifth week,themodel group was injected(ip)sequentially with ISO at 2.0mg/（kg·d）for 2 consecutive d and then was observed for one week.In the sixth week,themodel group was injected（ip）with ISO at 3.0 mg/（kg·d）for2 consecutive d.One week later,the hemodynamic,serum c T n-Ⅰand Ang IIwere measured.Lung tissue pathological changes were observed.ResultsModel groups rats showed that the value of+dp/dtmax reduced 33.7 percent,and the absolute value of-dp/dtmax reduced 25.2 percent.Lung tissue pathological changes were obvious.The serum cTn-Ⅰ and Ang II increased significantly （P<0.01）.Conclusion:Model of CHF in the rats was induced by ISO multiple and discontinuity ip of at a certain dose and it is reliable and easy to copy and control.

chronic heart failure;isoproterenol;hemodynamic;angiotensin II

R541.6

A

1672-2345（2011）02-0018-04

2011-01-06

任海花，硕士研究生，主要从事心血管药理研究.

*通信作者：吴建新，教授，电话：13987238662.