闫 阳，姚 禹，陈起帆

（1.郑州大学临床医学（七年制），河南 郑州 450052；2.郑州大学临床医学（五年制），河南 郑州 450052；3.郑州大学医学影像，河南 郑州 450052）

药物致心肌损伤的方法举例与评估

闫 阳1，姚 禹2，陈起帆3

（1.郑州大学临床医学（七年制），河南 郑州 450052；2.郑州大学临床医学（五年制），河南 郑州 450052；3.郑州大学医学影像，河南 郑州 450052）

为了适应不同研究的需要，目前已有多种致心肌损伤方法。将心肌损伤模型建立方法明确分类，并明确不同方法的基本原理和差异，对于科研工作者选用模型具有较强指导意义，是得到准确研究结论的保证。同时，由于心肌损伤是多种慢性病的严重并发症，所以对于探讨不同指标在心肌损伤发生发展中的价值具有重要意义。

心肌损伤；动物模型；异丙肾上腺素；垂体后叶素；多柔比星；链脲佐菌素

1 异丙肾上腺素

注射大剂量异丙肾上腺素可致大鼠急性心肌缺血损伤。异丙肾上腺素是作为一种β受体高效兴奋剂，能通过加快心率、增强心肌收缩力等环节增加心肌耗氧量，而外周血管收缩减少供氧量而导致心肌供血供氧失衡，继而导致心肌缺血缺氧和坏死。病理损伤机制包括：①影响线粒体代谢以及呼吸链功能：异枸橼酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶活性显著下降，三羧酸循环受到影响；呼吸链标志性酶包括还原型辅酶Ⅰ脱氢酶和细胞色素C氧化酶活性显著下降，使得电子传递偶联氧化磷酸化的功能下降。②氧自由基释放增加导致心肌组织和细胞损伤。③启动心肌细胞凋亡基因（如p38-MAPK、NF-κB、TNF-α和IL-6途径），使细胞发生程序性死亡。④心肌细胞内钙超载，心肌缺氧缺血受损。

评判造模是否成功，应结合心电图ST段和J点以及镜下心肌组织形态学改变程度[1]，在分子层面上需检测线粒体脂肪酸β氧化酶类、三羧酸循环酶类、呼吸链细胞色素还原酶类的含量和血清及心肌组织过氧化产物、心肌酶水平以及血清和心肌组织抗氧化酶类和非酶类抗氧化物水平等一系列生化指标。此方法应根据实验室需要自行探索异丙肾上腺素的用量，过大则死亡率较高，过小则仅有心电图的变化，无生化指标改变。由于这种损伤与人的急性心肌缺血较为相似，故可作为评价药物抗心肌缺血的动物模型[2]。

牛磺酸和茶多酚均对大鼠异丙肾上腺素心肌损伤具有保护作用[3]，前者是通过消除自由基，后者还与抑制肾素活性有关。银杏内酯能提高大鼠的耐缺氧能力，保护大鼠心肌缺血损伤，该作用可能和抗血小板活化因子及氧自由基有关[4]。

2 垂体后叶素

垂体后叶素致大鼠急性心肌缺血法是研究心肌损伤的重要而经典的动物模型。垂体后叶素内含缩宫素和抗利尿激素两种化学结构基本相似成分，在较大剂量时可收缩血管尤其是对毛细血管和小动脉作用很强，从而使心脏负荷增加，血压升高，心肌缺血缺氧。该模型方法较多[5]，可采用舌下注射0.6 U/kg或0.7 U/kg、皮下注射10 U/kg或者腹腔注射20 U/kg。采用舌下或者腹腔注射时以心电图S-T段抬高0.15 mv为造模成功的指标。Pit引起心电图变化为2期，静脉注射Pit后20 s内为第1期，可引起T波抬高；静脉注射Pit后20 s至数分钟内，以T波低平或倒置为主要表现并可引起心率减慢。该模型方法简单、可以用不同量的Pit造成不同程度的心肌缺血损伤，因此广泛用于筛选抗心肌缺血药物的研究。

3 多柔比星

多柔比星作为一种蒽环类抗生素，可诱发心脏毒性，引起心肌退行性病变和心肌间质水肿。制作急性心脏毒性模型时[6]，选用10～40 mg/kg药剂量；制作慢性心肌损伤模型，采用腹腔注射2～8 mg/kg。多柔比星诱导心肌损伤主要机制包括：①氧化应激：多柔比星在酶作用下被氧化成半醌自由基与阿霉素醌环之间形成循环，将电子传递给O2生成O2-，经歧化反应生成H2O2。O2与H2O2反应生成大量氧自由基。氧自由基作用于细胞膜及内膜系统中的膜磷脂不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化反应，最终导致Ca2+-ATP酶活性降低，心肌细胞内Ca2+浓度升高。②作用于DNA表达系统，使基因突变或者蛋白质表达降低，进而影响心肌细胞内抗氧化酶活性，造成自由基清除功能障碍，引起心肌细胞氧化损伤。③通过激活Fas/FasL途径或ERK，JNK和P38通路调节线粒体Bcl-2家族表达，导致心肌细胞凋亡。同时有研究发现P53信号通路与多柔比星引发心肌细胞凋亡有密切关系，但其具体作用机制尚未明确。

本模型造模成功的指标是心电图Q-T间期、超声心动图显示的心脏功能以及光镜下观察心肌细胞的损伤程度[7]。咖啡酸苯乙酯对多柔比星所致心肌损伤大鼠心脏具有保护作用[8]。

4 链脲佐菌素

链脲佐菌素（STZ）可致“糖尿病心肌病”动物模型。该方法可靠、实用，重复性高，可操作性强，易于推广。实验组大鼠以55 mg/kg一次性腹腔注射STZ三周后，大鼠逐渐出现对外界反应迟钝、皮肤溃疡且不易修复、体重明显减轻和白内障等一系列糖尿病症状[9]。生化指标除了胰岛素显著降低、血糖和尿糖显著升高等糖尿病常规现象之外，血清中心肌酶（CK-MB、LDH-1）含量明显升高且保持稳定。但本法仅为Ⅰ型糖尿病情况，而Ⅱ型糖尿病及其他糖尿病所致心肌病的病理表现有待进一步探讨和证实。

心肌细胞超微形态结构在注射STZ三周之后也明显改变——电镜下，大鼠心肌细胞肌原纤维含量明显减少，肌丝断裂、扭曲、排列紊乱。线粒体局灶性代偿性增多，且随不同病程表现为肿胀变形、变短、嵴断裂、甚至空泡化。心肌细胞肌浆网扩张并出现大量空泡。随糖尿病病程延长，可出现心肌纤维局灶样坏死，肌丝溶解消失。

近年来研究表明，硫化氢在血管生理学和病理生理学方面发挥重要作用。硫化氢通过保护线粒体功能减轻心肌缺血再灌损伤，同时能够降低缺血性心力衰竭的发生率和死亡率[10]，称作气体信号分子硫化氢对糖尿病心肌损伤的保护作用。

5 结 语

本文对药物致心肌损伤模型的方法进行举例，同时介绍了各造模方法的原理差异和适用范围。随着对心肌损伤研究的不断深入，其病理机制将会得以进一步阐述和证明，对心血管疾病、感染性疾病、糖尿病等的治疗作用也有待得到进一步的研究和认同。实验室工作者应当清楚地认识到心肌损伤造模的特点与差异，合理选用实验动物，选择正确的动物模型制作方法，以确保实验的客观有效。

[1] 贾广乐,董培智,对肾上腺素性心肌缺血模型大鼠相关指标的探讨.中国实验动物学报,2005(02):106-109.

[2] 邓方阁,等.免疫缺陷裸鼠无创性心肌缺血缺氧损伤模型的构建.广州医学院学报,2008(04):1-4.

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[10] 周祥.气体信号分子硫化氢对糖尿病心肌损伤的保护作用及相关机制研究.南京医科大学.2015,104.

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本文编辑：李新刚

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ISSN.2095-8242.2017.31.6125.02