孫艷榮 富華穎

(天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院心臟科，天津 300211)

制動(dòng)聯(lián)合脫水建立應(yīng)激性心肌病大鼠模型*

孫艷榮 富華穎

(天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院心臟科，天津 300211)

目的 通過制動(dòng)聯(lián)合脫水建立應(yīng)激性心肌病大鼠模型。方法 將30只SD大鼠隨機(jī)分成2組，分別為對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)組利用制動(dòng)聯(lián)合脫水建立應(yīng)激性心肌病模型。應(yīng)用超聲心動(dòng)圖觀察室壁運(yùn)動(dòng)情況，以出現(xiàn)左心室心尖部室壁運(yùn)動(dòng)減弱呈氣球樣膨脹而基底部運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)為造模成功。并通過心電圖、心臟解剖和心肌組織病理學(xué)觀察進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果 與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)典型應(yīng)激性心肌病表現(xiàn)大鼠4只，其心率增加、ST段明顯偏移，血漿腎上腺素及去甲腎上腺素濃度明顯升高，心肌炎性細(xì)胞聚集，心尖部心肌水腫、壞死。結(jié)論 制動(dòng)聯(lián)合脫水可成功建立應(yīng)激性心肌病大鼠模型。

應(yīng)激性心肌??；制動(dòng)；脫水；動(dòng)物模型

應(yīng)激性心肌病(stress induced cardiomyopathy,SIC)主要表現(xiàn)為胸痛，同時(shí)伴有可逆性左心室功能障礙、心電圖異常及心肌損傷標(biāo)志物的升高[1]，其超聲心動(dòng)圖表現(xiàn)為短暫的左室心尖—中段氣球樣改變、左心室心尖部和前壁下段運(yùn)動(dòng)減弱或消失、心室基底部運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)[2]。目前關(guān)于SIC病例報(bào)告逐年增加，受到臨床廣泛關(guān)注，交感神經(jīng)高度激活是其重要發(fā)病原因和特征。我們觀察到臨床SIC患者往往進(jìn)食差或多存在脫水狀況，且經(jīng)大量補(bǔ)液治療后心臟運(yùn)動(dòng)及功能可改善。為此，我們通過建立制動(dòng)聯(lián)合脫水方法建立SIC模型，旨在深入探索脫水是否對(duì)SIC發(fā)生有促進(jìn)作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 成年健康雄性SD大鼠30只，SPF級(jí)，體質(zhì)量280～300 g，由天津醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。實(shí)驗(yàn)開始前，動(dòng)物正常飲食飲水，適應(yīng)飼養(yǎng)環(huán)境1周。

1.2 主要試劑與儀器 腎上腺素(epinephrine，EPI)及去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)ELISA試劑盒(cusabio，中國(guó)武漢)，小動(dòng)物心率監(jiān)測(cè)儀(美國(guó))，小動(dòng)物高分辨率超聲成像系統(tǒng)(Visualsonics，加拿大)，脫水、包埋及石蠟切片機(jī)(萊卡，德國(guó))。

1.3 實(shí)驗(yàn)分組及模型制備 將30只SD大鼠隨機(jī)分成2組，每組15只，分別為對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組。對(duì)照組大鼠正常飲食；實(shí)驗(yàn)組大鼠限制飲水(每只大鼠每日給水50 ml)不限飲食，并將大鼠固定于自制大鼠固定器內(nèi)，6～8 h/d。

1.4 超聲心動(dòng)圖及心電圖檢測(cè) 超聲檢查前使用2%異氟烷氣體淺麻醉大鼠，將大鼠四肢用膠布固定于操作臺(tái)上，胸部備皮，選取胸骨旁長(zhǎng)軸切面觀察室壁運(yùn)動(dòng)情況，并分別對(duì)心尖段、心中間段、心基底段行M超檢測(cè)比較各節(jié)段的運(yùn)動(dòng)波幅，測(cè)量短軸縮短率(FS)，超聲測(cè)量參照美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)[3]。連接Ⅱ?qū)碾妶D并記錄，連接大鼠左、右前肢及右后肢導(dǎo)聯(lián)選取標(biāo)準(zhǔn)肢體導(dǎo)聯(lián)II，對(duì)其心率及ST段進(jìn)行分析。

1.5 血漿EPI、NE及病理組織學(xué)檢測(cè) 造模完成后兩組均給予100 g/L水合氯醛腹腔注射麻醉，處死動(dòng)物，心臟取血，血液標(biāo)本離心獲取血清后置于-80 ℃保存待測(cè)；迅速取出心臟，于4℃ PBS溶液中清洗后吸去水分，稱重并記錄，取心肌組織制作病理組織切片，經(jīng)HE染色，觀察并比較各組變化情況。

2 結(jié) 果

2.1 基本資料 實(shí)驗(yàn)前大鼠平均體質(zhì)量(316.22+16.182)g，心率(309.60±18.89)次/分，經(jīng)脫水、制動(dòng)等相應(yīng)處理3周后，實(shí)驗(yàn)組大鼠體質(zhì)量(271.36±12.95)g，明顯下降，心率(425.47±20.31)次/分，明顯增快，P<0.05。

2.2 心電圖變化 實(shí)驗(yàn)組典型應(yīng)激性心肌病大鼠心電圖多表現(xiàn)為ST段抬高，對(duì)照組大鼠無明顯ST段變化(表1)。實(shí)驗(yàn)組大鼠未出現(xiàn)嚴(yán)重心律失常。

表1 心電圖指標(biāo)

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05。

2.3 超聲心動(dòng)圖相關(guān)指標(biāo)改變 實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)典型SIC改變大鼠4只，表現(xiàn)為左心室心尖部室壁運(yùn)動(dòng)減弱呈氣球樣膨脹而基底部運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，見圖1。對(duì)實(shí)驗(yàn)組中出現(xiàn)室壁運(yùn)動(dòng)異常的大鼠分別測(cè)量左室心尖段、中間段、基底段的FS值以及EF值，并與對(duì)照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。實(shí)驗(yàn)組表現(xiàn)為典型SIC改變的4只大鼠左室心尖段FS值顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，中間段、基底段FS 值顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，左室EF值小于對(duì)照組(P<0.05)。

注：l-A為對(duì)照組大鼠，收縮期；l-B為對(duì)照組大鼠，舒張期；l-C為典型SIC改變大鼠，收縮期；l-D為典型SIC改變大鼠，舒張期。

圖1 常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖標(biāo)準(zhǔn)左心室長(zhǎng)軸切面表2 脫水聯(lián)合制動(dòng)造模致大鼠的心臟指標(biāo)

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05。

2.4 血清EPI、NE水平比較 與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組大鼠血清血清EPI、NE高于對(duì)照組，差異有顯著性(P<0.05),見表2。

2.5 心臟組織HE染色 實(shí)驗(yàn)組大鼠心肌心肌病理組織學(xué)改變心肌結(jié)構(gòu)紊亂，并有心肌斷裂、心肌間空泡等組織學(xué)改變,慢性炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，見圖2。

注：A為對(duì)照組左室心尖段；B為實(shí)驗(yàn)組左室心尖段

3 討 論

目前SIC的發(fā)病率升高，但是其發(fā)病機(jī)制尚未闡明。Wittstein等[4]研究表明，急性期SIC患者血漿兒茶酚胺濃度較正常成人甚至高20倍。本研究中，出現(xiàn)典型SIC表現(xiàn)大鼠血清EPI、NE確實(shí)明顯升高。該病發(fā)病前有明顯的心理或軀體應(yīng)激史，使交感神經(jīng)過度激活，最終導(dǎo)致NE和神經(jīng)元代謝產(chǎn)物的釋放，同時(shí)腎上腺髓質(zhì)激素釋放引起EPI釋放增加[5]。而進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)兒茶酚胺過負(fù)荷可能通過產(chǎn)生負(fù)性肌力作用、直接心肌毒性、影響心肌代謝及冠狀動(dòng)脈血管痙攣等最終導(dǎo)致局部的心肌損傷及心肌頓抑，形成SIC可逆性心室局部功能障礙典型特征[6-7]。

臨床中發(fā)現(xiàn)多例術(shù)后脫水病人合并情緒應(yīng)激時(shí)出現(xiàn)類似SIC心臟超聲表現(xiàn)，予以補(bǔ)液治療后心臟運(yùn)動(dòng)及功能恢復(fù)正常。因而脫水聯(lián)合情緒應(yīng)激是否能造成應(yīng)激性心肌病，或脫水是否為應(yīng)激性心肌病形成的促進(jìn)因素尚不明確。本研究參考前人研究[8-10]基礎(chǔ)上，利用束縛制動(dòng)引起交感神經(jīng)的持續(xù)興奮，并聯(lián)合脫水進(jìn)而誘發(fā)SIC形成。本實(shí)驗(yàn)組大鼠經(jīng)相應(yīng)處理后4只大鼠出現(xiàn)典型SIC心臟超聲表現(xiàn)，其血清EPI、NE水平明顯增高，心電圖ST段抬高，心肌間空泡樣改變、心肌斷裂，造模成功。

本研究中樣本量偏小，在初發(fā)造模上，未能全面探討得出統(tǒng)計(jì)學(xué)上的最優(yōu)造模劑量，故尚需進(jìn)一步研究。本研究對(duì)未評(píng)估大鼠脫水程度及未與單純制動(dòng)所致應(yīng)激性心肌病作比較，是否脫水對(duì)應(yīng)激性心肌病形成有促進(jìn)作用，還需進(jìn)一步研究。

綜上，本模型的成功建立脫水聯(lián)合制動(dòng)可致典型應(yīng)激性心肌病，可為今后進(jìn)一步研究SIC發(fā)病機(jī)制，明確發(fā)病類型，防治該病提供良好的動(dòng)物模型，但需要進(jìn)一步改進(jìn)。

[1] Gianni M,Dentali F.Apical ballooning syndrome or takotsubo cardiomyopanthy:a systematic review [J].European Heart Journal (Oxford University Press),2006,27(13):1523-1529.

[2] Prasad A,Lerman A,Rihal CS:Apical ballooning syndrome Tako-Tsubo orstress cardiomyopathy: a mimic of acute myocardial infarction [J].Am Heart J,2008, 155:408-417.

[3] Sjaastad I,Sejersted OM,Ilebekk A,et al.Echocardiographic criteria for detection of postinfarction congestive heart failure in rats[J].J Appl Physiol(1985),2000,89(4):1445-1454.

[4] Wittstein IS,Thiemann DR,Lima JA,et al.Neurohumoral features of myocardial stunning due to sudden emotional stress[J].N Engl J Med,2005,352( 6) :539-548.

[5] Jols M, Fernandez G, Roozendaal B. Stress and emotional memory: a matter of timing[J]. Trends in cognitive sciences,2011,15(6): 280-288.

[6] Akashi YJ,Goldstein DS,Barbaro G,et al.Takotsubo cardiomyopathy:a new form of acute,reversible heart failure[J].Circulation,2008,118:2754-2762.

[7] Sebastian Szardien, Helge M llmann, Matthias Willmer,et al.Mechanisms of Stress (Takotsubo) Cardiomyopathy[J]. 2013，9(2)：197-205.

[8] Kuroda R1, Shintani-Ishida K, Unuma K,et al.Immobilization Stress With α2-Adrenergic Stimulation Induces Regional and Transient Reduction of Cardiac Contraction Through Gi Coupling in Rats[J].Int Heart J，2015,56(5):537-543.

[9] Ueyama T,Kasamatsu K,Hano T,et al,Emotional stress induces transient left ventricular hypocontraction in the rat via activation of cardiac adrenoceptors: a possible animal model of 'tako-tsubo' cardiomyopathy[J].Circ J，2002,66(7):712-713.

[10] Ueyama T,Ishikura F,Matsuda A,et al,Chronic estrogen supplementation following ovariectomy improves the emotional stress-inducedcardiovascular responses by indirect action on the nervous system and by direct action on the heart[J].Circ J，2007,71(4):565-573.

Establishment of rat model of stress induced cardiomyopathy by combination of braking and dehydration

SUN Yan-rong FU Hua-ying

(Second Hospital of Tianjin Medical University,Tianjin 300211,China)

Objective: To establish the rat model of stress induced cardiomyopathy by combination of braking and dehydration. Methods: Thirty male SD rats were randomly divided into the control group and experimental group. In the experimental group, the model of stress cardiomyopathy was established by the combination of immobilization and dehydration. Echocardiography was used to observe the ventricular wall motion, criteria for successful modeling was the occurrence that left ventricular wall motion was reduced and swelled like a balloon while the basal motion was enhanced. The results were evaluated by electrocardiogram, cardiac anatomy and myocardial histopathology. Results: Compared with the control group, 4 rats showed typical stress cardiomyopathy in the experimental group. The heart rate increased significantly, ST segment deviation, plasma epinephrine and norepinephrine concentrations were significantly increased, and inflammatory cell aggregation, apical myocardial edema and necrosis occurred. Conclusion: The model of stress induced cardiomyopathy was successfully established by the combination of braking and dehydration.

stress-induced cardiomyopathy; braking; dehydration; animal model

孫艷榮(1988—)，女，碩士在讀，主要從事應(yīng)激性心肌病研究。

富華穎，E-mail：huayingfu@126.com。

R541

A

1004-7115(2017)05-0497-03

10.3969/j.issn.1004-7115.2017.05.006

2016-12-11)