心力衰竭大鼠的钙调节机制范文

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《儿科药学杂志》2015年第七期

1材料和方法

1．1观察指标分别在末次给药后24h，对大鼠行腹腔注射戊巴比妥麻醉，剖胸于左心室取血，用全自动生化分析仪检测血清中cTnⅠ和心肌酶CK、CK-MB的含量，双抗夹心酶联免疫法测定血清MMP-2含量。取心肌组织约0．2g用冰生理盐水漂洗，除去血液，用滤纸吸去多余水分，称重，加冰生理盐水制成10%的心肌组织匀浆，离心取上清液，用全自动生化分析仪测定Ca2+的浓度。开胸取心脏，以4%多聚甲醛固定，常规石蜡包埋，制作石蜡切片并做HE染色，以备显微镜检查。

1．2统计学方法应用SPSS17．0软件，计量资料以均数±标准差表示，采用t检验，P＜0．05为差异有统计学意义。

2结果

2．1心力衰竭模型的建立模型建立过程中，心力衰竭模型大鼠(心力衰竭组、米力农组)均出现纳差、倦怠、体质量不增，后期出现脱发、气促、腹胀;解剖时发现有明显腹腔积水和胸腔积水，肝脏增大、肝叶融合、肝脏颜色和质地明显异常，心脏增大;心力衰竭组死亡2只，米力农组死亡1只，心力衰竭模型成活率85%(17/20)。对照组和心力衰竭组分别在末次腹腔注射后24h进行清醒状态下行无创性血流动力学监测，观察心率(HR)、射血前期(PEP)、左室舒张时间(LVET)、每分心输出量(CO)等变化，两组比较差异均有统计学意义(P均＜0．05)。心力衰竭组大鼠心功能下降，见表1。石蜡切片示:对照组心肌纤维排列整齐，无细胞水肿，细胞间隙正常;心力衰竭组心肌细胞水肿或空泡样变，部分肌原纤维溶解，心肌纤维断裂，心肌细胞间隙明显增宽;米力农组心肌细胞轻度肿胀，心肌纤维基本完整，肌原纤维平行排列，少部分肌原纤维断裂。见图1。说明心力衰竭模型造模成功，且米力农对心力衰竭有治疗作用。

2．2心肌酶学检测结果结果见表2。心力衰竭组血清CK、CK-MB水平均升高，与对照组比较差异均有统计学意义(t分别为10．517、21．263，P均＜0．01)，提示心力衰竭组存在明显心肌细胞损伤;米力农组与心力衰竭组比较血清CPK、CK-MB水平均降低(t分别为4．215、7．216，P均＜0．05)，提示米力农组心肌细胞损伤明显减轻。

2．3心肌Ca2+、血清MMP-2、cTnI检测结果结果见表3。心力衰竭组Ca2+、MMP-2、cTnⅠ水平升高，与对照组比较差异均有统计学意义(t分别为7．244、11．462、7．921，P均＜0．01);米力农组与心力衰竭组比较Ca2+、MMP-2、cTnⅠ水平均降低(t分别为3．336、5．216、3．721，P均＜0．05)。

3讨论

阿霉素与心肌组织的亲和力明显高于其他组织，具有严重的心脏毒性，对心脏的慢性毒性作用主要是慢性充血性心力衰竭。国内外许多学者利用阿霉素建立鼠、兔的心力衰竭实验动物模型，腹腔注射小剂量阿霉素可成功建立慢性心力衰竭大鼠模型［4］。本研究通过比较心力衰竭组和对照组的血流动力学、心肌病理切片、心肌酶等的变化，发现心力衰竭组血流动力学异常、心功能下降、心肌细胞显微结构受损明显、血清心肌酶大量外漏，因此心力衰竭造模成功。心力衰竭时存在心肌损伤、心肌结构和功能变化、心肌细胞内外钙稳定失衡。本研究中米力农组血清CPK、CK-MB水平较心力衰竭组低，提示米力农组心肌细胞膜损伤较心力衰竭组减轻，米力农具有心肌细胞保护作用。冯永萌等［5］研究显示，在充血性心力衰竭治疗中，米力农剂量为50μg/kg时疗效最佳;本研究亦选用50μg/kg的剂量，而在动物实验中米力农的量效关系可作进一步研究。米力农保护心肌的机制与钙调节有关。

心力衰竭组心肌匀浆中Ca2+含量显著升高，分析其机制如下:心力衰竭时心肌肌浆网钙泵活性降低，肌浆网钙释放通道(RyR2)在心脏兴奋-收缩偶联过程中起关键作用，肌浆网中的Ca2+通过RyR2释放到胞浆启动心肌收缩［6］。心力衰竭时RyR2功能的关键调节因子表达减少及与RyR2亲和力降低，引起肌浆网舒张期Ca2+渗漏及Ca2+负荷减少，导致收缩期肌浆网Ca2+释放减少，心室肌收缩功能障碍。当胞浆Ca2+浓度急速上升，高出正常8～10倍，给细胞造成严重损伤，使心肌大面积坏死、心功能不全［7］。本研究中心力衰竭组较对照组和米力农组的Ca2+浓度升高，心肌酶大量外漏，心肌细胞膜受损明显。米力农组心肌均浆中Ca2+浓度较心力衰竭组降低，分析其机制如下:米力农系磷酸二酯酶(PDE)抑制剂，可促使cAMP水解减慢，使更多钙通道开放，Ca2+进入细胞增多，产生正性变力效应［8］。

近年来基质金属蛋白酶(MMPs)在心血管系统疾病领域的研究中备受瞩目，越来越多的研究显示MMPs可作为一种新的心脏分子标志物和治疗靶点。MMP-2属于基质金属蛋白酶家族中的一种基质水解酶，MMP-2是一类Ca2+依赖性蛋白水解酶，其作用底物为基底膜和变性的间质胶原，破坏心肌的力学性质和心室的结构，影响心脏的功能，尤其可降解心肌细胞外基质(ECM)为心力衰竭的发展提供必要条件［9］。MMP-2被激活后主要可能通过以下三种途径影响心肌功能:(1)水解细胞外基质的弹性蛋白和胶原纤维，破坏细胞基本结构骨架;(2)裂解肌球蛋白轻链-1(MLC-1)和肌钙蛋白导致心肌收缩功能失常;(3)通过刺激糖原合成酶激酶-3(GSK-3β)的活化，干扰β1-整联蛋白调节的存活信号，诱导细胞发生凋亡。有学者研究结果显示，收缩性心力衰竭患者基质金属蛋白酶的活性随着心力衰竭的加重而升高［10］。cTnⅠ是肌钙蛋白亚基之一，与原肌球蛋白一起通过协调钙离子对肌动蛋白ATP酶的活性来调节肌动蛋白和肌球蛋白间的相互作用，参与心肌收缩。cTnⅠ升高提示心肌细胞坏死，是心肌供氧失衡导致心肌损伤的结果［11］。本研究中，心力衰竭组MMP-2、cTnⅠ水平显著高于对照组和米力农组，血清MMP-2、cTnⅠ水平与心肌Ca2+水平呈正相关，提示米力农能降低Ca2+浓度，降低MMP-2、cTnⅠ表达，从而保护心肌。综上所述，心力衰竭时心肌Ca2+与血清MMP-2、cTnI含量升高且呈正相关，米力农能下调心力衰竭时心肌Ca2+与血清MMP-2、cTnⅠ含量，通过钙调节机制保护心肌，减轻心肌损害。MMP-2、cTnⅠ可作为评估心力衰竭进展及预后的心脏分子标志物。

作者：邱红 朱红枫 张若松 单位：宁波市妇女儿童医院 泸州医学院附属医院