辛伐他汀干预对慢性心力衰竭兔模型心室重构的影响

作者：齐洪涛,刘志华,蒋彬,邹操 作者单位：苏州医学院第一附属医院心内科，江苏 苏州 215006          【摘要】  目的 观察辛伐他汀对慢性心力衰竭兔心室重构的影响。方法 将24只新西兰白兔分为4组，每组6只，第1、第2、第3组通过破坏主动脉瓣和缩窄腹主动脉，增加左心室前、后负荷，建立慢性心力衰竭模型。第1组：心力衰竭对照组; 第2组：心力衰竭早干预组,术后每天给予辛伐他汀5 mg/kg灌胃,观察6周; 第3组：心力衰竭晚干预组，手术4周后每天给予辛伐他汀5 mg/kg灌胃，观察4周；第4组为假手术组。各组术后及观察结束时行超声心动图检查;观察心肌细胞肥大情况;计算各组凋亡指数。结果 早干预组室间隔厚度（LVSd）、左心室舒张期内径（LVIDd）、左心室后壁厚度（LVPwd）、左心室收缩期内径（LVIDs）、心脏重量、左心室重量、心脏/体重、左心室/体重、心肌细胞凋亡指数（AI）显著低于心力衰竭对照组；左心室射血分数（EF）、左心室长轴缩短率（FS）显著高于心力衰竭对照组。晚干预组LVSd、LVIDs、心脏重量、左心室重量、心脏/体重、心肌细胞凋亡指数（AI）显著低于心力衰竭对照组； EF、FS显著高于心力衰竭对照组。结论 辛伐他汀干预可抑制慢性心力衰竭兔心脏扩张、室壁增厚、心肌细胞调亡，改善心肌重构。

    【关键词】  辛伐他汀； 心力衰竭； 凋亡； 心肌肥厚； 心室重构

　　他汀类药物（statins）为三羟基三甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂(3Hydroxy3methylylutaryl coenzyme A reductase inhibitor)，被广泛用于调脂治疗，近来研究发现，他汀类药物用于慢性心力衰竭心室重构具有有益的作用，可抑制心室扩大、阻止心室肥厚[1]，抑制心肌细胞调亡。本研究用辛伐他汀（simvastatin）对兔慢性心力衰竭模型进行治疗，观察他汀类药物对慢性心力衰竭心室重构的影响。

　　1  实验对象和方法

　　11  实验对象24只新西兰白兔，雌雄不拘，体重18～28 kg，分为4组。第1组（假手术组）；第2组（心力衰竭组），术后观察6周；第3组（早干预组），手术后给予辛伐他汀5 mg·kg－1·d－1，采用灌胃方法给药，观察6周；第4组(晚干预组），术后4周给予辛伐他汀5 mg·kg－1·d－1，采用灌胃方法给药，连续服4周。

　　12  方法

　　121  心力衰竭模型的建立  主动脉瓣反流加腹主动脉缩窄术。用3%异戊巴比妥30 mg/kg从耳缘静脉注射麻醉。准备颈前皮肤，用安尔碘消毒皮肤，在颈前做正中切口，分离一侧颈总动脉，结扎颈总动脉远端，动脉夹夹住近段，用剪刀在颈总动脉剪一小口，小钩钩起切口，插入扩张导管及支撑导管，固定支撑导管，拔出扩张导管，用导丝将4F导管导入心室，心电监护仪出现心律失常表明导管进入心室，拔出导丝，将导管接入瑞士SCHILLER TM7型有创血压监护仪，测得左心室舒张末压（left ventricular end diastolic pressure,LVEDP）。将导管逐渐退到主动脉瓣口，测得主动脉收缩压及舒张压。再用导管将主动脉瓣破坏。测主动脉压，脉压差增加大于50%，表明主动脉瓣破坏成功。两周后做腹主动脉缩窄术。术前空腹1 d，麻醉后，准备腹部皮肤，消毒，做正中切口，在肾动脉上方，分离腹主动脉，将5F导管与腹主动脉并行，用4号缝线将腹主动脉结扎，抽出5F导管，依次缝合皮下组织及皮肤。观察结束时，再次手术，分离另一侧颈总动脉，测量LVEDP。取出心脏称全心及左心室重量，计算心脏/体重、左心室/体重。

　　122  超声心动图检查  各组于术后及观察结束时，做超声心动图检查。常规麻醉后，取左侧位，用专用12HZ动物实验探头观察左心室舒张期内径(LVIDd)、左心室收缩期内径(LVIDs)、室间隔厚度及左心室后壁厚度(LVPWd)、左心室长轴缩短率(LVFS)、左心室射血分数(LVEF)。用彩色多普勒观察术后主动脉瓣返流情况。

　　123  心肌组织HE染色  取出心肌组织迅速放入10%甲醛保存，石蜡包埋组织切片，苏木精染色10 min，伊红染色5 min，在经乙醇梯度脱水后封片，观察心肌细胞肥大情况。

　　124  心肌细胞凋亡分析  10%甲醛保存的心肌组织，石蜡包埋组织切片，采用德国Roche公司的细胞凋亡检测试剂盒严格按说明操作。计算凋亡指数（apoptotic index，AI），在计算机图像分析仪400倍视野下，每张切片拍摄5个视野，每个视野计数200个细胞核，根据阳性细胞所作的百分比作为AI=凋亡阳性细胞/总细胞数×100。蓝色核为正常细胞核，棕色核或核内有红色颗粒为凋亡细胞核。AI作为心肌细胞凋亡数量的半定量参数。

　　13  统计分析各组测得数值均以均数±标准差（±s）表示，采用t检验方法，多组间比较采用单因素方差分析作统计分析（SAS612版本），P＜005为差异有统计学意义。

　　2  结果

　　21  4组观察开始及终止时LVSD、LVIDd、LVPwd、LVIDs、EF、FS的改变结果显示，观察开始时各组LVSd、LVIDd、LVPwd、LVIDs、EF、FS无明显差异（表1）。观察终止时心力衰竭对照组LVSd、LVIDd、LVPwd、LVIDs显著高于假手术组；EF、FS显著低于假手术组。早干预组LVSd、LVIDd、LVPwd、LVIDs显著低于心力衰竭对照组；EF、FS显著高于心力衰竭对照组。晚干预组LVSd、LVIDs显著低于心力衰竭对照组；EF、FS显著高于心力衰竭对照组（表2）。

　　表1  四组观察开始时LVSD、LVIDd、LVPwd、LVIDs、EF、FS比较（略）

　　表2  四组观察终止时LVSd、LVIDd、LVPwd、LVIDs、EF、FS比较（略）

　　注：与心力衰竭对照组比较 *P＜005， **P＜001；与假手术组比较 △P＜005, △△P＜001

　　表3  四组心脏重量、左心室重量、心脏/体重、左心室/体重比较（略）

　　注：与心力衰竭对照组比较 *P＜005， **P＜001；与假手术组比较 △P＜005, △△P＜001

　　22  4组心脏、左心室重量及心脏/体重、左心室/体重比较（表3） 心力衰竭对照组心脏重量、左心室重量、心脏重量指数、左心室重量指数均显著大于假手术组，早干预组上述指标均显著低于心力衰竭对照组，晚干预组心脏重量、左心室重量、心脏重量指数显著低于心力衰竭对照组。

　　23  4组心肌组织心肌细胞肥大比较由图1可见心力衰竭对照组心肌细胞明显肥大，间质减少，每个视野内细胞核减少，早干预组、晚干预组治疗后，对心肌细胞肥大有明显的抑制作用。

24  4组心肌细胞AI比较 心力衰竭对照组心肌细胞AI（3750±199）显著高于假手术组（1167±194）（均P＜005），早干预组（1433±259）及晚干预组（1467 ±167）心肌细胞A显著低于心力衰竭对照组（均P＜005）（图2）。

　　图1  四组心肌组织HE染色组织切片（略）    　　A：正常心肌HE染色组织切片；B：心力衰竭对照组心肌HE染色组织切片；C：早干预组心肌HE染色组织切片；D：晚干预组心肌HE染色组织切片      　　图2  四组心肌组织TUNEL染色组织切片（略）    　　A:正常心肌TUNEL染色组织切片； B:心力衰竭对照组心肌TUNEL染色组织切片；C: 早干预组心肌TUNEL染色组织切片；D: 晚干预组心肌TUNEL染色组织切片　　　　3  讨论    　　近期研究发现，他汀类药物对慢性心力衰竭心室重构具有良好的作用，Nahrendorf[3]等在心肌梗死大鼠中服用西立伐他汀可抑制心肌肥厚，使心排出量增加。Hayashidani[4]在心肌梗死的小鼠中研究中也发现，服用氟伐他汀可抑制心室扩张，降低LVEDP。Bauersachs[5] 在心肌梗死的大鼠中服用西立伐他汀，增强左心室收缩及舒张功能，降低LVEDP。本研究显示，在前、后负荷增加的兔心力衰竭模型中服用辛伐他汀，可有效抑制心室扩张、心肌增厚及心肌细胞凋亡，观察终止时，早干预组LVSD、LVIDd、LVPwd、LVIDs、心脏重量、左心室重量、心脏/体重及左心室/体重均显著低于心力衰竭对照组， EF、FS显著高于心力衰竭对照组，AI显著低于心力衰竭对照组，组织切片显示，辛伐他汀抑制早干预组心肌细胞肥大。晚干预组的心脏重量、左心室重量、心脏/体重、AI均显著低于心力衰竭对照组， EF、FS显著高于心力衰竭对照组。组织切片显示，晚干预组，服用辛伐他汀有效抑制心肌细胞肥大。早期服用药物对心室扩大、心肌肥厚的抑制作用更明显。现研究认为他汀类药物改善心肌重构的机制，可能与下列机制有关：（1）抑制Rho A活性，Rho A家族对调节细胞增殖有重要调节作用，Rho A类异戊二稀化，定位于细胞膜，调节细胞增殖。他汀类药物，在抑制胆固醇合成的同时，抑制类异戊二稀化生成，从而抑制Rho A类异戊二稀化，阻止Rho A定位于细胞膜，从而抑制细胞增殖[6]。（2）通过抑制糖原合成激酶3β（GSK3β）活性，稳定β连环蛋白（βcatenin）而防止心肌细胞凋亡。Bergmann等[7]在研究中发现他汀可激活碱性磷酸酶（Akt），使GSK3β磷酸化灭活，稳定βcatenin水平，而阻止心肌细胞凋亡。（3）抑制细胞外信号调节的蛋白激酶（ERK1/2）活性。Patel等[8]用辛伐他汀治疗转入肥厚性心肌病的兔模型，使心肌肥厚逆转，机制与他汀药物下调ERK1/2活性有关。（4）抗氧化应激，抑制自由基的释放。Chen等[9]在研究中发现，服用辛伐他汀可有效抑制大鼠心力衰竭心肌中氧自由基的产生，抑制心肌肥厚进展，防止心肌细胞凋亡。（5）抑制血管紧张素Ⅱ导致的心肌细胞肥大。他汀类药物通过降低血管转换酶活性，降低血管紧张素受体1表达，并通过对抗血管紧张素Ⅱ减少氧自由基生成，从而阻止心肌肥厚[10]。

【参考文献】  　［1］Patel R,Nagueh SF,Tsybouleva N, et al Simvastatin induces regression of cardiac hypertrophy and fibrosis and improves cardiac function in a transgenic rabbit model of human hypertrophic cardiomyopathy［J］ Circulation， 2001, 104: 317324

　　［2］Lou JD, Zhang WW, Zhang GP, et al Simvastatin inhibits cardiac hypertrophy and angiotensinconverting enzyme activity in rats with aortic stenosis［J］ Clin Experi Pharmacol Physiol， 1999, 26: 903908

　　［3］Nahrendorf M, Hu K, Hiller KH, et al Impact of hydroxymethylglutaryl coenzyme A reductase inhibition on left ventricular remodeling after myocardial infarction［J］ JACC, 2002, 9(40): 16951700

　　［4］Hayashidani S, Tsutsui H, Shiomi T, et al Fluvastatin, a 3hydroxy3methylglutaryl coenzyme a reductase inhibitor, attenuates left ventricular remodeling and failure after experimental myocardial infarction［J］ Circulation, 2002, 105: 868873

　　［5］Bauersachs J, Galuppo P, Fraccarollo D, et al Improvement of left ventricular remodeling and function by hydroxymethylglutaryl coenzyme a reductase inhibition with cerivastatin in rats with heart failure after myocardial infarction［J］ Circulation, 2001, 104: 982985

　　［6］Laufs U, Kilter H, Konkol C, et al Impact of HMG CoA reductase inhibition on small GTPase in the heart［J］ Cardiovasc Res, 2002, 53: 911920

　　［7］Bergmana MW,Rechner C, Freund C, et al Statins inhibit reoxygenationinduced cardiomyocyte apotosis role for glycogen sythase kinase 3βand transcription factor βcatenin［J］ J Mol Cell Cardiol, 2004, 37: 681690

　　［8］Patel R, Nagueh SF, Tsybouleva N, et al Simvastatin induces regression of cardiac hypertrophy and fibrosis and improves cardiac function in a transgenic rabbit model of human hypertrophic cardiomyopathy［J］ Circulation, 2001, 104: 317324

　　［9］Chen MS, Xu FP, Wang GP, et al Statins initiated after hypertrophy inhibit oxidative stress and prevent heart failure in rats with aortic stenosis［J］ J Mol Cell Cardiol, 2004,37: 889896

　　［10］Dechend R, Fiebeler A, Park JK, et al Amelioration of angiotensin Ⅱinduced cardiac injury by a 3hydroxy3methylglutaryl coenzyme a reductase inhibitor［J］ Circulation, 2001, 104: 576581