吡那地爾對慢性心力衰竭大鼠心功能影響的研究

馬力 楊進剛 史旭波 李田昌 胡大一 劉杰 初楠

心力衰竭是多種心血管疾病的最終結局，也是心血管疾病最常見的死亡原因，目前關于慢性心力衰竭防治的研究眾多，尋找新的治療靶點已經成為治療的新趨勢［1］。ATP敏感性鉀通道(KATP)是受細胞內ATP濃度調控的一種內向整流鉀通道［2］，將心肌細胞能量代謝與電活動聯系起來，進而影響心臟的機械活動及功能，與心臟對生理或病理性血流動力學負荷引起的適應性反應有關，并影響從代償性左心室肥厚(left ventricular hypertrophy，LVH)到慢性充血性心力衰竭的進程［3］。本實驗通過腹主動脈縮窄法建立大鼠慢性壓力超負荷性LVH/心力衰竭模型，評價KATP通道開放劑吡那地爾(pinacidil)對慢性心力衰竭模型動物心功能的影響。

1 材料與方法

1.1 動物與試劑 Wistar大鼠(首都醫科大學實驗動物中心提供)60只，雄性，體重150～200 g，隨機分為手術藥物組(A組)、手術對照組(B組)和假手術對照組(C組)，每組20只。吡那地爾購于Sigma公司，以1∶7的比例溶于0.1 mol/L的HCl溶液中，再用蒸餾水稀釋至質量濃度為0.1%的溶液。Pc-lab生物醫學信號采集處理系統(LMS-LB型)購于成都儀器廠。山羊抗大鼠B型鈉尿肽(BNP)試劑盒購于BPB生物醫學有限公司。

1.2 方法

1.2.1 動物模型制備:常規嚙齒動物喂養，術前禁食過夜，自由飲水。采用Anne等［4］的腹主動脈縮窄法制備慢性壓力超負荷性大鼠左室肥厚和慢性充血性心力衰竭動物模型。烏拉坦0.7 g/kg腹腔麻醉后，劍突下腹正中切口，分層打開腹腔，在左腎動脈上方鈍性分離腹主動脈，將8號注射針頭平行置于動脈外壁，用4號手術絲線將兩者一齊扎緊后緩慢移去針頭，青霉素沖洗腹腔后縫合關腹，使大鼠腹主動脈直徑縮窄50% ～60%。C組將4號絲線置于腹主動脈相同位置不做結扎。術后大鼠常規喂養，分別在術后12、16周行血流動力學監測后處死動物。3組中，于12周處死的大鼠分別作為A1、B1，C1組，16周處死的分別作為A2、B2、C2組。

1.2.2 吡那地爾的應用:A組大鼠單獨喂養，在腹主動脈縮窄術后4周開始喂藥。在喂藥前觀察每只大鼠每日進食量，將吡那地爾2 mg·kg－1·d－1與相應量的飼料混勻后供大鼠食用。每天記錄剩余食物量，從而判斷大鼠藥物攝入情況并調整下一次的飼料量。

1.2.3 血流動力學監測:大鼠稱重量，烏拉坦(0.7 g/kg)腹腔麻醉后于右頸總動脈插管，連接Pc-lab生物醫學信號采集處理系統記錄心率(HR)、外周收縮壓(SBP)和外周舒張壓(DBP)。將插管逆行進入左心室后記錄左心室收縮末壓(LVSP)、左心室舒張末壓(LVDEP)、左心室內壓上升最大速率(+dp/dt max)和左心室內壓下降最大速率(－dp/dt max)。所有導管以0.3%肝素0.9%氯化鈉溶液充盈。

1.2.4 BNP濃度的測定:從頸總動脈插管處留取血樣，靜置2 h，3000 r/min速度離心10 min，－80℃冰箱保存。酶聯免疫吸附(ELISA)法分別檢測血清中BNP濃度，實驗操作步驟參照試劑盒說明。

1.3 統計學分析 應用SPSS 10.0統計軟件，主要統計指標均進行正態性檢驗符合近似正態分布，計量資料以表示，采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD法，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 共46只大鼠存活并納入分析，其中A組13只，B組16只，C組17只。術前3組體重差異無統計學意義(P＞0.05)。A、B組手術大鼠在腹主動脈縮窄術后體重增長緩慢，低于同時間段的C組(P＜0.05)。見表1。

2.2 血流動力學監測結果

2.2.1 一般指標:3組大鼠腹主動脈縮窄術后HR變化差異無統計學意義(P＞0.05)。A、B組LVEDP在術后12周均明顯高于C組(P＜0.05)，16周時B組LVEDP仍明顯高于C組差異無統計學意義(P＜0.01)，但A組LVEDP與C組(P ＞0.05)，A組LVEDP在術后16周低于 B組(P＜0.05)。B組大鼠術后不同時間點的血壓均明顯高于C組(P＜0.01)，A組SBP和DBP均明顯低于同時期的B組(P＞0.05)和C組(SBP 16 周時 P＜0.05，其余均 P ＞0.05)。

表1 3組大鼠手術前后體重變化g，

表1 3組大鼠手術前后體重變化g，

注:與 C1組比較，*P＜0.05;與 C2組比較，#P＜0.05

組別 術前體重 血流動力學監測前體重A 組A1組(n=8) 184±20 492±50*A2組(n=5) 171±4 534±57#B組B1組(n=9) 184±16 445±97*B2組(n=7) 189±19 506±50#C組C1組(n=10) 170±21 535±53 C2組(n=7) 184±29 558±56 F值10.17 13.97

表2 6組大鼠血流動力學檢測指標

表2 6組大鼠血流動力學檢測指標

注:與C1組比較，*P＜0.05;與 B2組比較，#P＜0.05;與C2組比較，△P＜0.05

組別 HR(次/min)SBP(mm Hg)DBP(mm Hg)LVEDP(mm Hg)A 組1.085 4.824 4.499 0.967 A1組(n=8) 386±80 104±25 75±28 20±11*A2組(n=5) 377±38 91±7△ 45±3 13±11#△B組B1組(n=9) 374±86 165±31* 104±18* 27±26*B2組(n=7) 443±21 191±24# 116±29# 46±19#C組C1組(n=10) 354±20 120±33 75±14 5±5 C2組(n=7) 405±70 133±41 84±30 3±5 F值

2.2.2 收縮功能指標:B組LVSP在腹主動脈縮窄術后12周高于C組(P＜0.05)并持續到術后第16周(P＜0.01)。A組LVSP值在術后12、16周均明顯低于同時段的B組(P＜0.01)，術后16周時明顯低于C組(P＜0.05)。腹主動脈縮窄術后，A組和B組+dp/dt明顯低于C組(P＜0.01)，術后12周A組高于B組，但差異無統計學意義(P＞0.05)。在16周時，A組+dp/dt沒有出現和B組一樣的繼續降低，而是略有回升，但無論是和同期的B組比較還是和12周的A組比較差異均無統計學意義(P ＞0.05)。見表3。

2.2.3 舒張功能指標:腹主動脈縮窄術后12、16周，A、B組的－dp/dt值都明顯低于C組(P＜0.01)，A組－dp/dt數值略高于B組(P ＞0.05)。見表3。

表3 血流動力學監測收縮、舒張功能指標

表3 血流動力學監測收縮、舒張功能指標

注:與B1組比較，*P＜0.01;與 C1組比較，#P＜0.01;與B2組比較，△P＜0.01;與 C2組比較，☆P＜0.01

組別 LVSP(mm Hg)+dp/dt(mm Hg/s)－dp/dt(mm Hg/s)A 組7.72 8.90 7.30 A1組(n=8) 102±20* 3206±874# 4331±1351#A2組(n=5) 94±10△ 3734±879☆ 3759±735☆B組B1組(n=9) 154±32 3066±1171* 4184±1364*B2組(n=7) 201±21☆ 2618±631☆ 3008±1274☆C組C1組(n=10) 110±22 12091±6830 8368±4141 C2組(n=7) 128±28 14946±4952 10009±1750 F值

2.3 BNP結果 B組BNP在腹主動脈縮窄術后均明顯高于C組(P＜0.01)，A組大鼠BNP水平在術后12周時明顯高于C組(P＜0.01)，但在第16周時與 C 組相當(P ＞0.05)，明顯低于同時期的B組(P＜0.05或＜0.01)。見表4。

表4 BNP測定值pg/ml，

表4 BNP測定值pg/ml，

注:與C1組比較，*P＜0.05;與B1組比較，#P＜0.05;與B2組比較，△P＜0.01;與 C2組比較，☆P＜0.01

BNP A組別組A1組(n=8) 354±78*#A2組(n=5) 322±99△B組B1組(n=9) 490±121*B2組(n=7) 578±166☆C組C1組(n=10) 171±49 C2組(n=7) 210±60 F 值 7.719*

3 討論

腹主動脈縮窄動物模型通過增加外周循環阻力，造成慢性壓力超負荷性心臟肥厚/心力衰竭［4］，在本實驗中大鼠腹主動脈縮窄術后LVEDP進行性升高，從8周開始達到統計學差異并持續于整個觀察期間。用LVEDP＞15 mm Hg作為判斷心力衰竭模型成功的標準［5］，則術后12周和16周大鼠心力衰竭成模率分別為 55.6%(5/9)和 85.7%(6/7)。

KATP與心臟對生理/病理性血流動力學負荷引起的適應性反應有關，并將影響到從代償性LVH到慢性充血性心力衰竭的進程［6］。吡那地爾是一種選擇性的氰胍類KATP通道開放劑，通過改變KATP通道對ATP的敏感性來使KATP通道開放［7］，具有較強的降壓作用。本實驗從腹主動脈縮窄術后4周開始用藥，觀察吡那地爾對心臟肥厚和心功能的影響。

腹主動脈縮窄術后大鼠LVEDP進行性升高，從術后4周開始應用吡那地爾治療后，A組大鼠LVEDP術后12周開始低于B組。提示應用吡那地爾治療后大鼠心功能改善從術后第12周(用藥后8周)開始，術后16周(用藥后12周)更明顯。A組大鼠舒張功能和收縮功能指標都沒有改善，但與B組相比，術后16周時+dp/dt并未出現進行性降低趨勢，而是略有回升，而－dp/dt仍保持下降趨勢，提示收縮功能的改善可能比舒張功能的改善更明顯。

BNP是心功能紊亂最敏感和特異的指標之一，可反映高血壓患者的心肌重構過程［8］。本實驗結果發現，腹主動脈縮窄術后大鼠血清BNP明顯升高，應用吡那地爾治療可使大鼠術后BNP水平明顯低于同時期的未用藥組，與其心功能指標的改善相符。

既往研究證實，肥厚心肌細胞的KATP通道活性增加，對細胞內ATP敏感性降低，在一定程度上對重塑心臟產生保護作用［7］。但既往研究或是在培養的心肌細胞中，或是與缺血再灌注損傷有關，缺乏在慢性心力衰竭進展過程中對KATP通道與整體動物的心功能之間關系的研究。本研究發現，應用KATP通道開放劑吡那地爾可明顯改善慢性壓力超負荷性心力衰竭模型大鼠的心功能指標，為研發防治心力衰竭的新型心血管藥物提供新的思路。

1 Hunt SA，Abraham WT，Chin MH，et al.2009 focused update:ACC/AHA guidelines for the diagnosis and management of heart failure in adults:a report of the american college of cardiology foundation/American heart association task force on practice guidelines.Circulation，2009，119:e391-479.

2 Noma A.ATP-regulated K+channels in cardiac muscles.Nature，1983，305:147-148.

3 Kane GC，Liu XK，Yamada S，et al.Cardiac KATP channels in health and disease.J Mol Cell Cardiol，2005，38:937-943.

4 Anne B，Johann B，Wolfgang L，et al.Endothelial dysfunction coincides with an enhanced nitric oxide synthase expression and superoxide anion production.Hypertension，1997，30:934-941.

5 Tonnessen T，Christensen G，Oie E，et al.Increased cardiac expression of endothelin-1 mRNA in ischemic heart failure in rats.Cardiovasc Res，1997，33:601-610.

6 Kane GC，Liu XK，Yamada S，et al.Cardiac KATP channels in health and disease.J Mol Cell Cardiol，2005，38:937-943.

7 Fan Z，Nakayama K，Hiraoka M.Multiple actions of Pinacidil on adenosine triphosphate-sensitive potassium channels in guinea-pig ventricular myocyte.J Physiol，1990，430:273-295.

8 Uusimaa P.Plasma B-type natriuretic peptide reflects left ventricular hypertrophy and diastolic function in hypertension.Int J Cardiol，2004，97:251-256.