腎動脈狹窄心衰和冠脈結扎心衰大鼠模型的對比研究

劉 杰 吳隱雄 鄧金龍

(廣西壯族自治區人民醫院心血管干部病房，南寧市 530021)

高血壓病、冠心病都是心力衰竭最常見的病因，兩種疾病盡管發病機制不一樣，但心力衰竭是兩者共有的嚴重并發癥，一旦心臟疾患達到心功能不全失代償期，心衰患者治療效果差，預后不良。因而，尋找新方法、新途徑干預心衰的進程、改善預后則顯得尤為重要。動物實驗是這些研究進入臨床階段前的必須過程，建立成熟、穩定的心衰動物模型，尤其是早期心衰的動物模型，就顯得至關重要。大鼠以其重復性、穩定性好、費用低廉而成為制作心衰模型的理想選擇。本研究提出了用雙腎動脈結扎后自然喂養的方法制備大鼠的心衰模型，結果證實，與傳統的動物心衰制作模型如冠脈結扎術比較，實驗動物死亡率更低、制模成功率更高，也提供了更理想的模擬高負荷心衰的動物模型。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 實驗動物 健康雄性 SD大鼠、清潔級，共計200只，購于廣西醫科大學實驗中心，體重(230±20)g。

1.1.2 試劑 復合麻醉劑:戊巴比妥鈉1.772 g，水合氯醛8.5 g，硫酸鎂 4.24 g，丙二醇 50 mL，無水乙醇 28.5 mL，溶于去離子水，定容至200 mL。

1.1.3 實驗儀器 動物呼吸機(江西特力呼吸機設備公司)，動物生理記錄儀(成都儀器廠)，小動物無創血壓心率測定儀(北京吉安得爾科技有限公司)，彩色多普勒超聲心動圖儀(美國惠普公司5500型)。

1.2 模型制作

1.2.1 動物分組 根據研究目的，雙腎動脈結扎組共分4組，其中3個組手術制作模型，喂養至術后9個月，另一組為假手術組共15只。冠脈結扎組共分4組，其中3個組手術制作模型，喂養至術后3個月，另一個組為假手術組，滿足每組15只的要求。

1.2.2 心衰大鼠模型制作方法

1.2.2.1 雙腎動脈結扎組［1］3% 戊巴比妥鈉(40～60 mg/kg)經腹腔注射麻醉后，將大鼠置于溫暖的手術臺，經側腹切口，暴露雙側腎臟，分離腎動脈及分支，分別結扎上段分支與中支和中段及下段分支。假手術組分離雙腎動脈及分支，不予結扎;手術組大鼠在手術成功后自然喂養，平均6個月可證實心衰大鼠模型成功。

1.2.2.2 冠脈結扎組 手術組［2］:用復合麻醉劑對大鼠行腹腔注射麻醉，胸骨上窩上正中切開皮膚，氣管橫行切開，插入氣管插管(用套管針自制)，連接動物呼吸機進行人工控制呼吸，呼吸頻率90次/min，潮氣量10～12 mL，呼吸比設為1∶1。順肋間隙方向于胸骨左旁第3～4肋間切開皮膚，長約1 cm，逐層分離皮下組織、肌肉，于3～4肋骨間撐開進胸，暴露心臟，切開心包，縫針穿過左冠狀動脈前降支，連同一小束心肌一起結扎，結扎后左室壁變蒼白，并出現室壁運動減弱。心電監護可見ST段明顯抬高，證實結扎成功。徹底止血后逐層關胸。恢復大鼠自主呼吸，拔出氣管內插管，頸部切口縫合。假手術組:在左心耳下緣與肺動脈圓錐間左冠脈前降支位置取同樣大小的針縫針而不打結，其余操作與手術組同。手術組大鼠在手術成功后自然喂養，平均2周可證實心衰大鼠模型成功。

1.3 檢測指標

1.3.1 血壓、心率的測量 術前及術后不同時間測量體重及清醒狀態心率和收縮壓。本實驗在37℃下保溫30 min，采取尾套法(Tail.Cuf)［3］以大鼠血壓心率測定儀測定清醒狀態下大鼠的收縮壓。

1.3.2 超聲測量指標 左室舒張末期內徑(LVDD)、收縮末期內徑(LVSD)、左室射血分數(EF)=SV/LVEDV×100%。

1.4 統計學處理 采用SPSS 13.0統計軟件包，計量數據以s表示，采用t檢驗，計數資料比較采用卡方檢驗，以P＜0.01為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 24 h內動物死亡率 雙腎動脈結扎組:假手術組15只大鼠，死亡2只;手術組45只大鼠，死亡10只。原因見表1。冠脈結扎組:假手術組15只動物，死亡3只;45只手術組動物中在24 h內20只死亡，死亡率為45%。死亡原因見表1。兩種手術方法比較，雙腎動脈結扎術死亡率明顯低于冠脈結扎術組，差異有統計學意義(P＜0.01)。

表1 兩種手術方法24 h內動物死亡情況統計

2.2 兩種手術方法心衰模型成功率及模型成功平均時間對比 雙腎動脈結扎術組心衰模型成功率為56%、冠脈結扎術組模型成功率為43%，兩者比較差異有統計學意義(P＜0.01)。心衰模型成功平均時間:雙腎動脈結扎術組心衰模型成功平均時間為6個月、冠脈結扎術組心衰模型成功平均時間為2周，兩者比較有統計學意義(P＜0.01)。

2.3 兩種手術方法心衰模型平均血壓及平均心率對比假手術組平均收縮壓為(110±8)mmHg，雙腎動脈結扎術組心衰模型平均收縮壓為(180±20)mmHg，冠脈結扎術組心衰模型平均收縮壓為(90±11)mmHg，兩者比較差異有統計學意義(P＜0.01)。假手術組平均心率為350 bpm，雙腎動脈結扎術組心衰模型平均心率為430 bpm，冠脈結扎術組心衰模型平均心率為670 bpm，兩者比較差異有統計學意義(P ＜0.01)。

2.3 兩種手術方法心衰模型成功后心功能指標對比 測定兩組假手術組和兩種心衰大鼠模型心功能，發現手術組大鼠的LVDD、LVSD均明顯大于假手術組(P＜0.01)，而手術組大鼠的 LVDD、LVSD均明顯小于假手術組(P＜0.01)，而心功能下降的程度和速度則是冠脈結扎術組要明顯快于雙腎動脈結扎術組。見表2。

表2 兩種心衰模型對心功能影響

3 討論

心力衰竭動物模型的建立，對研究心力衰竭的發病機制、病理生理及疾病預防和治療起著重要作用，而心力衰竭的病因復雜，通常包括以下原因:①原發性心肌舒縮功能障礙，常見于心肌病變，如心肌炎、心肌梗死、心肌病、心肌纖維化等。②心臟負荷過重，如高血壓病及主動脈瓣狹窄所致的左心室壓力負荷過重。③容量負荷過重，如主動脈瓣或左房室瓣關閉不全等。

不同病因的病理生理、干預和治療原則不同，因而對心率衰竭的動物模型亦提出了更高和更具體的要求。大鼠是實驗研究中常用的實驗動物，本研究通過結扎雙腎動脈的方法來顯著減少雙腎血流量以模擬腎素－血管緊張素增高型(后負荷過重型)的高血壓類型，雙腎動脈結扎造成持續性的腎素－血管緊張素分泌增加，導致心臟壓力負荷過重。本研究證實了該種方法制成的高血壓模型成功率高，持續增高的后負荷，導致心肌肌原纖維增粗，心肌細胞增厚，形成向心性心室肥厚;心肌細胞外間質增多，引起室壁僵硬度增加，左心室舒張期充盈壓增高，出現舒張功能不全。高血壓容量負荷過重時，心肌肌原纖維變長，導致心室擴張、容積擴大，心搏出量和射血分數降低，出現收縮功能不全［4，5］。本研究也證實了持續的腎性高血壓能在半年的時間內形成高血壓心衰模型。參考國外的實驗數據約20周的成模時間基本符合，考慮與具體的實驗方法和制模時雙腎動脈的狹窄程度有關。而冠脈結扎心衰大鼠模型獲得的數據也和臨床上急性心肌梗死發生心力衰竭的過程(各個時間觀測點的心率、血壓、心功能)基本吻合［6］，這些將在將來的文章中詳加闡述。而本研究也證實了冠脈結扎心衰模型是穩定的、可控的，是模擬冠心病－急性心肌梗死良好的動物模型。

本研究證實，無論是心肌病變或是長期心臟負荷過重，引起的心力衰竭則是心臟失代償的共同表現。兩種動物心衰模型相比較，通過查閱相關文獻，除去病因學、病理生理、手術熟練程度的不同，從實驗動物死亡率、模型成功率來看，腎動脈結扎法更優，而從心衰模型成功時間來看，冠脈結扎法可以在比較短的時間內獲得穩定的心衰動物模型。

［1］楊志華，盛文利，侯清華，等.雙腎雙夾腎血管性高血壓模型的制作與術后管理［J］.中國比較醫學雜志，2005，15(2):92 －94.

［2］張冬穎，羅羽慧，楊 輝，等.冠狀動脈結扎與腹主動脈縮窄所致慢性心力衰竭大鼠模型比較［J］.中國微循環，2005，9(3):171－174.

［3］焦海霞，李 凌，余 涓，等.尾套法和頸動脈法測定急性應激大鼠血壓變化值的比較［J］.福建醫科大學學報，2006，40(4):404－405.

［4］Tofovic SP，Kusaka H，Kost CK，et al.Renal function and structure in diabetic，hypertensive，obese ZDFxSHHF-hybrid rats［J］.Ren Fail，2000，22(4):387 －406.

［5］Brochu E，Lacasse S，Moreau C，et al.Endothelin ET(A)receptor blockade prevents the progression of renal failure and hypertension in uraemic rats［J］.Nephrol Dial Transplant，1999，14(8):1881 －1888.

［6］李金軼，鐘國強，韋 卓，等.大鼠心肌梗死模型的建立及梗死后心電生理和左室功能的變化［J］.中國實驗動物學報，2009，17(6):410－414.