異丙腎上腺素誘導慢性心力衰竭大鼠模型的建立＊

羅時珂，李 萍，程曉曙

（南昌大學附屬第二醫院心血管內科 330006）

心血管疾病在我國發病率逐年增加，嚴重威脅著人們的健康，而慢性心力衰竭（CHF）是各種心血管疾病的共同轉歸，是心臟病的攻堅戰場。動物實驗是臨床研究的基礎，建立穩定的動物心衰模型是研究心衰的發病機制、病理改變及新的治療策略的重要前提。目前存在多種方案構建大鼠CHF模型，比如縮窄腹主動脈法、結扎冠狀動脈法、藥物誘導以及快速起搏等［1］，其中的藥物誘導主要以皮下注射異丙腎上腺素（isoprenaline，ISO）為主，大鼠注射異丙腎上腺素后心肌出現彌漫性壞死和纖維化，心肌細胞收縮幅度及速度均降低，出現CHF表現。但是目前制作CHF模型所用的ISO有效劑量仍有多種報道，且不同劑量下的動物存活率也需進一步研究，本實驗通過注射不同劑量的ISO來制備大鼠CHF模型，觀察有效的ISO劑量，為進一步的動物實驗打下堅實基礎。

1 材料與方法

1.1 動物 雄性Sprague－Dawley大鼠70只（體質量180～210g），江西省中醫學院提供［動物合格證號:SCXK（贛）2005－0001］，隨機分為4組，即對照組（n＝10）、小劑量ISO損傷組（n＝20）、中劑量ISO損傷組（n＝20）、大劑量ISO損傷組（n＝20）。

1.2 方法

1.2.1 模型制作 小劑量組皮下緩慢注射ISO 2.0mg／kg，每日1次，連續4周；中劑量組:皮下緩慢注射ISO 2.5mg／kg，每日1次，連續4周；大劑量組:皮下緩慢注射ISO 3.0mg／kg，每日1次，連續4周；對照組:同樣方法注射2.0mg／kg生理鹽水。

表1 4周末對照組與用藥前大鼠二維超聲心動圖比較（）

表1 4周末對照組與用藥前大鼠二維超聲心動圖比較（）

＊:P＞0.05，與對照組比較。

組別 n LVEDD（mm） LVESD（mm） LVEF（%） LVFS（%）對照組 10 4.46±0.23 2.43±0.30 81.87±4.28 49.12±4.21用藥前組 70 4.52±0.48＊ 2.45±0.29＊ 83.20±6.40＊ 47.80±3.05＊

表2 4周末各組大鼠二維超聲心動圖比較（）

表2 4周末各組大鼠二維超聲心動圖比較（）

＊:P＜0.01，與對照組比較；▲:P＜0.01，☆:P＜0.05，與小劑量組比較；■:P＜0.01，與中劑量組比較。

組別 n LVEDD（mm） LVESD（mm） LVEF（mm） LVFS（mm）對照組 10 4.62±0.38 2.62±0.07 81.00±3.87 48.00±3.16小劑量ISO組 20 5.74±0.15＊ 3.92±0.14＊ 71.20±2.58＊ 36.20±3.03＊中劑量ISO組 18 6.37±0.29＊▲ 4.67±0.15＊▲ 56.40±3.84＊▲ 30.60±2.41＊☆大劑量ISO組 6 7.96±0.23＊▲■ 5.28±0.26＊▲■ 46.00±3.16＊▲■ 23.40±2.42＊▲■

1.2.2 心臟超聲檢查評價心功能 4周末4組大鼠以0.3%戊巴比妥鈉溶液（10.0mL／kg）腹腔注射麻醉后備皮，應用超聲心動儀（西門子ACUSON Sequoia512）及5～12MHz高頻線控探頭（西門子公司）進行超聲檢測，檢測左室舒張末內徑（left ventricular end－diastolic dimension，LVEDD）、左室收縮末內徑（left ventricualr end－systolic dimension，LVESD）、左室射血分數（left ventrieular ejection fraction，LVEF）、左室縮短分數（left ventrieular shortening fractionl，LVFS）。

1.2.3 大鼠心臟質量指數測定 用預冷的生理鹽水洗去心臟殘留血液，剪去周圍結締組織和血管，濾紙吸干水分稱量心臟濕質量。心臟質量指數＝心臟濕質量／體質量。

1.2.4 大鼠血清B型鈉尿肽（BNP）測定 從各組每只大鼠眼球取血4mL，4℃，3000r／min，離心10min，分離血清，采用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）法測定BNP含量，均嚴格按說明書操作。

1.3 統計學處理 應用SPSS17.0統計軟件完成統計學分析。實驗數據用表示，組間比較采用方差分析，組間兩兩比較采用SNK－q檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 各組大鼠一般性狀比較 與對照組大鼠相比，不同劑量ISO組大鼠普遍出現毛色暗黃，納食減少，體質量增加緩慢，出現呼吸伴有氣喘、活動減少等心衰表現。

2.2 各組大鼠存活率比較 大劑量ISO組大鼠4周后死亡14只，存活率30%；中劑量ISO組大鼠4周后死亡2只，存活率90%；小劑量ISO組大鼠及對照組大鼠未見死亡，存活率均為100%。

2.3 各組大鼠心臟結構及心功能比較 4周末對照組大鼠（n＝10）與用藥前大鼠（n＝70）LVEDD、LVESD、LVEF、FS等結果比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

大、中、小劑量ISO組大鼠心臟LVEDD、LVESD較對照組有所增大，LVEF、FS較對照組有所降低，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

2.4 各組大鼠心臟質量指數比較 大、中、小劑量ISO組大鼠心臟質量指數較對照組增大，其中大劑量ISO組大鼠心臟質量指數大于中、小劑量ISO組，中劑量ISO組大鼠心臟質量指數大于小劑量ISO組，差異均有統計學意義（P＜0.01），見表3。

2.5 各組大鼠血清BNP比較 大、中、小劑量ISO組大鼠血清BNP較對照組增大，其中大劑量ISO組大鼠血清BNP大于中、小劑量ISO組，中劑量ISO組大鼠血清BNP大于小劑量ISO組，差異有統計學意義（P＜0.01），見表3。

表3 4周末各組大鼠心臟質量指數、血清BNP比較（）

表3 4周末各組大鼠心臟質量指數、血清BNP比較（）

＊:P＜0.01，與對照組比較；▲:P＜0.01，與小劑量ISO 組比較；☆:P＜0.01，與中劑量ISO組比較。

組別 n 心臟質量指數（mg／g） 血清BNP（ng／mL）對照組10 2.13±0.25 0.39±0.03小劑量ISO組 20 3.16±0.12＊ 3.50±0.32中劑量ISO組 18 3.58±0.08＊▲ 4.86±0.12大劑量ISO組 6 3.96±0.11＊▲☆5.54±0.29

3 討 論

建立確切的動物模型是動物實驗的關鍵，目前建立動物CHF模型的方法主要有縮窄腹主動脈法、結扎冠狀動脈法、藥物誘導及快速起搏法等，其中ISO誘導具有無創、操作簡便、無需呼吸機支持、可重復性高、僅需保溫等特點［2］。本實驗制作動物模型的具體機制主要是通過皮下注射ISO后，加快大鼠心率，心肌收縮力持續增強，心肌細胞出現壞死、纖維化，導致心室重構，最終引發心力衰竭［3－6］。應用兒茶酚胺類藥物能使心肌出現多發性灶性壞死造成心肌彌散性壞死和纖維化［7－9］。目前關于ISO建立CHF模型存在多種報道，既有注射方式的不同，如大鼠皮下注射及腹腔注射，又有注射劑量上的差異，還存在ISO注射天數上的長短等［10－13］，CHF模型的成功建立不僅要求ISO注射劑量的合理，同時需要密切觀察CHF發生所需的合理時間，從而保證動物模型較高的存活率。本實驗為進一步明確ISO的有效劑量，采用皮下注射的方式，在CHF模型制備的過程中密切觀察大鼠的性狀、行為、體征的改變，對比不同ISO劑量下各組大鼠的心功能的改變及存活率。4周末，對照組無大鼠死亡，大、中、小劑量ISO組大鼠的存活率分別為30%、90%及100%，大劑量ISO組的大鼠存活率明顯低于后兩組，小劑量ISO組的大鼠存活率最高，但是對比中、小劑量ISO組大鼠的心臟結構、心功能改變及心臟指數、血清BNP值的變化，可以發現中劑量ISO組大鼠LVEDD、LVESD均較小劑量ISO組明顯增大，較小劑量ISO組LVEF、LVFS則明顯下降，心臟質量指數及BNP中劑量ISO組較小劑量ISO組明顯增高，因此綜合大鼠存活率及心功能等相關指標，ISO皮下注射劑量為2.5mg·kg－1·d－1是誘導大鼠CHF模型最為合適的劑量，本實驗同時密切觀察了建立CHF動物模型適宜的時間，主要以大鼠的一般性狀的改變、相應的心臟彩超變化及血清BNP改變作為衡量標準，得出大鼠ISO皮下注射4周是較為適宜的時間。

建模過程中還需注意下列問題來減少大鼠的意外死亡，提高存活率:（1）造模過程中，掌握熟練抓取大鼠，減少注射、灌胃、行心臟彩超等過程中大鼠出現驚嚇、掙扎等應激反應，減少大鼠的意外死亡；（2）大鼠腹部皮下注射藥物過程中，需避免進針過深而損傷肝、脾等器官，引起大鼠死亡；（3）大鼠在行心臟超聲、抽血測BNP等檢查時，需先行麻醉，麻醉藥的劑量很重要，需根據體質量來計算，麻醉過深易致大鼠死亡，過淺則達不到麻醉效果，影響操作；（4）每日關注大鼠皮下注射部位有無潰瘍，若出現潰瘍則及時用碘伏局部消毒，預防感染。心功能的檢測對于評估大鼠心衰模型成功的建立具有重要意義，超聲心動圖因具有操作簡便、便于動態觀察、對動物模型損傷小等優勢成為心功能的檢測的首選手段［14］，此外本實驗還采用了檢測大鼠血清BNP來評估心功能。研究表明，BNP是一種心血管肽類激素，是心、腦器官的重要內分泌因子，參與了CHF發生、發展的病理過程，可精確反映心力衰竭程度的重要指標，是評估大鼠CHF模型的重要手段［15］。應用ISO皮下注射制備動物CHF模型具有操作簡便、方法簡單、模型確切的特點，實驗過程中采用合理的用藥劑量及用藥時間，不斷積累經驗，可降低大鼠的死亡率，提高實驗成功率。超聲心動圖及BNP是測定大鼠心功能的重要手段，并且可動態觀察，對于成功建立CHF模型具有重要意義。

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