重組人B型鈉尿肽對急性心肌梗死伴心力衰竭模型心肌耗氧量的影響

樊欣娜 張 晶 付艷茹 蔡麗麗 楊桂鳳 陳金良

實驗研究

重組人B型鈉尿肽對急性心肌梗死伴心力衰竭模型心肌耗氧量的影響

樊欣娜1張 晶2△付艷茹3蔡麗麗2楊桂鳳1陳金良4

目的 評估不同劑量重組人B型鈉尿肽（rhBNP）對急性心肌梗死伴心力衰竭（AMI-HF）模型心肌耗氧量的影響。方法應用前降支球囊閉塞結合微血栓懸液灌注構建約克豬AMI-HF模型，隨機分為rhBNP組和對照組。rhBNP組給予rhBNP1.5 μg·kg-1，2 min內勻速靜推后，以0.01、0.02、0.03 μg·kg-1·min-1依次分別靜脈泵入60 min。對照組給予等容積生理鹽水。在球囊閉塞前、成模后即刻（T1）、不同劑量rhBNP給藥后60 min（T2～T4）同步抽取冠脈內和冠狀靜脈竇血標本，評估心肌耗氧量（MOU）。行定量冠脈造影測量冠脈直徑的變化。應用Swan-Ganz漂浮導管同步監測血流動力學變化。結果與對照組相比，rhBNP組肺毛細血管楔壓（PCWP）、中心靜脈壓（CVP）、心率（HR）、收縮壓（SBP）和MOU在給藥后明顯下降，而心排血量（CO）和冠脈直徑在給藥后增加。藥物干預與時間存在交互效應。rhBNP組MOU較成模后即刻顯著降低[T1～T4分別為（11.59±0.37）、（10.61±0.35）、（9.85±0.60）、（9.79±0.31）mL O2∕L]。結論AMI-HF模型靜脈內應用rhBNP，可以在降低PCWP、升高CO的同時，降低MOU。

心力衰竭；心肌梗死；利鈉肽,腦；心肌耗氧量

B型鈉尿肽（BNP）具有平衡擴張動靜脈、利尿利鈉，改善血流動力學參數，緩解心力衰竭（HF）癥狀的綜合治療作用[1-3]。但是，2011年在重組人BNP （rhBNP）應用于急性失代償性心力衰竭臨床研究（ASCEND-HF）中發現，rhBNP并不能增加或減少死亡和再入院率[4]，使得rhBNP的臨床應用存在很大爭議。但該研究除外了急性心肌梗死心力衰竭（AMI-HF），因此有必要探討rhBNP應用于該類患者的作用。AMI-HF時冠脈急性閉塞，心肌處于缺血損傷狀態，在合并HF情況下，如給予增加心肌耗氧量（MOU）藥物會加重心肌細胞氧供需失衡，引起心肌細胞凋亡增加，導致患者預后不良。前期研究發現，rhBNP可增加心排血量[1-2]，關于其是否會引起MOU的增加，進而加重心肌損傷的研究較少。本研究在我中心前期研究建立的前降支球囊閉塞結合微血栓懸液灌注構建約克豬AMI-HF模型[5]基礎上，通過同步抽取冠狀動、靜脈竇血標本，評估rhBNP 對MOU的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及儀器 健康3～5月齡約克豬14頭，體質量（27.67±7.31）kg，雌雄不拘，購自河北省醫學科學院。心電和有創壓力監測系統 Scort 90496（Space Labs Medical Inc USA），X線血管造影機（INNOVA-4100 GE USA），BNP triage床旁快速定量監測儀（Biosite Inc，USA），Arrow 6F熱稀釋漂浮導管（Arrow Corporation，USA），DH-1830血氣酸堿分析儀（臺灣精達電子儀器有限公司）。

1.2 實驗模型制備 實驗前將約克豬適應性飼養5～7 d，禁食12 h、禁飲2 h。按實驗動物使用的3R原則行人道關懷。預先取同體豬血10 mL，加入凝血酶20 U，于37℃溫箱中孵育3 h制備血栓。取同體豬脂肪組織10 g，同血栓一起碾碎，與直徑100 μm塑料微球混合，應用超聲波勻漿器高速勻漿后混勻，制成微血栓微球混懸液備用。

3％戊巴比妥鈉麻醉，常規消毒鋪巾，以Seldinger法穿刺經右側股動脈途徑行冠脈造影，應用心電和有創壓力監測系統連續監測股動脈壓力變化。穿刺股靜脈植入Swan-ganz漂浮導管至肺動脈，測量平均肺動脈壓（mPAP）及肺毛細血管楔壓（PCWP）、中心靜脈壓（CVP），應用熱稀釋法測量心排血量（CO）。經右側頸外靜脈插入導管至冠狀靜脈竇。

應用6FJL3.5指引導管到左冠口，球囊定位于前降支中段（第二對角支開口后），3～4 atm（1 atm=101.325 kPa）球囊充盈，使冠脈血流中斷。先后阻斷前向血流1、2、5 min，每次間隔60 s，行缺血預適應，并來回抽動球囊使損傷血管內膜，模仿心肌梗死后內膜破壞。然后持續阻斷前向血流120 min。撤出球囊、導絲，應用4FJL3.5冠脈造影導管超選至前降支開口，自導管緩慢勻速分次注入微血栓微球混懸液，每次3 mL，注射時間為3 s，注射間隔10 min。監測PCWP,待PCWP穩定在15～18 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）時停止注射，制模成功。6 h后測定肌鈣蛋白I（TnI）。

1.3 分組及給藥方法 制模中共有12頭約克豬達到AMIHF動物模型標準，成模豬按抽簽法隨機分入rhBNP組和對照組，每組各6只。rhBNP組給予rhBNP 1.5 μg·kg-1，2 min內勻速靜推后，再依次以0.01、0.02、0.03 μg·kg-1·min-1靜脈泵入60 min。給藥前，如成模豬收縮壓（SBP）＜95 mmHg，不給予彈丸注射劑量；給藥過程中如SBP＜95 mmHg，rhBNP停止加量或減量，維持SBP＞90 mmHg。對照組給予等容積生理鹽水，給藥方法同rhBNP組。

1.4 MOU測定 同步抽取冠狀動脈和冠狀靜脈竇血標本，測定血紅蛋白含量、氧含量、血氧飽和度。MOU（mL O2∕L）=（冠脈氧飽和度-冠狀靜脈竇氧飽和度）∕100×血紅蛋白含量（g∕L）×1.34(mL∕g)[6]。

1.5 冠狀動脈計算機輔助管徑測定 在固定投照角度、球管高度、放大倍率的投照條件下，應用計算機輔助定量測量系統行量化分析冠脈造影結果。以導引導管內徑為標定，在舒張末相測量冠脈第二對角支發出后管徑。

1.6 觀測時間點 分別于球囊閉塞前基線狀態（T0），AMIHF成模后即刻（T1），0.01、0.02和0.03 μg·kg-1·min-1泵入60 min后（T2～T4）測定MOU、血流動力學參數和冠脈直徑。

1.7 統計學方法 采用SPSS 13.0統計軟件進行分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，同一時間兩組間資料的比較采用成組t檢驗，成模后不同時間點測得數據比較采用重復測量的方差分析；計數資料用χ2檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 造模結果 制模中共有12頭約克豬達到動物模型標準。2組動物體溫、體質量、SBP、心率（HR）和液體入量差異均無統計學意義，見表1。微血栓懸液注射(3.97±1.21)次。血栓懸液注射后冠脈造影顯示前降支血流減慢，TIMI血流均≤2級。2頭失敗模型中，1頭由于麻醉意外出現呼吸、心臟抑制而死亡，1頭于冠狀動脈內球囊閉塞過程中出現室顫死亡。

Tab.1 baseline parameters in rhBNP and control group表1 rhBNP組和對照組基線資料比較 （n=6，±s）

Tab.1 baseline parameters in rhBNP and control group表1 rhBNP組和對照組基線資料比較 （n=6，±s）

均P＞0.05

組別rhBNP組對照組t體溫(℃) 36.33±0.44 36.33±0.31 0.000體質量(kg) 27.83±2.14 27.50±2.67 0.239 SBP(mmHg) 113.17±6.01 116.00±4.86 0.898組別rhBNP組對照組t HR(次∕min) 95.33±5.65 94.17±5.53 0.362液體入量(mL) 551.67±50.76 555.00±48.48 0.116 TnI(μg∕L) 12.65±4.05 11.17±2.48 0.765

2.2 2組血流動力學參數比較 和對照組相比，rh-BNP組PCWP、SBP和MOU在T2、T3、T4時點明顯下降，CVP在T4時點下降，HR在T3、T4時點下降，而CO和冠脈直徑在T3、T4時點增加。藥物干預與不同時間存在交互效應。見表2。

3 討論

3.1 AMI-HF的病理生理機制 盡管ASCEND-HF研究認為rhBNP并不能增加或減少死亡和再入院率，以及減輕呼吸困難的作用，但研究未納入AMIHF人群。該患者群的藥物治療需要考慮以下因素[7]：（1）藥物對全身血流動力學的影響，應能夠迅速改善血流動力學，包括改善肺水腫和降低左室舒張末壓。（2）對冠狀動脈血流動力學或是心肌供血的影響。例如硝普鈉可引起冠脈血流自缺血區向正常區再分布，即冠脈竊血作用，這可能導致導致心肌梗死后缺血損傷的心肌損傷進一步加重。（3）對MOU的影響。正性肌力藥物會增加MOU，而AMI后冠脈閉塞或嚴重狹窄，心肌處于缺血損傷狀態，這就會加重心肌細胞氧供需失衡，引起心肌細胞死亡增加，惡性心律失常發生率增加，導致預后不良。

3.2 本研究AMI-HF模型的特點 本研究應用球囊阻塞結合微血栓灌注前降支，肌鈣蛋白明顯升高，證明存在心肌細胞壞死。PCWP較基線明顯升高，證明心排血量減少和肺水腫。由于外周臟器血供減少，加之疼痛和呼吸困難，交感神經系統和腎素-血管緊張素醛固酮系統（RAAS）激活，心肌收縮力增強，MOU較基線顯著增高。該模型較符合AMI-HF病理生理過程。

Tab.2 Hemodynamic changes before and after administration of rhBNP and saline表2 rhBNP組和對照組的血流動力學參數改變情況（n=6，±s）

Tab.2 Hemodynamic changes before and after administration of rhBNP and saline表2 rhBNP組和對照組的血流動力學參數改變情況（n=6，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；PCWP：F組間=7.682、F時間=113.110、F交互= 24.326，均P＜0.05；CVP：F組間=1.918，P=0.196；F時間=12.840、F交互= 6.814，均P＜0.01；HR：F組間=2.842，P=0.123；F時間=45.014、F交互= 26.135，均P＜0.01；SBP：F組間=6.515、F時間=28.274、F交互=3.661，均P＜0.05；CO：F組間=5.330、F時間=108.573、F交互=4.382，均P＜0.05；MOU：F組間=36.035、F時間=63.819、F交互=43.348，均P＜0.01；冠脈直徑：F組間=1.255，P=0.289；F時間=25.180、F交互=29.581，均P＜0.01

?

3.3 rhBNP對血流動力學的影響及可能的原因 給予rhBNP后，PCWP隨劑量增加逐漸減低，最低出現在0.03 μg·kg-1·min-1泵入階段，且明顯低于對照組。同時，CO逐漸升高，最高出現在0.02 μg·kg-1·min-1泵入階段。該結果表明，rhBNP可以有效降低HF時發生的肺水腫，增加心排血量。與此同時，結果顯示給予rhBNP后，MOU逐漸下降，最低出現在0.03 μg·kg-1·min-1泵入階段，并明顯低于對照組。rhBNP降低MOU的原因可能為：（1）擴張體肺循環動靜脈，利鈉利尿，減少液體潴留，降低心臟前后負荷，降低心室壁張力，降低心率；實驗中觀察到PCWP的迅速回落，反映了左室舒張末壓的下降，即心臟前負荷的明顯下降；SBP的回落，反映了心臟后負荷的降低，rhBNP出色的血流動力學效應，間接降低了MOU。（2）目前尚鮮見研究表明rhBNP無直接強心作用，不增加心肌耗氧量。（3）rhBNP擴張冠脈，增加冠脈血流量，由于總供氧量=血流量×單位體積動脈血攜氧量，在單位體積動脈血攜氧量不變的情況下，這就增加了心肌總供氧量。（4）rhBNP可能具有改善心肌細胞代謝，直接降低心肌耗氧量的作用[6]。對于缺血所致HF，MOU增加會導致心肌細胞缺血死亡增加，而改善冠狀動脈供血、降低MOU，則有助于打破缺血性HF不斷加重的惡性循環。

3.4 rhBNP的綜合抗缺血作用 rhBNP除可降低MOU外，對于缺血心肌還具有以下作用：近來有研究發現應用rhBNP可限制心肌梗死小鼠的梗死面積[8]。BNP還具有調節心肌和平滑肌細胞凋亡、抑制心肌纖維化和細胞外基質分泌的功效[9]。此外，rhBNP具有抑制心衰后惡性神經內分泌激活的作用。

綜上所述，AMI-HF模型靜脈內應用rhBNP，可以在降低PCWP、升高CO的同時，降低MOU。

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（2014-01-20收稿 2014-06-09修回）

（本文編輯 李鵬）

Effects of Recombinant Human B-type Natriuretic Peptid on Oxygen Consumption in Acute Myocardial Infarction with Heart Failure

FAN Xinna1，ZHANG Jing2△，FU Yanru3，CAI Lili2，YANG Guifeng1，CHEN Jinliang4
1 Department of Gerontology,the First Hospital of Qinhuangdao，Qinhuangdao 066000,China;2 Cardiac Care Unit,the First Hospital of Qinhuangdao；3 Department of Child Health,Maternal and Child Care Service Centre；4 Department of Cardiology,the 281stHospital of PLA
△

E-mail:freedoc@live.cn

ObjectiveTo evaluate the impact of different doses of recombinant human B-type natriuretic peptid(rh-BNP)within the dosage of clinical rage on oxygen consumption during acute myocardial infarction(AMI)with heart failure (HF).MethodsAMI-HF model of York pig was established by occluding coronary artery with balloon combined with injecting microthrombus.Then animals were randomized into rhBNP group and control group.Clinical dose of rhBNP(1.5 μg∕kg bolus followed by a continuous infusion with speed of 0.01,0.02 and 0.03 μg·kg-1·min-1for 60 minutes respectively in turn)was administrated in rhBNP group while equal volume of saline was given in the control group.Myocardial oxygen uptake(MOU)was measured by drawing blood from coronary artery and coronary sinus using a catheter.Coronary diameter was determined using quantitative coronary angiography.The observation points were at baseline(T0),instant after the model establishment(T1),60 min after continuous rhBNP infusion of 0.01,0.02,0.03 μg·kg-1·min-1(T2-T4)respectively.ResultsCompared with the control group,pulmonary capillary wedge pressure,central venous pressure,heart rate,systolic blood pressure and MOU were significantly decreased after rhBNP administration.And cardiac output and coronary diameter were obviously increased with addition of rhBNP.There is a interaction of drug intervention and time.In rhBNP group, MOU was significantly decreased with drug administraion(T2-T4 vs T1，mL O2∕L:10.61±0.35，9.85±0.60，9.79±0.31 vs 11.59±0.37).ConclusionIntravenous administration of rhBNP in AMI-HF model could decrease MOU and PCWP while increase the cardiac output.

heart failure；myocardial infarction；natriuretic peptide,brain；myocardial oxygen uptake

R541

A

10.3969∕j.issn.0253-9896.2014.10.006

國家自然科學基金資助項目（30871086）

1秦皇島市第一醫院老年病科（郵編066000）；2秦皇島市第一醫院CCU；3河北省保定市婦幼保健院兒保科；4解放軍281醫院心內科

△通訊作者 E-mail：freedoc@live.cn