心肌細胞增殖能力分析

摘 要：心臟是哺乳動物的動力器官，心臟疾病會導致大量心肌細胞死亡，所以研究心肌細胞在不同物種的不同生長階段的增殖能力的變化是很重要的。通過查閱文獻研究心肌細胞在不同物種的不同生長階段的增殖能力的變化，為哺乳動物心臟疾病治療提供幫助。

關鍵詞：心肌細胞;增殖能力;簡析

中圖分類號：F24 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.18.040

1 前言

心臟是重要的動力器官，心臟由左心房、左心室、右心房、右心室四個腔室和瓣膜構成，瓣膜的作用是防止血液倒流。心臟由心肌細胞，平滑肌細胞，成纖維細胞構成。心肌細胞是心臟主要功能的行使者。心臟的主要功能是運輸血液，心臟向各個器官、組織提供充足的血流量，以供應氧和各種營養物質，并帶走代謝的終產物，使細胞維持正常的代謝和功能。

隨著社會經濟化發展，城市化進程加快，人們的生活水平提高，居民不健康生活方式的流行，導致心血管疾病的患病率提升，在疾病死亡率的統計中，心血管疾病的死亡率居于榜首。說明心血管疾病的治療迫在眉睫。

本文通過查閱文獻的方式研究心肌細胞在不同物種的不同生長階段的增殖能力的變化情況，為心臟疾病的治療提供借鑒意見。

2 非哺乳動物斑馬魚心肌細胞增殖能力簡析

斑馬魚作為典型的非哺乳動物，其尾鰭具有較強的再生能力，在損傷后，可以通過自身的增殖完成尾鰭的再生，那么它的心肌細胞的增殖能力是怎樣的呢？通過將成年的三個月的斑馬魚切除其心臟的20%的心尖部分，分別觀察在切除后的7天、14天、30天時，斑馬魚的心臟的被切除部分的生長情況。發現在損傷7天及14天后，心臟心尖部分仍有部分損傷，仍有部分膠原產生。在切除30天后心尖部分已經完全恢復，膠原組織已經基本消失，并且由已經存在的心肌細胞分裂進行修復（如圖1）。通過這個實驗可以得知斑馬魚的心臟具有增殖能力。

那么此時心肌細胞的增殖能力是怎樣變化的呢？通過檢測BrdU的表達量來檢測心肌細胞的增殖能力的變化情況，發現心肌細胞的增殖能力增強，同時靠近損傷部位的心肌細胞的增殖能力強于遠端心肌細胞的增殖能力。說明在心臟損傷后，心臟可以通過使受損傷部位的心肌細胞的增強促進心臟的再生（如圖2）。

3 哺乳動物-小鼠心肌細胞增殖能力簡析

成年斑馬魚的心肌細胞具有較強的增殖能力，那么哺乳動物的心肌細胞的增殖能力是如何變化的呢？通過切除出生后一天的小鼠的心臟組織的10%-15%，觀察它心臟形態和功能的變化，發現在切除21天后它的心臟完全長回，膠原組織完全消失，并且此時心臟的重量和表面積與假手術相當。然而在出生后7天做相同的手術，在切除后21天不能完全恢復，仍有大量膠原組織存在（如圖3），說明出生后1天的小鼠心肌細胞增殖能力比出生后7天的小鼠的增殖能力強，在出生7天后心臟的再生能力已經基本消失了。

心臟的再生能力是需要心肌細胞的增殖能力的增強促進，那么在小鼠的心臟受到損傷后，心肌細胞的增殖能力是否增強呢？通過檢測pH3和肌節解聚情況發現小鼠在出生后1日里的心臟損傷模型無論是損傷區、損傷邊緣區、還是損傷遠端區心肌細胞增殖能力均增強，并且肌節解聚的心肌細胞的比例也有所增加（如圖4），以上結果均說明心臟通過心肌細胞的增殖能力增強促進心臟的再生。

小鼠心肌細胞的增殖能力在發育早期的增殖能力是逐漸下降的，那么成年小鼠的心肌細胞的增殖能力又是如何變化的呢？通過向小鼠注射N14的同位素N15，一段時間后，檢測心肌細胞中N14和N15的表達量來檢測心肌細胞的增殖能力的變化情況。發現在剛出生的小鼠的心肌細胞里面N14和N15的含量較多，說明此時大部分的心肌細胞完成了DNA的復制，但是隨著發育的進行這個比例逐漸下降，直至老年降至該比例基本零（如圖5）。該實驗結果能夠說明，小鼠心肌細胞的增殖能力在發育過程中逐漸降低直至成年基本喪失增殖能力。

4 人心肌細胞增殖能力簡析

小鼠心肌細胞的增殖能力在發育過程中逐漸降低，那么人心肌細胞的增殖能力又是如何變化的呢？通過心肌細胞核的數量和心肌細胞核的比例計算心肌細胞的數目可以發現從人的出生開始一直到成年人的心肌細胞的數目保持不變。說明在發育過程心臟的增大主要是由于心臟生理性肥大導致的。并且通過檢測心肌細胞的更新率在人的發育早期是較高的但是仍然遠低于平滑肌細胞和內皮細胞，但是隨著年齡的增長，細胞的更新率逐漸降低并趨近于零（如圖6）。說明人的心肌細胞的增殖能力一直處于較低的水平，成年人的增殖能力趨近于零。

5 討論

本文通過查閱文獻的方式研究心肌細胞在不同物種的不同生長階段的增殖能力。對于非哺乳動物斑馬魚來說一直具有較強的增殖能力，對于哺乳動物小鼠來說，心肌細胞的增殖能力逐漸降低，對于人來說心肌細胞的增殖能力一直處于較低水平。

心臟疾病會導致大量心肌細胞死亡，而心肌細胞的增殖能力是有限的，所以在治療過程中如何提高心肌細胞的增殖能力是非常重要的一部分。本文通過對比了解心肌細胞在不同物種的不同生長階段的增殖能力的變化情況，可能會對如何提高心肌細胞的增殖能力提供意見并為心肌細胞的治療做出貢獻。

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