异丙基肾上腺素致豚鼠慢性心力衰竭模型的建立.pdf

第2 7 卷第5 期 2 0 0 6 年 1 0 月 西 安 交 通 大 学 学 报 (医 学 版 ) J o u r n a l o f X i ' a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y ( Me d i c a l S c i e n c e s ) Vo l . 2 7 Oc t . No. 5 2 0 0 6 异丙基肾上腺素致豚鼠慢性心力衰竭模型的建立 杜晓阳 ， 谭武红 ，“ ， 刘健 ，“ ， 翟连榜 ，“ ， 王立新 ，“ ， 耿冬 ， “ ， 蓝和楼 ， 张振强 ( 1 .西安交通大学医学院; 2 .西安交通大学环境与疾病相关基因教育部重点实验室， 陕西西安7 1 0 0 6 1 ) 摘要: Q的探讨药物诱导豚鼠慢性充血性心力衰竭( C H F ) 动物模型的制作方法。方法采用皮下注射异丙基肾上 腺素( 1 次/ d ) 建立豚鼠心肌缺血型 C H F模型。6 周后观察动物生活状态、 血液动力学和脏器/ 体重 比的改变。 t o 果 模型组动物皮毛杂乱无光泽、 气喘和活动减少; 左室舒张压( L V D P ) 、 左室舒张末压( L V E D P ) 均显著升高( P 0 . 0 1 ) ; +d p / d t m a x 和一d p / d t m a x 的 绝对值均显著降低( P 0 . 0 1 ) ; 心脏/ 体重、 肺脏/ 体重、 肝脏/ 体重比值显著增加 ( P 0 . 0 1 ) o t o 论 豚鼠皮下注射异丙基肾上腺素6 周， 可有效建立豚鼠心肌缺血型C H F 模型。 关键词: 豚鼠; 异丙基肾上腺素; 慢性充血性心力衰竭 中图分类号: R 3 3 1 . 3 1文献标识码: A文章编号: 1 6 7 1 - 8 2 5 9 ( 2 0 0 6 ) 0 5 - 0 4 6 4 - 0 2 T h e e s t a b l i s h me n t o f t h e a n i ma l mo d e l o f g u i n e a - p i g c h r o n i c h e a r t f a i l u r e i n d u c e d b y i s o p r o t e r e n o l D u X i a o y a n g ' ， T a n Wu h o n g ' '2 L i u J i a n ' ' 2 ， Z h a i L i a n b a n g ' ' 2 ， Wa n g L i x i n ' ' 2 ， G e n g D o n g ' ' Z ， L a n H e l o u ' ， Z h a n g Z h e n g i a n g ' ( 1 . Me d i c a l S c h o o l o f X i ' a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y ; 2 . K e y L a b o r a t o r y o f E n v i r o n me n t - a n d G e n e s - R e l a t e d D i s e a s e s o f Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n , X i ' a n J i a o t o n g Un i v e r s i t y , X i ' a n 7 1 0 0 6 1 ， C h i n a ) A B S T R A C T ; O b j e c t iv e T o i n v e s t i g a t e t h e m e t h o d o f e s t a b l i s h i n g a n i m a l m o d e l o f m e d i c a t i o n - i n d u c e d g u i n e a - p i g c h r o n i c h e a r t f a i l u r e . M e t h o d s T h e c h r o n i c h e a r t f a il u r e m o d e l s o f g u i n e a - p i g w e r e m a d e b y r e p e t i t i o u s h y p o d e r m i c i s o p r o t e r e n o l , f e e d i n g i n t h e s a m e h o u s e w i t h n o r m a l g u i n e a p i g s . S i x w e e k s l a t e r , i n d e x e s i n c l u d i n g c l i n i c a l f e a t u r e s , h e m o d y n a m i c s , a n d t h e m a s s r a t i o o f h e a r t , l u n g , a n d l i v e r t o b o d y w e r e m e a s u r e d . R e s u l t s T h e m o d e l s s h o w e d u n t i d y a n d l u s t e r l e s s f u r , w h e e z i n e s s a n d r e d u c e d a c t i v i t i e s . L e f t v e n t r i c u l a r d i a s t o l i c p r e s s u r e ( L V D P ) a n d l e f t v e n t r i c u l a r e n d d i a s t o l i c p r e s s u r e ( L V E D P ) w e r e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d ( P 0 . 0 1 ) . T h e a b s o l u t e v a l u e o f +d p / d t m a x a n d d p / d t m a x w a s s i g n i f i c a n t l y r e d u c e d ( P 0 . 0 1 ) . T h e m a s s r a t i o o f h e a r t / b o d y , l u n g / b o d y a n d li v e r / b o d y w a s s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d ( P 0 . 0 1 ) . C o n c l u s io n T h e a n i m a l m o d e l o f g u i n e a - p i g c h r o n i c h e a r t f a i l u r e m a y b e f o r m e d b y h y p o d e r m i c i n j e c t i o n o f i s o p r o t e r e n o l f o r 6 w e e k s . K E Y WO R D S : g u i n e a p i g ; i s o p r o t e r e n o l ; c h r o n i c h e a r t f a i l u r e 由于在某些细胞电生物学特性上豚鼠较大鼠更 接近人类 习 ， 目 前许多心力衰竭实验和抗心力衰竭和 改善心肌功能等药物的药效研究动物多采用或必须 采用豚鼠。因此， 有必要以豚鼠为对象， 进行慢性心 力衰竭动物模型的研究。大鼠心肌坏死实验研究相 关文献提示 2 - 5 1 ， 采用异丙基肾上腺素( 1 m g / k g ) 皮 下注射后可引起心肌病变， 病变组织学特点很像克山 病， 为灶性心肌梗塞。地方性心肌病一 克山病的病理 改变特点是反复多发性心肌灶状坏死， 而其心肌病变 的发生机理又与缺血性心脏病相似。本文采用皮下 收稿日期: 2 0 0 5 - 1 2 - 2 2修回日 期: 2 0 0 6 - 0 3 - 1 3 基金项目: 国家创新基金( N o , 0 4 2 6 2 1 6 1 1 0 8 7 8 ) 作者简介: 杜晓阳( 1 9 4 3 - ) ， 男( 汉族) ， 教授. 研究方向: 新药研发. 注射异丙基肾上腺素诱导建立豚鼠慢性心力衰竭实 验动物模型， 并通过观察和检测相关指标确定模型建 立是否成功。 1 材料与方法 1 . 1 材料盐酸异丙基肾上腺素( S i g m a 公 司产 品) ; P o w e r L a b 数据记录与分析系统( 澳大利亚 A D I n s t r u me n t s 公司生产) 。 1 . 2 实验动物健康成年豚鼠 2 6只， 体重( 3 0 0 士 5 0 ) g ， 雌雄各半。饲养环境( 2 2 士2 ) 'C， 常规饲料喂 养， 自由饮用自来水。将动物随机分为正常对照组 ( n =1 2 ) 和心衰模型组( n =1 4 ) ， 同室饲养。 1 . 3 模型制作方法按 l . 0 mg / ( k g “ d ) 皮下注射 万方数据 5期杜晓阳， 谭武红， 刘健， 等.异丙基肾上腺素致豚鼠慢性心力衰竭模型的建立 异丙基肾上腺素 2周， 2周后逐渐增加给药量到 2 . 0 m g / ( k g “ d ) ， 给药时间共计 6 周。制模期间严 格掌握给药量和给药时间， 注意观察动物活动、 全身 状态和摄食情况。 1 . 4 心功能测定及各观察指标豚鼠在 2 0 0 留L乌 拉坦腹腔注射麻醉下， 仰位固定在实验板上， 切开颈部 皮肤， 分离出右侧颈总动脉， 远心端结扎， 近心端剪口， 插人连接于压力转换器上的内径1 m m聚乙烯医用塑料 管， 稳定3 m i n 后记录血压信号， 然后进一步将插管送人 左心室， 稳定5 m i n 后记录左心室压力信号及压力微分 信号， 包括心率( H R ) 、 血压( B P ) 、 左室收缩压( L V S P ) , 左室舒张压( L V D P ) 、 左室舒张末压( L V E D P ) 、 等容收缩 期左室内 压上升最大速率( 十即/ d t m a x ) 以及等容舒张 期左室内 压下降最大速率( 一d p / d t m a x ) 等指标。上述 实验完成后， 取动物心、 肺和肝， 计算心脏/ 体重、 肺脏/ 体重和肝脏/ 体重比 值的变化。 1 . 5 统计学处理各指标参数采用均数士标准差 ( X 士、 ) 表示， 应用S P S S 1 0 . 0 统计软件进行处理， 采 用t 检验， P 0 . 0 5 为差异有统计学意义。 表 1 对照组与模型组心功能参数的比较 2 结果 2 . 1 一般表现模型组与对照组动物相比， 皮毛无 光泽， 呼吸有明显气喘， 活动反应差。在给药期间模 型组动物死亡 2 只。 2 . 2 心脏功能 2 . 2 . 1 心率和血压变化两组心率无显著性差异。 模型组 血 压 低 于正 常对 照组， 有 显 著 性 差 异 ( P 0 . 0 5 ， 表 1 )。 2 . 2 . 2 血液动力学变化与对照组相比， 左室舒张压 ( L V D P ) 、 左室舒张末压( L V E D P ) 均显著增高( P 0 . 0 1 ) , L V D I 的 增高幅度为5 4 0 a , L V E D P 增高则达3 . 6 倍。 模型组动物的+d p / d t m a x 和一d p / d t m a x 的绝对 值均显著降低( P 0 . 0 1 ， 表 1 ) 。降幅分别达到 3 5 0 0 , 3 7 0 0 。两组左室收缩压( L V S P ) 无显著性差异。 2 . 3 脏器重量/ 体重比与对照组相比， 模型组动物 的心脏重量/ 体重比、 肺脏重量/ 体重比和肝脏重量/ 体重比均明显增高， 差异有统计学意义( P 0 . 0 1 ) , 增幅分别达5 0 0 o , 2 2 %和1 3 0 0 ( 表2 ) o T a b l e 1 C o mp a r i s o n o f h e a r t f u n c t i o n i n d e x e s b e t w e e n c o n t r o l a n d mo d e l g r o u p( X 士s ，n =1 2 ， mmHg ) G r o u p C o n t r o l C HF Mo d e l HR ( t i m e / m in ) 2 4 1 . 1 士2 0 . 7 2 2 4 . 2 士3 9 . 9 LVS P LVDPL VEDP +d p / d t m a x一d p / d t m a x 4 7 . 6 4 士7 . 3 9 6 3 . 6 7 士7 . 5 0一4 . 1 9 士1 . 4 8 0 . 9 8 士0 . 7 3 2 7 1 0 . 0 8 士5 2 7 . 6 6一2 8 1 5 . 7 5 士5 2 7 . 6 6 3 9 . 8 3 士7 . 2 5 * 5 5 . 3 2 士8 . 1 2 一1 . 9 1 士2 . 1 2 * 4 . 5 5 士1 . 4 9 * * 1 7 8 3 . 5 0 士3 4 1 . 1 7 “一1 7 8 3 . 5 0 士3 9 4 . 9 8 * P GO . 0 5 ， * * P GO . 0 1 v s . c o n t r o l g r o u p . 1 m m H g =0 . 1 3 3 3 k P a 表 2 对照组与模型组脏器重盆/ 体重比的比较 T a b l e 2 C o m p a r i s o n o f t h e m a s s r a t i o o f h e a r t / b o d y , l u n g / b o d y a n d l i v e r / b o d y w e i g h t b e t w e e n c o n t r o l a n d m o d e l g r o u p ( X 土s , n =1 2 ，%) G r o u p C o n t r o l CHF mo d e l H e a r t '/ b o d y ' 0 . 3 2 士0 . 0 3 0 . 4 8 士0 . 0 8 ' L u n g '/ b o d y ' 0 . 7 8 士0 . 0 5 0 . 9 5 士0 . 1 2 * L i v e r ' / b o d y ' 3 . 6 6 士0 . 3 4 4 . 1 5 士0 . 5 5 ' P EO . 0 1 v s . c o n t r o l g r o u p 3 讨论 充血性心力衰竭动物模型的制作方法主要有心 肌缺血型、 压力超负荷型和容量超负荷型。其中心肌 缺血型主要是通过药物诱导形成， 能够很好地反映心 衰的自然病理过程。由于豚鼠的生理及对药物的反 应特点， 豚鼠心肌电生理特性更接近人类， 是药效研 究的较佳对象川。因此， 豚鼠已作为现阶段心衰药物 药效试验的首选模型动物。目前国内外仅有采用异 丙基肾上腺素致大鼠心衰模型和采用压力负荷法制 作豚鼠C H F的报道 6 - 7 1 ， 应用皮下注射异丙基肾上 腺素方法制作豚鼠C HF模型尚未见报道。 依据以往异丙基肾上腺素诱导大鼠心肌坏死产生 心衰模型的实验研究， -4 ， 提示异丙基肾上腺素皮下注 射后可引起动物心肌坏死病变， 病变组织学特点很像伴 有慢性心力衰竭的克山病( 一种地方性心肌病) 患者L Z _ 其病理改变特点是反复多发性心肌灶状坏死， 而其心肌 病变的发生机理又与缺血性心脏病相似。参考国外采 用异丙基肾上腺素诱导大鼠心肌坏死的研究方法L 7- 9 j 我们设计、 采用给豚鼠的皮下注射一定剂量的异丙基肾 上腺素的方法成功地建立了豚鼠慢性充血性心力衰竭 实验动物模型。结果显示模型组与对照组相比L V D P , L V E D P 均显著增高， 而模型组动物的+d p / d t m a x 和 -d p / d t m a x 的绝对值均显著性降低。在脏器/ 体重比 方面， 心脏/ 体重比、 肺脏/ 体重比和肝脏/ 体重比均显著 性增高。这些皆提示模型动物因心肌损伤致使心脏功 能受到损坏， 从而导致心、 肺、 肝等脏器疲血， 血量增多。 这些均是慢性充血性心力衰竭的主要特征。由于采用 缓慢、 持续和小剂量给药的方法， C H F动物模型是逐渐 发展形成的， 无论从心功能和血流动力学改变规律看均 符合C H F 动物模型的 要求。 ( 下转第 4 8 5 页) 万方数据 5 期王惠萍， 杨长虹， 毛云英.原发性肾病综合征患儿白细胞介素一 4 , y - 干扰素与激素疗效的关系 合征患儿 C D 4 + 下降、 C D 8 + 升高; 本组结果表明P N S 患儿治疗前 I L - 4 , I F N - y均高于正常对照组， 提示 P N S 患儿T h l , T h 2 均被活化， T h 细胞亚群紊乱参 与了肾病综合征的发病， 不能用简单的某一种亚群的 过度激活来解释， 这与国外的报道一致川。目 前关于 T h 细胞亚群紊乱参与肾病综合征发病的机制尚不 清楚。 G C是 P N S治疗的首选药物， 根据 G C治疗效 果， P N S 患儿可分为S S和S R两种类型 3 。目 前， 部 分P N S 患儿出现G C耐药机制尚不清楚。已有学者 发现肾组织病理类型川、 激素药物动力学 5 、 外周血 单个核细胞的受体及亲和力 6 等与耐药有关。但均 未阐明I L - 4 与激素疗效之间的关系。本组结果表明 治疗前 S S中I L - 4 水平明显高于 S R及对照组， 表明 I L - 4 与P N S 的 激素敏感相关。 糖皮质激素受体分为 G R 。 和G R R ， 许多临床研究表明G R 。 数量与G R疗 效呈正相关。K a m等研究表明加人 I L - 4可以使人 单核细胞上的 G R a数量增加， 推测 P N S外周血中 I L - 4 高表达可能通过提高 G R a 数量从而G R疗效敏 感。因此， 推测测定肾病综合征患儿治疗前外周血中 的I L - 4 可以 作为临床预测激素疗效的一项指标。 本组结果表明 I L - 4 , I F N - y均与 2 4 h尿蛋白定 量成正相关， 提示 I L - 4 , I F N - y参与了蛋白尿的形成 机制。目 前I L - 4 在肾病综合征蛋白尿的具体机制尚 不明确。体外实验研究发现， 肾小球脏层上皮细胞存 在 I L - 4 受体， I L - 4 通过与肾小球脏层上皮细胞的I L - 4 受体结合影响肾小球脏层上皮细胞的结构和通透性 而引 起蛋白 尿 “ I . I F N - y 有重要的 免疫调节作用， 它 作为一种重要的炎症介质， 在免疫性肾损伤中的作用 仍不明确。已有学者发现I g A以及非 I g A系膜增生 性肾病患者外周血单核细胞在P H A刺激培养后， 其上 清液I F N - y 水平明显高于正常， 并进一步发现外周血 单核细胞经培养后 I F N - y - m R N A表达与肾损伤程度 平行。 但I F N - y 引起蛋白尿机制目 前仍不清楚。 参考文献 : C 中华医学会儿科分会肾脏病学组. 小儿肾小球疾病的临床分类、 诊断及治疗 J . 中华儿科杂志， 2 0 0 1 , 3 9 ( 1 2 ) : 7 4 6 - 7 4 9 . 2 K a n e k o K, T u c h i y a K, F u j i n a g a S , e t a l . T h l / T h 2 b a l a n c e i n c h i ld h o o d i d i o p a t h i c n e p h r o t i c s y n d r o m e仁 J C l i n N e p h r o l , 2 0 0 2 , 5 8 ( 6 ) : 3 9 3 - 3 9 7 . 3 杨霎云. 小儿激素抵抗型肾病综合征诊治中的一些问题 J . 实 用儿科临床杂志， 2 0 0 2 , 1 7 ( 6 ) : 6 8 3 - 6 8 6 . 4 李志辉， 易著文， 何小解， 等. 激素耐药型和激素依赖型肾病患儿 肾脏病理计量分析 J . 中华儿科杂志， 2 0 0 1 , 3 9 ( 8 ) : 4 4 9 - 4 5 2 . 5 P e t e r s e n K B , J u s k o Wl ， R a s m u s s e n M, e t a l . P o p u la t io n p h a r m a c o - k i n e t i c s o f p r e d n i s o l o n e i n c h il d r e n w i t h a c u t e l y m p h o b la s t i c l e u k e m ia J . C a n c e r C h e m o t h e r P h a r m a c o l , 2 0 0 3 , 5 1 ( 6 ) : 4 6 5 - 4 7 3 . 6 C a r l o t t i A P , F r a n c o P B , E li a s L L , e t a l . G l u c o c o r t i c o i d r e c e p t o r s , i n v i t r o s t e r o i d s e n s i t i v i t y , a n d c y t o k i n e s e c r e t i o n in i d i o p a t h i c n e - p h r o t i c s y n d r o m e J . K i d n e y I n t , 2 0 0 4 , 6 5 ( 2 ) : 4 0 3 - 4 0 8 . 7 V a n D e n B e r g J G, A t e n J , A n n i n k C e t a l . I n t e r l e u k i n - 4 a n d - 1 3 p r o m o t e b a s o l a t e r a l s e c r e t i o n o f H( +)a n d c a t h e p s i n L b y g l o m e r u l a r e p i t h e l i a l c e l l s J . A m J P h y s i o l R e n a l P h y s io l , 2 0 0 2 , 2 8 2 ( 1 ) : 2 6 - 3 3 . ( 编辑邱芬) ( 上接第 4 6 5页) 异丙基肾上腺素诱导豚鼠C H F模型具有良好 的应用前景。首先， 豚鼠为小型动物， 来源较易， 较为 经济， 操作简单; 其次， 模型制作时间较短( 6 周) 。另 外， 目 前抗心力衰竭和改善心肌功能等药物的药效试 验均要求采用豚鼠作为试验对象， 因此， 本模型为治 疗缺血性心肌损伤引起 C H F的药物的动物药效试 验提供了一个有价值的平台。 致谢 授的帮助 : 本项工作得到卢兴教授的指导和李广元教 参考文献: 1 B e r s D M, B r i d g e J H B , S p r i t z e r K W. I n t r a c e l l a r C a 2 + t r a n s i e n t s d u r i n g r a p i d c o o l i n g c o n t r a c t u r e s i n g u i n e a - p i g v e n t r i c u l a r m y o - c y t e s J . J P h y s i o l , 1 9 8 9 , 4 1 7 ( 3 ) : 5 3 7 - 5 5 3 . 2 西安医学院病理生理教研组. 实验性心肌坏死的药物防治 J . 西安医学院学报， 1 9 7 7 , 1 8 , 1 9 ( 1 . 2 ) 3 2 - 3 7 . 3 杜晓阳， 李广元， 朱世英， 等. “ 心肌荣” 对大鼠实验性心肌坏死防治 的研究 J . 中国地方病学杂志， 1 9 8 4 , 3 ( 3 ) : 1 5 7 - 1 6 0 . 4 杜晓阳， 李广元， 任瑛云， 等. 心荣口服液对异丙基肾上腺素引起 大白鼠心肌坏死的保护作用 J . 西安医科大学学报，1 9 9 5 , 6 ( 心荣 专集) ; 1 2 - 1 5 . 5 李为民， 田颖， 孔一慧， 等. 异丙基肾上腺素致大鼠心力衰竭模型 的实验研究 仁 J . 哈尔滨医科大学学报， 2 0 0 3 , 3 7 ( 5 ) : 3 8 6 - 3 8 8 . 仁 6 赵晓静， 崔长琼， 张海柱， 等. 豚鼠慢性充血性心力衰竭及致心肌 肥厚模型的研究 J . 医学研究生学报， 2 0 0 3 , 1 6 ( 1 2 ) ; 8 9 1 - 8 9 3 . 7 T e e r l i n k J R , P f e f f e r J M, P f e f f e r M A . P r o g r e s s i v e v e n t r i c u l a r r e m o d e l i n g i n r e s p o n s e t o d i f f u s e i s o p r o t e r n o l - i n d u c e d n e c r o s i s i n r a t s J . C i r e R e s , 1 9 9 4 , 7 5 ( 1 ) : 1 0 5 - 1 1 3 . 8 M a n i k a n d a n P , S u m i t r a M, K u m a r D A , e t a l . A n t io x i d a n t p o - t e n t i a l o f a n o v e l t e t r a p e p t i d e d e r i v a t i v e i n i s o p r o t e r e n o l - i n d u c e d m y o c a r d i a l n e c r o s i s i n r a t s J 口 . P h a r m a c o l o g y , 2 0 0 2 , 6 5 ( 2 ) : 1 0 3 - 1 0 9 . 9 S u z u k M, O h t e N , Wa n g Z M, e t a l . A l t e r e d i n o t r o p i c r e s p o n s e o f e n d o t h e l i n I i n c a r d i o m y o c y t e s f r o m r a t s w i t h i s o p r o t e r e n o l - in - d u c e d c a r d i o m y p a t h y J . C a r d i o v a s c R e s , 1 9 9 8 , 3 9 ( 3 ) : 5 8 9 - 5 9 9 . ( 编辑邱芬) 万方数据