迷走神經(jīng)刺激改善心力衰竭大鼠心功能及其機(jī)制的研究.pdf

1、慢性心力衰竭是冠心病、高血壓、瓣膜病、心肌病等多種疾病的終末共同通道。心力衰竭是指有適量靜脈回流的情況下，由于心臟的舒縮功能障礙，心排血量不足以維持正常組織代謝需要的病理生理綜合征。缺血、炎癥等原因引起的心肌細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)損害從而引起左心室形狀、大小及功能障礙的過程即心室重構(gòu)，是心力衰竭的病理生理基礎(chǔ)。心肌細(xì)胞的凋亡、新生血管的生成、細(xì)胞外機(jī)制的改變及它們之間的不平衡等因素是心室重構(gòu)的重要過程。針對(duì)心力衰竭病理生理過程的藥物，如血管緊

2、張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑、醛固酮拮抗劑等明顯改善了心力衰竭的發(fā)展及預(yù)后，使心力衰竭患者的5年生存率得到較高水平的提高。但是，慢性心力衰竭仍是大多數(shù)心血管疾病的最終歸宿，也是最主要的死亡原因，是目前嚴(yán)重威脅人類健康的一大類疾病。
　　心血管系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)受交感和副交感神經(jīng)的雙重支配，它們共同組成心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)(autonomic nervous system，ANS)。正常生理情況下，交感和副交感神經(jīng)的緊張性活動(dòng)處于一種復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡。自

3、主神經(jīng)功能紊亂是心力衰竭特征之一，主要表現(xiàn)為迷走神經(jīng)活性減弱及交感神經(jīng)活性增強(qiáng)，自主神經(jīng)的這種改變促使左室功能紊亂及心肌重構(gòu)，早已被認(rèn)為是增加心肌梗死和心衰發(fā)生率及死亡率的原因之一。研究表明調(diào)整自主神經(jīng)失衡的狀態(tài)，可以很好的改善心力衰竭的癥狀和預(yù)后。
　　交感神經(jīng)的過度激活促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡，加速心室重構(gòu)，促進(jìn)心力衰竭的發(fā)生。目前，抑制交感神經(jīng)活性的藥物，如β受體阻滯劑，明顯抑制了心肌重構(gòu)的發(fā)生，延緩了心力衰竭的進(jìn)程，提高了心力衰竭

4、患者的存活時(shí)間。因此干預(yù)自主神經(jīng)是治療心力衰竭有效的手段。作為與交感神經(jīng)密切相關(guān)的另一種心臟自主神經(jīng)，迷走神經(jīng)在心力衰竭的發(fā)展過程中，其活性處于抑制狀態(tài)。近來，長(zhǎng)期刺激迷走神經(jīng)治療心力衰竭無論在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還是臨床研究都已初步顯示了它的良好療效。通過增強(qiáng)迷走神經(jīng)活性與交感神經(jīng)建立新的平衡狀態(tài)成為心力衰竭治療的新的方向。
　　本研究首先通過心肌梗死方法建立大鼠慢性心力衰竭動(dòng)物模型，采用血清腦鈉肽測(cè)定、超聲心動(dòng)圖檢查以及組織形態(tài)學(xué)觀察等多

5、種方法綜合對(duì)比，探討穩(wěn)定性大鼠心肌梗死后的心力衰竭動(dòng)物模型建立方法。之后進(jìn)一步探討短期迷走神經(jīng)電刺激和長(zhǎng)期迷走神經(jīng)牽拉刺激對(duì)于大鼠心肌梗死后心力衰竭的治療作用，并探討其機(jī)理。
　　材料和方法:
　　一、心肌梗死后大鼠心力衰竭動(dòng)物模型的建立
　　健康雄性Wistar大鼠，采用開胸結(jié)扎大鼠左冠狀動(dòng)脈前降支所致心肌梗死。另外，設(shè)立對(duì)照組。分別于入組時(shí)和結(jié)扎大鼠左冠狀動(dòng)脈前降支所致心肌梗死3周后檢測(cè)3組大鼠血清腦鈉肽(brai

6、n natriuretic peptide，BNP)和超聲心動(dòng)圖左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）、左心室短軸縮短率(left ventricularfractional shortening，LVFS)、左心室舒張末期容積(left ventricular end-diastolicvolume，LVEDV)、左心室收縮末期容積(left ventricular end s

7、ystolic volume，LVESV)等指標(biāo)。于結(jié)扎大鼠左冠狀動(dòng)脈前降支所致心肌梗死3周后，光學(xué)顯微鏡觀察HE染色和Masson染色下心肌細(xì)胞形態(tài)、透射電鏡觀察細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)。
　　二、短期迷走神經(jīng)刺激治療心肌梗死后大鼠心力衰竭臨床癥狀及機(jī)制的研究
　　建立心肌梗死后慢性心力衰竭大鼠模型和假手術(shù)大鼠模型。18只慢性心力衰竭大鼠隨機(jī)分為2組:慢性心力衰竭假刺激組（CHF-SS組，9只慢性心力衰竭大鼠給予72小時(shí)假刺激），慢

8、性心力衰竭迷走神經(jīng)刺激組（CHF-VNS組，9只慢性心力衰竭大鼠給予72小時(shí)迷走神經(jīng)刺激）。另外，設(shè)立假手術(shù)假刺激組(SO-SS組，5只假手術(shù)大鼠給予72小時(shí)假刺激)。分別于入組時(shí)和迷走神經(jīng)刺激72小時(shí)后檢測(cè)3組大鼠血清腦鈉肽(BNP)和超聲心動(dòng)圖LVEF、LVFS、LVEDV、LVESV等指標(biāo)。以Real-time PCR和Western blot法檢測(cè)蘭尼堿2型受體(Ryanodine receptortype2， RyR2)和心肌

9、肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶2(sarcoplasmicreticulum Ca2+-ATPase，SERCA2)蛋白的表達(dá)。
　　三、長(zhǎng)期迷走神經(jīng)刺激治療心肌梗死后大鼠心力衰竭臨床癥狀及機(jī)制的研究
　　建立心肌梗死后慢性心力衰竭大鼠模型和假手術(shù)大鼠模型。20只慢性心力衰竭大鼠隨機(jī)分為2組:慢性心力衰竭組（CHF組，10只慢性心力衰竭大鼠），慢性心力衰竭迷走神經(jīng)牽拉組（CHF-VNSS組，10只慢性心力衰竭大鼠給予8周迷走神經(jīng)牽

10、拉刺激），另外，設(shè)立假手術(shù)組（SO組，5只假手術(shù)大鼠）。分別于入組時(shí)和迷走神經(jīng)牽拉1、4、8周后檢測(cè)3組大鼠血清腦鈉肽(BNP)和超聲心動(dòng)圖LVEF、LVFS、LVEDV、LVESV等指標(biāo)。記錄大鼠死亡率，繪制生存曲線。于迷走神經(jīng)牽拉8周后取大鼠左室心肌正常組織，光學(xué)顯微鏡觀察HE染色和Masson染色下心肌細(xì)胞形態(tài)、透射電鏡觀察細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)。
　　結(jié)果:
　　1、心肌梗死后大鼠心力衰竭動(dòng)物模型的建立。共采用健康雄性Wis

11、tar大鼠120只，最后成功建立心肌梗死后慢性心力衰竭模型大鼠63只。冠狀動(dòng)脈結(jié)扎手術(shù)3周后，心力衰竭組大鼠BNP水平明顯高于對(duì)照組，心力衰竭組大鼠LVEF、LVFS較對(duì)照組水平明顯下降，LVEDV、LVEVS較對(duì)照組水平明顯增加。
　　2、短期迷走神經(jīng)電刺激治療心肌梗死后大鼠心力衰竭的研究。迷走神經(jīng)刺激治療72小時(shí)可以降低CHF大鼠血清BNP水平。迷走神經(jīng)刺激治療72小時(shí)后，CHF-VNS組大鼠的LVEF值高于CHF-SS組大鼠

12、，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(54.85±9.73 VS45.60±5.51，P=0.025)。CHF-VNS組大鼠的FS值高于CHF-SS組大鼠(25.31±6.30VS15.42±8.49，P=0.013)。迷走神經(jīng)刺激治療72小時(shí)后，CHF-VNS組大鼠的EDV和ESV與CHF-SS組大鼠比較，有下降趨勢(shì)，其中ESV具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(EDV1.10±0.50 VS1.50±0.33, P=0.066, ESV0.50±0.28 VS0.83±0

13、.23, P=0.014)。迷走神經(jīng)刺激治療72小時(shí)可以增加心力衰竭大鼠心肌RYR2和SERCA2水平，改善大鼠心肌興奮收縮耦聯(lián)。迷走神經(jīng)刺激對(duì)于心力衰竭大鼠的心率和血壓沒有不利影響，是安全的。
　　3、長(zhǎng)期迷走神經(jīng)牽拉刺激治療心肌梗死后大鼠心力衰竭的研究。迷走神經(jīng)牽拉治療8周可以降低CHF大鼠血清BNP水平。治療8周后，CHF-VNSS組大鼠的EF值高于CHF組大鼠，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(48.18±6.79 versus35.50±

14、9.32％，P＜0.05)。CHF-VNSS組大鼠的LVEDV和LVESV明顯小于CHF組大鼠，LVEDV(1.55±0.33 versus2.14±0.62 mm3, P=0.044)和LVESV(0.79±0.17 versus1.41±0.54 mm3，P=0.008)。迷走神經(jīng)牽拉治療8周使心力衰竭大鼠的死亡率下降了83％。迷走神經(jīng)牽拉治療8周改善了心力衰竭大鼠心肌的顯微結(jié)構(gòu)。迷走神經(jīng)牽拉治療8周對(duì)于心力衰竭大鼠的心率和血壓沒有

15、不利影響，是安全的。
　　結(jié)論:
　　1、通過結(jié)扎大鼠左冠狀動(dòng)脈前降支，從而造成大鼠的心肌梗死方法可以建立穩(wěn)定的大鼠慢性心力衰竭動(dòng)物模型。
　　2、血清腦鈉肽測(cè)定與超聲心動(dòng)圖測(cè)定心梗面積及LVEF等左室功能指標(biāo)可以作為活體大鼠診斷心肌梗死后心力衰竭的標(biāo)準(zhǔn)，與大鼠處死后病理診斷相符合。
　　3、迷走神經(jīng)短期72小時(shí)電刺激可以改善心肌梗死后慢性心力衰竭大鼠的心功能。增加心力衰竭大鼠心肌RYR2和SERCA2水平，改善