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缬沙坦对扩张型心肌病大鼠炎症因子表达的影响

时间:2018-09-15 16:03 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:尹春阳 , 陶艾彬 , 点击次数:

    【摘要】探讨血管紧张素Ⅱ1型(AT1)受体阻滞剂缬沙坦对扩张型心肌病(DCM)大鼠炎症因子表达的影响及意义。方法: 腹腔注射多柔比星建立SD大鼠DCM模型。随机分为DCM模型组(M组, n=11)、缬沙坦组(V组, n=10)、正常对照组(C组, n=10),V组予以缬沙坦30 mg·kg-1·d-1,C组和M组予以生理盐水灌胃,8周后行心脏超声和血流动力学检测,放免法检测血清TNF?α,IL?6,IL?1β浓度,测定心室质量及指数,观察心肌病理改变,测定心肌胶原含量(CVF)。结果: 与C组相比,M组左室内径、心室质量及指数显著增加(P<0.05),心功能显著降低(P<0.05),血清TNF?α,IL?6,IL?1β浓度和心肌胶原含量显著升高(P<0.05)。缬沙坦可以显著降低DCM大鼠血清TNF?α,IL?6,IL?1β水平和心肌胶原含量(P<0.05),缩小左室内径、降低心室质量及指数(均P<0.05),改善心功能(P<0.05)。结论: 缬沙坦可以通过降低DCM炎症因子表达,部分逆转心室重塑,改善心功能。
  【关键词】 多柔比星 缬沙坦 扩张型心肌病 细胞因子
 扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy, DCM)是充血性心力衰竭(CHF)的重要原因之一。近年来,有研究者发现,TNF?α,IL?6,IL?1β等炎症因子与心力衰竭的发生、发展及预后密切相关[1]。本研究旨在观察血管紧张素Ⅱ1型(AT1)受体阻滞剂缬沙坦对DCM心力衰竭大鼠炎症因子表达的影响,探讨AT1受体阻滞剂治疗DCM心力衰竭的新机制。
1  材料和方法
1.1  材  料
1.1.1  实验动物  健康成年雄性SD大鼠,40只,体质量(254±27)g,由江苏大学实验动物中心提供。
1.1.2  试剂  多柔比星由浙江海正药业股份有限公司生产;氯胺酮由江苏恒瑞医药有限公司生产;缬沙坦由北京诺华制药有限公司馈赠;TNF?α,IL?6,IL?1β放射免疫试剂盒,北京北方生物技术研究所产品;VG染色试剂盒,福州迈新生物技术开发有限公司产品。
1.1.3  仪器和设备  Agilent Sonos5500彩超仪,美国Agilent公司产品;小动物电生理记录仪,澳大利亚Powerlab公司产品;病理切片机,德国LeicaRM2135;显微照相系统,德国LeicaQWIN3。
1.2  方  法
1.2.1  实验模型制备及动物分组  40只SD大鼠随机分为正常对照组(C组, n=10),造模组30只。造模组用溶于生理盐水的多柔比星,浓度为2 mg·ml-1,剂量2 mg·kg-1·w-1,腹腔内注射,共8周,即多柔比星总累计量为16 mg·kg-1;正常对照组予以同体积生理盐水腹腔注射。正常对照组全部存活,造模组存活21只,对造模组进行心脏彩超的检测,证实大鼠扩张型心肌病模型复制成功,分为DCM模型组(M组, n=11)、缬沙坦组(V组, n=10)。V组予以缬沙坦30 mg·kg-1·d-1,C组、M组予以生理盐水,灌胃,8周后行相关检测。
1.2.2  心脏超声检测  探头采用S12型,频率为5~12MHz。氯胺酮(100 mg·kg-1)腹腔注射全身麻醉大鼠,8%Na2S脱毛,取左室短轴切面,在二维影像指导下测量左室舒张末内径(LVEDD),左室收缩末内径(LVESD),左室射血分数(LVEF),左室短轴缩短率(LVFS)。所有指标均在3个连续的心动周期中由2个观察者分别观测取平均值。
1.2.3  血流动力学检测  氯胺酮(100 mg·kg-1)腹腔注射将大鼠全身麻醉,颈部正中切口,分离出右颈总动脉,将软质导管自右颈总动脉插入左心室,尾部连接生理记录仪的压力传感器,记录分析左心室压峰值(LVSP)、左室舒张末压(LVEDP)、左室最大压力上升及下降速度(±dp/dtmax)。
1.2.4  血清TNF?α,IL?6,IL?1β检测  颈动脉取血8 ml,离心,取1 ml血清,加入10 μl抑肽酶,摇匀,-20℃保存,测定TNF?α;余血清-20℃保存,测定IL?1β,IL?6。操作按放免试剂盒测定步骤。
1.2.5  心室质量及指数的测定  待血流动力学检测、取血完成后开胸,取出心脏,以冰肝素生理盐水冲洗,分别称取左心室(含室间隔)实际质量(left ventricular actual weight, LVAW)和右心室实际质量(right ventricular actual weight, RVAW),除以体质量(body weight),得到左室质量指数(left ventricular weight index, LVWI)和右室质量指数(right ventricular weight index, RVWI)。
1.2.6  组织病理学检查和心肌胶原分析  将左心室放至10%中性甲醛液固定,剪取中段2~3 mm厚,常规石蜡包埋、切片、HE和VG染色,显微镜下观察。VG染色后,用计算机图文分析系统在400倍下行图像处理,每张切片选取5个不相互重叠的视野,计算每个视野中胶原组织所占百分比,心肌胶原容积百分比=胶原面积/全视野面积×100%,取平均数代表胶原容积百分比(CVF)。
1.2.7  统计分析  实验数据以均数±标准差(±s)表示,组间比较用单因素方差分析,两两比较用SNK法,P<0.05为差异有统计学意义。全部资料用SPSS13.0统计软件进行统计处理。快速论文发表
2  结  果
2.1  一般情况
正常对照组、DCM模型组、缬沙坦组仍存活大鼠分别为10,6和8只。缬沙坦组死亡率(20%)显著低于DCM模型组(45%),P<0.05,主要死亡原因为心力衰竭。
2.2  心脏超声测定结果
与正常对照组相比,DCM模型组LVEDD,LVESD显著增大(P<0.05),LVFS,LVEF显著降低(P<0.05);与DCM模型组相比,缬沙坦组LVEDD,LVESD明显减小(P<0.05),LVFS,LVEF显著上升(P<0.05)。见表1。
2.3  血流动力学结果
与正常对照组相比,DCM模型组LVSP,+dP/dtmax,-dP/dtmax显著降低(P<0.05),LVEDP显著升高(P<0.05);与DCM模型组相比,缬沙坦组LVSP,+dP/dtmax,-dP/dtmax均明显升高(P<0.05),LVEDP明显降低(P<0.05)。见表1。
2.4  心室质量及指数
DCM模型组左右心室质量及指数均显著大于正常对照组(P<0.05);缬沙坦组左右心室质量及指数显著低于DCM模型组(P<0.05)。见表2。
2.5  血清TNF?α、IL?6,IL?1β浓度
DCM模型组血清TNF?α,IL?6,IL?1β水平显著高于正常对照组(P<0.05)。缬沙坦组明显低于DCM模型组(P<0.05)。见表3。 表1  各组大鼠超声心动图和血流动力学检测结果 表2  各组大鼠心室质量及指数检测结果表3  各组大鼠血清炎症因子浓度测定结果
2.6  组织病理学检查和心肌胶原分析
大鼠心肌HE染色显示:正常对照组心肌细胞形态正常;DCM模型组呈现灶状变性坏死,心肌细胞明显肿胀,心肌纤维局限性断裂,心内膜中胶原和弹性纤维增生,局灶性心肌纤维被纤维组织所替代,部分心肌细胞肌浆凝聚、细胞核固缩、变形或消失、脂肪变性,胞质内有空泡形成及淋巴细胞的浸润和成纤维细胞的增生;缬沙坦组上述变化明显减轻,见图1。大鼠心肌VG染色光镜下可见,正常对照组仅见少许胶原,DCM模型组可见胶原大量增生,缬沙坦组胶原增生明显轻于DCM模型组,见图2(图中正常心肌组织呈黄色,红色示胶原增生,将心肌细胞分隔成网筛状)。胶原容积百分比,DCM模型组显著高于正常对照组(P<0.05),缬沙坦组显著低于DCM模型组(P<0.05)。见图3。快速论文发表
3  讨  论
心力衰竭时,机体处于免疫激活状态,TNF?α,IL?6,IL?1β等炎症因子水平显著上升[2]。TNF?α,IL?6,IL?1β可以通过直接降低心肌收缩功能、促进心肌细胞增生肥厚、进行性凋亡,导致心肌重塑;还可以促进氧化应激,降低心肌抗氧化能力[3];TNF?α,IL?1β可以上调和活化基质金属蛋白酶(MMPs)[4,5],激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)[6],促进胶原沉积和心肌间质纤维化;TNF?α还可以通过直接上调AT1受体基因表达,增强血管紧张素2介导的促纤维化作用,上调转化生长因子(TGF),刺激胶原合成;在DCM中,TNF?α还可以由衰竭的心肌细胞分泌,TNF?α水平和左室舒张末容积具有明显相关性[7]。
DCM主要表现为心室扩大和收缩功能减退,最终出现致命性充血性心力衰竭。多柔比星具有心脏毒性作用,小剂量向大鼠腹腔注射多柔比星可以成功建立DCM动物模型,并且接近人类DCM病理生理过程[8]。
本研究结果显示,多柔比星诱导的DCM大鼠血清TNF?α,IL?6,IL?1β水平显著上升,左室内径,心室质量及指数明显增大,心肌胶原含量升高,心功能下降,提示DCM心力衰竭与TNF?α,IL?6,IL?1β过度表达有关。而在缬沙坦干预DCM后,可以明显降低血清TNF?α,IL?6,IL?1β水平,缩小DCM大鼠左室内径、降低心室质量及指数,降低心肌胶原含量,改善心功能。
缬沙坦作为一种血管紧张素Ⅱ1型受体阻滞剂,主要通过与AT1受体结合,竞争性抑制血管紧张素Ⅱ的生物学效应而发挥作用。其可能的机制为:①抑制AT1受体介导的血管紧张素Ⅱ的缩血管作用,减轻心脏的前后负荷,降低左室舒张末压,改善心脏舒缩功能。②阻断心力衰竭时被激活的肾素-血管紧张素系统,从而抑制增加心肌耗氧量、收缩外周血管的儿茶酚胺类物质的过度释放。③纠正心肌钙调蛋白和钙运转的紊乱,减轻心肌细胞内钙超载,恢复钙介导的兴奋-收缩偶联[9]。④有效抑制TNF?α,IL?6,IL?1β等炎症因子的表达,缓解因炎症因子引发的心肌细胞凋亡、胶原沉积和纤维化,逆转心室重构。
综上所述,炎症因子TNF?α,IL?6,IL?1β的过度释放可能是DCM心力衰竭的机制之一。长期应用AT1受体拮抗剂缬沙坦能有效地改善DCM的心脏舒缩功能,部分逆转心室重塑,其机制可能与其抑制炎症因子TNF?α,IL?6,IL?1β表达有关。
  参考文献: 
  [1] Mann DL. Inflammatory mediators and the failing heart: past, present, and the foreseeable future[J]. Circ Res, 2002, 91(11):988-998.
  [2] Rivera M, Taléns?Visconti R, Jordán A, et al. Myocardial remodeling and immunologic activation in patients with heart failure[J]. Rev Esp Cardiol, 2006, 59(9):911-918.
  [3] Haudek SB, Taffet GE, Schneider MD, et al. TNF provokes cardiomyocyte apoptosis and cardiac remodeling through activation of multiple cell death pathways[J]. J Clin Invest, 2007, 117(9):2692-2701.
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  [7] Tsutamoto T, Wada A, Ohnishi M, et al. Transcardiac increase in tumor necrosis factor?alpha and left ventricular end?diastolic volume in patients with dilated cardiomyopathy[J]. Eur J Heart Fail, 2004, 6(2):173-180.
  [8] 白 洁,盛 佳,陈 蓉,等. SD大鼠扩张型心肌病模型的建立[J]. 江苏大学学报:医学版,2006, 16(3):210-212.
  [9] Shao Q, Ren B, Saini HK, et al. Sarcoplasmic reticulum Ca2+ transport and gene expression in congestive heart failure are modified by imidapril treatment[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2005, 288(4):1674-1682.

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