ICI118551对心力衰竭大鼠心功能的影响

[摘要] 目的 本研究旨在观察选择性β2-肾上腺素受体拮抗剂ICI118551对心力衰竭大鼠心肌细胞收缩功能的影响。 方法 通过腹主动脉缩窄术制作大鼠慢性心力衰竭模型，并采用胶原酶消化法分离心肌细胞。随机分为假手术组、心力衰竭空白组、溶剂对照组、心力衰竭+ICI118551组，均培养48 h。采用单个细胞动态边缘检测系统测定各组心肌细胞收缩功能的改变。 结果 与假手术组比较，心力衰竭组心肌细胞存活率明显下降（P＜0.01）。与对照组比较，心力衰竭+ICI118551组心肌细胞基础收缩百分比下降（P＜0.05）。 结论 在排除神经体液因素外，选择性β2-AR 拮抗剂ICI118551可降低心力衰竭心肌细胞的收缩功能。

[关键词] β2-肾上腺素受体；心肌细胞；心力衰竭大鼠

[中图分类号] R-332   [文献标识码] A   [文章编号] 2095-0616（2012）10-24-02

近年来，选择性β2-肾上腺素受体（β2-adrenoceptor，β2-AR）阻滞剂治疗充血性心力衰竭（congestive hearts failure，CHF）在我国得到广泛应用，临床观察表明长期应用后症状得到明显缓解，生活质量提高，病死率下降[1]。本研究排除神经和体液等全身因素的影响，在细胞和受体水平直接观察选择性β2-AR阻滞剂ICI118551对心力衰竭大鼠单个心肌细胞的影响，探讨选择性β2-AR阻滞剂对心力衰竭大鼠心肌细胞的作用。

1 材料与方法

1.1 一般材料

雄性SD大鼠150只，体重180～200 g，由徐州医学院实验动物中心提供。

1.2 方法

1.2.1 制备大鼠模型 行腹主动脉缩窄术制备心力衰竭大鼠模型，在术后12 周采用多功能超声检测，以EF＜64%认为有心力衰竭客观证据，结合临床表现（食欲差、精神萎靡、被毛无光泽、蓬松、静息状态下呼吸急促）认为大鼠出现明显心力衰竭。

1.2.2 成年大鼠心肌细胞的分离和培养 取SD大鼠，取心脏前30 min腹腔注射肝素钠（1500 U/kg），麻醉后开胸，取心脏于

冰冷1 mmol/L含钙KH液中停跳后迅速挂于恒流灌流装置上，灌流1 mmol/L含钙KH液5 min后换低钙液灌流5 min，最后换酶液循环灌流，待心脏松软后剪下心脏，把心室部分剪碎后用300μm的尼龙网过滤，400 r/min离心1 min，弃上清，加入1 mmol/L含钙KH液自然沉降。细胞计数后按1×105/cm2于含0.2%BSA的M199培养基中，37℃、5%CO2培养箱中培养。

1.2.3 实验分组及给药方法 经心力衰竭模型筛选后，共计25只心力衰竭大鼠，假手术组16只。原代培养的成年大鼠心肌细胞随机分为组：假手术组（Sham）、对照组（HF）、溶剂对照组（HF+dH2O）、HF+ICI118551组。药物干预组即于原代心肌细胞液中加ICI118551孵育心肌细胞，浓度为1μmol/L。各组均孵育48 h后观察各指标。

1.2.4 心肌细胞的存活率计算 在显微镜下观察：静止的、折光性强、膜表面光滑且横纹清晰、两端边缘锐利的细胞可认为是良好的心肌细胞。存活率的计算：4组培养皿均随机取5个视野，10×物镜下拍照，并用记号笔作上标记，分别计算出培养48 h的杆状率。

1.2.5 单个心肌细胞收缩功能的测定 利用单个细胞动态边缘检测系统（IonOptix Co，USA）记录心肌细胞长度-时间变化曲线。取培养48 h后的各组心肌细胞，选取横纹清晰、胞膜完整、长杆状、收缩稳定的心肌细胞记录收缩曲线，对记录结果应用IonWizard分析软件，得到心肌细胞缩短率。

1.3 统计学处理

应用SPSS16.0统计学软件处理，数据均以（）表示，多组间均数比较采用单因素方差分析（ANOVA），以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

与假手术组比较，心力衰竭各组心肌细胞存活率明显下降，差异有统计学意义（P＜0.05）；心力衰竭组间心肌细胞存活率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

与假手术组比较，心力衰竭各组的心肌细胞（1 mmol/L Ca2+）收缩幅度百分比明显降低（P＜0.05）；与心力衰竭组比较，心力衰竭+ICI118551组的心肌细胞（1 mmol/L Ca2+）收缩幅度百分比明显降低（P＜0.05）。见表1。

3 讨论

CHF是各种严重心血管疾病的恶性归宿之一，尽管已有大量研究对心力衰竭的病理生理机制出了许多学说，但其确切的细胞及分子生物学机制尚不十分清楚。郎中云等[2]研究表明，CHF 发生、发展的基本机制是心室重塑，它是一系列复杂的分子和细胞机制引起的心肌细胞结构、功能及表型的改变，包括心肌细胞凋亡、心肌细胞肥大、胚胎基因再表达及心肌细胞外基质变化等。

在整体水平上，心脏受神经、体液等因素的影响，心肌细胞也同时受许多因素作用。心力衰竭时，心脏收缩舒张功能下降，但这时单个心力衰竭心肌细胞功能如何变化，笔者了解并不多。因此，本研究采用腹主动脉缩窄术制作大鼠心力衰竭模型，分离培养心力衰竭大鼠心肌细胞，排除了在体因素的影响，在一个可控制的环境中对心力衰竭心肌细胞的特性进行检测，观察单个心肌细胞自身情况的变化。

本研究结果表明，心力衰竭的心肌细胞存活率较正常心脏降低。Vandecaetsbeek等[3]研究表明：心肌细胞丧失可能是心力衰竭形成的一个重要基础。心肌细胞凋亡是CHF发生、发展过程中心肌收缩单元不断丧失的主要原因，与心功能进行性降低有关，参与了CHF的基本病理生理进程。在慢性心力衰竭时，儿茶酚胺循环水平增高，β2-AR的地位则变的尤为重要[4]。心肌细胞功能测定结果提示，在心力衰竭时心肌细胞的基础收缩是降低的，这主要因为心力衰竭时β1-AR 的下调[5]，其与Gs的耦联所产生的收缩效应随之降低，使得心肌细胞的功能减弱。本实验研究结果表明，选择性β2-AR阻断剂ICI118551对离体心力衰竭心肌细胞的基础收缩有负性肌力作用。吕卓等[6]研究表明可能与Gi蛋白有关，通过介导Gi-PI3KAKt信号通路降低心肌细胞收缩功能。

[参考文献]

[1] Fujii H，Li S H，Wu J，et al. Repeated and targeted transfer of angio-genic plsmids into the infarcted rat heart via ultrasound targeted micro-bubble destruction enhances cardiac repair [J].Eur Heart J，2011， 32（16）：2075-2084.

[2] 郎中云，方显明.安心颗粒对心力衰竭大鼠氧化应激和心肌细胞凋亡的影响[J].中国实验方剂学杂志，2011，17（3）：124-126.

[3] Vandecaetsbeek I，Raeymaekers L，Wuytack F，et al.Factors controlling the activity of the SERCA2a pump in thenormal and failing heart[J].Biofactors，2009，35（6）：484-499.

[4] Sun H，Zhou F，Wang Y，et al.Effects of beta-adrenoceptors overexp ression on cell survival aremediated byBax/Bcl-2 pathway in rat cardiac myocytes[J].Pharmacology，2006，78（2）：98-1041.

[5] Mark HK，Sjaastad I，Sande JB，et al.Increased cardiomyocyte function and Ca2+ transients in mice during early congestive heart failure[J].J Mol Cell Cardiol，2007，43（2）：177-186.

[6] 吕卓人，黄若文.神经内分泌拮抗剂在慢性心力衰竭治疗的常见问题[J].中华心血管病杂志，2005，33 （3）： 293-294.

（收稿日期：2012-03-22）