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左心衰竭右室壓力訓練動物實驗的病理學觀察

來源:中華醫學研究雜志 作者:呂鳳英, 潘黎明, 吳信, 劉蕾 2006-12-18

摘要: 左心衰竭右室壓力訓練動物實驗的病理學觀察(pdf) 【摘要】 目的 觀察左心衰竭狀態下經過壓力訓練的右心室心臟病理學變化。方法 用14只綿羊,首先通過左冠狀動脈結扎方法造成左心衰模型,然后在該模型上采用右心室壓力超負荷訓練,并進行超聲心動圖、血液動力學及病理學檢查。結果 選擇性結扎綿羊冠狀動脈前降支或對角支動......


  左心衰竭右室壓力訓練動物實驗的病理學觀察(pdf)

    【摘要】  目的  觀察左心衰竭狀態下經過壓力訓練的右心室心臟病理學變化。方法  用14只綿羊,首先通過左冠狀動脈結扎方法造成左心衰模型,然后在該模型上采用右心室壓力超負荷訓練,并進行超聲心動圖、血液動力學及病理學檢查。結果  選擇性結扎綿羊冠狀動脈前降支或對角支動脈, 可以獲得穩定的左心衰模型。病理學檢查顯示右心室心肌細胞肥大。結論  本實驗初步證明了在左心衰竭狀態下經過壓力訓練的右心室可以適應高壓環境。該實驗具有良好的應用前景。

  【關鍵詞】  右心室訓練; 左心衰竭; 綿羊模型;病理形態

  Pathological observation of experiment on right ventricle training after failed  left ventricle

  LV Feng-ying,  PAN Li-ming,  WU Xin,et al.

  Department of Pathology, Cardiovascular Institute & Fuwai Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College,Bejing 100037,China

  【Abstract】  Objective  To observe the changes of heart pathology on pressure trained right ventricle after failed left ventricle.Methods  In this study, 14 sheep were used.We first built a left heart failure model through the ligation of the left coronary artery. Then we went on to build a model for the pressure trained overloaded right ventricle. Echocardiogram, hemodynamic measure and pathological examination were utilized in the experiment.Results  A reliable left heart failure model in sheep using choice ligation of the left anterior descending coronary artery and its diagonal branch. The pathological study suggested that myocardial cells of the right ventricle was hypertrophy.Conclusion  This study preliminary proved that pressure trained right ventricle may adapt high pressure after failed left ventricle, and has a good foreground on it.

  【Key words】  right ventricle training; left heart failure;sheep model; pathomorphology   

  心力衰竭是各種心臟疾病的終末階段,嚴重危害人類的健康和生命。在心力衰竭中尤其以左心室衰竭為著,且預后嚴重,死亡率高。心力衰竭診斷后5年生存率在30%~40%[1]。因此,為了有效地尋找一條治療左心衰竭的新方法解決臨床疑難問題。我們建立了動物模型,在左心衰竭的情況下,增加右心后負荷,以訓練右室。并對該模型進行了超聲、血液動力學及病理形態學研究。 

  1  材料與方法       

  1.1  動物模型與分組  采用雄性綿羊14只,年齡1~1.5歲,體重27~40kg,隨機分為兩組,對照組(n=7),單純造成左心室梗死;實驗組(n=7),訓練右心室。主要實驗過程,將綿羊靜脈誘導麻醉后,開胸結扎冠狀動脈(冠脈)前降支,5min后開放阻斷的冠脈,在血液動力學指標平穩后,再次阻斷上述冠脈,造成左心室心肌梗死模型。手術7天后,再次開胸行右心室加壓法制備壓力負荷性右心室肥厚模型,同時監測主動脈收縮壓和右心室收縮壓,使右心室收縮壓逐漸由20mmHg升高到40mmHg , 最終使兩者壓力接近平衡。1周后,處死動物取心臟標本做病理檢查。

  1.2  心肌肥厚測定  去除心房后,稱全心濕重(THW),然后從心尖部開始每隔1cm厚橫切,觀察、測量左心梗死面積。將兩心室分離,分別稱重左、右室(LVW 、RVW),并測量其厚度。

  1.3  組織切片染色及形態學測量  分別取左、右心室前壁各1塊,10%中性福爾馬林固定,石蠟包埋,切片厚3~4μm,分別做HE和PTH染色,使用OLYMPUS顯微鏡在HE染色切片隨機測量50個橫截面心肌細胞(TDM),取均值。

  1.4  統計學分析  使用SPSS11.0,采用配對t檢驗,所有數據采用平均值±標準差(x±s)表示。

  2  結果

  2.1  收縮壓  經右心室加壓后,主動脈收縮壓略下降,右心室收縮壓由40mmHg逐漸上升,于第4天時兩者壓力平衡,后略有升高。右心室收縮壓(RVSP)與主動脈收縮壓(ASP) 時間曲線見圖1。

  2.2  模型病理學檢查,大體標本及組織學觀察  顯示左心室心肌梗死 (圖2)。經過訓練的右心室壁增厚,HE染色心肌組織切片(圖3),可見心肌細胞肥大,細胞核濃染,形狀不規則,間質水腫,纖維組織增多,心內膜輕度纖維性增厚。經測量,實驗組心肌細胞橫徑(TDM)與對照組比較差異有非常顯著性,P<0.001。結果見表1 。

  表1  綿羊心肌細胞橫徑(TDM)測定  (略)

  注:與對照組比較,P<0.001

  3  討論

  心力衰竭可以由壓力超負荷、容量超負荷、心肌缺血、心臟快速起搏和各種因素引起的心肌病變所致[2]。心衰的患病率在中老年人中是1%~2%,65歲以上增至1%~3%,75歲以上達到5%~10%。心力衰竭病因有多種,由冠心病引起的心衰占67%[3],其中多數伴有高血壓史。瓣膜病引起的占10%。由心肌病為起因的占20%,其中以擴張型心肌病為主。死亡原因40%是猝死,40%是心衰惡化,20%是其他原因。因目前所使用的各種心衰輔助方法(心衰輔助裝置、全人工心臟、動力性心肌成形、心臟移植)都有一定局限性,而最好的生存率是心臟移植,但因供體的嚴重缺乏,手術后的排斥反應,限制了心臟移植的大規模臨床應用。在心血管疾病研究中,動物模型被廣泛用于左心衰的發病機制和藥物治療研究。羊的心臟在解剖結構、心臟血管分布和心臟/體重比積方面與人的很相似。綿羊冠狀動脈結扎造成心肌梗死的大動物模型,被認為是與臨床最緊密的模型[4]。在實驗手術中,我們觀察到結扎冠脈前降支后左心室前側壁變色,心肌運動減弱,血液動力學監測動脈血壓、心排出量降低。心電圖顯示ST段上移。超聲心動圖顯示模型左心室梗死區心室運動明顯減弱、消失。冠脈結扎1周后,病理檢查證實,心梗面積可達20%~25%。因此,通過這種方法可以得到一個穩定的心衰模型。我們在左心衰模型的基礎上研究右心室壓力超負荷功能訓練,是為了解右心室是否可以適應高壓環境。本研究采用Noel 應用的肺動脈環縮法來實現右心室壓力超負荷[5],有文獻報道,在肺動脈環縮后96h右心室就能夠肥厚[6],肺動脈環縮6天后右心室心肌細胞直徑增大,右心室壁厚度和膠原纖維增加[7]。本實驗結果表明, 右心壓力訓練的動物模型,大體和組織學顯示右心室壁有所增厚,心肌細胞肥大,TDM值明顯高于對照組。細胞核形不規則并增大濃染,間質水腫,纖維組織增多。而對照組細胞核呈桿狀。實驗表明,在左心衰竭狀態下,增加右室壓力可以降低左心室充盈壓,對左心衰竭能夠起一定保護作用,右心室可以耐受一定的急性壓力負荷,并形成代償性心肌肥厚。但應注意過大的右室急性壓力負荷會導致動物死亡。

  【參考文獻】

  1  Mancini DM, Wilson JK,  Bolinger L, et al. In vivo magnetic resonance spectroscopy measurement of deoxymyoglobin with heart failure. Circulation,1994,90:500.

  2  Gerd Hazelnuts. Animal models of human cardiovascular disease, heart failure and hypertroply.  Cardiovasc Res,1998,39:62-76.

  3  Ho KKL, Anderson KM, KanneL WB, et al. Survival after the onset of congestive heart failure in Framin Heart Study Subjects. Circulation,1993, 88:107-115.4  Millner RWJ, Burrows M, Pearson I, et al. Dynamic cardiomyoplasty in chronic left ventricular failure: An experimental model. Ann Thorac Sury,1993, 55:493-501.5  Noel H Fishman MD, BensonB  Roe MD, San Francisco. An adjustable pulmonary artery band.  Arch Surg,1971,102:143-144.6  Dias CA, Assad RS, Caneo LF, et al.  Reversible pulmonary trunk banding. II. An experimental model for rapid pulmonary ventricular hypertrophy. J Thorac Cardiovasc Surg,2002, 124 (5):999-1006.7  Orito K, Yamane T, Kanai T. Time course sequence of angiotensin converting enzyme and chymase-like activities during development of right ventricular hypertrophy induced by pulmonary artery constriction in dogs. Life Sci,2004 Jul 16;75 (5):1135-1145.

    (編輯:宋  冰)

  基金項目:國家自然基金資助項目(編號:30371409)

  作者單位:100037 北京,中國醫學科學院中國協和醫科大學 阜外心血管病醫院病理科(△外科)   


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