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心肌缺血動物模型研究
心血管疾病是人類病死率高的疾病之一,而缺血性心肌病在其中起主導(dǎo)作用。有關(guān)心肌缺血動物模型制備方法的研究己取得進(jìn)展,但與臨床心肌缺血的病理過程還有的差異。在實驗動物的選擇,制備模型的實驗技術(shù),特別是心肌缺血動物模型的標(biāo)準(zhǔn)尚有待進(jìn)一步統(tǒng)一和制定。通過放射影像學(xué)介入技術(shù),在不開胸的前提下,經(jīng)心導(dǎo)管制備心肌缺血動物模型,因其較多優(yōu)點,越來越多科研者朝著這個方向研究。
本實驗研究采取多種心肌缺血動物模型,如藥物注射方法 ,冠狀動脈結(jié)扎法,這些均是借助物理、化學(xué)實驗方法使血管急性阻塞,造成心肌急性缺血,藥物注射方法都是一過性的,對慢性試驗難以適合,冠狀動脈結(jié)扎法臨床相關(guān)性好,是一個比較理想的心肌缺血模型,但此模型需要復(fù)雜的開胸手術(shù),對動物損傷大。因此,為提高該病的臨床療效,為心肌缺血的臨床和實驗研究提供一個更加合適的研究平臺,急需有待建立一種更加符合臨床病理生理過程,適合能多次給藥與能長期觀察心功能的心肌缺血模型。
1、藥物法
1.1垂體后葉素(Pit)致動物心肌缺血模型 王怡等采用與實驗前1d,以0.35U/Kg的劑量,舌下靜脈注射濃度為1U/2mL 垂體后葉素Pit的方法,通過心電圖變化,對動物經(jīng)行Pit敏感性篩查, T波明顯抬高,ST段抬高超過0.1mv 的大鼠方可用于實驗。合格的大鼠,灌胃給藥后,采用腹腔注射3% ****納(30 mg/kg)麻醉處理,仰位固定,通過多道生理記錄儀,對Ⅱ?qū)?lián)心電圖經(jīng)行動態(tài)描記,正常者舌下靜脈注Pit 0.35 U/kg,于5s內(nèi)完成,觀測3h內(nèi)生理指標(biāo)如:①觀察動態(tài)心電圖變化;②心臟取血,檢測各項生化指標(biāo)如CK、SOD、LDH、MDA。結(jié)果顯示:模型組大鼠注射Pit后,第1期心電圖即可發(fā)生變化:T波即刻顯著抬高,15s時達(dá)到高峰,注射Pit 1min后,第2期心電圖發(fā)生變化:T波出現(xiàn)低平、雙相、倒置,心率變慢,Q-T及P-R間期延長等,生化指標(biāo)LDH、CK、MDA升高,而SOD下降。
1.2異丙腎上腺素(Iso)致動物心肌缺血模型 高光華等選用健康純系Wistar大鼠,給予腹腔內(nèi)注射ISO 0.5mg?kg-1?d-1,共2次,檢測下列指標(biāo):①心動圖;②超氧化物歧化酶MDA、SOD;③病理組織學(xué)心肌TTC染色; 結(jié)果以T波高聳,S-T段抬高,MDA升高,SOD降低,NO降低。張騰等選用4% Iso,給大鼠皮下注射50mg/kg,共2次,檢測下列指標(biāo):①心動圖;②心肌酶CK,LDH;③病理組織學(xué)心肌TTC染色; 結(jié)果以T波高聳,S-T段抬高,CK,LDH都升高。
2、冠狀動脈結(jié)扎方法
2.1借助呼吸機(jī)經(jīng)氣管切開插管 高秀梅等選用(200±50)g雄性大鼠,采用3%****鈉按照30mg/kg的劑量腹腔注射經(jīng)行麻醉處理,仰位固定,連接心電圖,觀察記錄標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ?qū)?lián)心電圖,在無菌條件下,充分顯露氣管,與第2~3氣管環(huán)間橫行切開,插氣管插管,深度約為0.5~1cm。通過呼吸機(jī)經(jīng)行人工控制呼吸,頻率控制在90次/min,潮氣量10~12ml,呼吸比為1:1,于胸骨第3~4肋問切開皮膚約1cm,將組織逐層分離,于2~3肋骨間開胸,暴露心臟及大血管根部,剪開心包,將心臟擠出,取LAD起始部,用6-0 Prolene線縫針,進(jìn)針深度控制在0.1cm,寬度為0.1~0.2cm;將心臟回置胸廓內(nèi),待經(jīng)歷數(shù)十次心動周期后,結(jié)扎處理,數(shù)分鐘后,止血后逐層關(guān)胸?;謴?fù)大鼠自主呼吸,氣管切口及頸部切口開放,不作縫合。手術(shù)過程中分別與開胸后、縫針后、結(jié)扎后和關(guān)胸后四個點觀察記錄心電圖變化;合格動物于第2w與第6w后復(fù)查心電圖。術(shù)后連續(xù)5d抗感染**。檢測下列指標(biāo):①動態(tài)觀察心電圖變化;②各項生化指標(biāo)(LDH、CK、MDA、SOD);③病理組織學(xué)心肌TTC染色。結(jié)果顯示:大鼠結(jié)扎LAD 10min后 ST 段明顯抬高(≥0.1mv),大鼠結(jié)扎LAD21h 后壞死面積高60.35%,21h后心臟取血以檢測得出LDH、CK、MDA升高,SOD下降。
2.2借助呼吸機(jī)經(jīng)口鼻氣管插管 李貽奎等在結(jié)扎LAD時,其他操作同上,只是把上面的氣管切開后氣管插管接呼吸機(jī)改為經(jīng)口插管,不作氣管切開,優(yōu)點:操作對動物損傷小,術(shù)后對動物影響小,降低死亡率。但此法應(yīng)用報道的比較少,且經(jīng)口插管時,操作有難度,不易把握。
2.3不使用呼吸機(jī)直接開胸法 韓燕全在不借助呼吸機(jī)的情況下,結(jié)扎LAD時,直接于左第4肋間開胸暴露心臟,距LAD起點2~3mm處,穿5個0手術(shù)線結(jié)扎,閉胸。結(jié)扎LAD后心電圖顯示ST段立即抬高、局部心肌紫紺的大鼠為模型成功。此操作技術(shù)較高,開胸后10s左右就要把心臟結(jié)扎好放回心腔,然后迅速把心腔的空氣擠出縫合心腔。此法對手術(shù)操作者要求很高,要達(dá)到快、準(zhǔn),對初學(xué)者不適用。
3、冠狀動脈內(nèi)栓塞方法
Terp等以Minipig為實驗動物,常規(guī)麻醉處理,氣管插管,呼吸機(jī)控制通氣,采用介入技術(shù),將2mL含有Sephadex D25光滑微球濃度為2.5g/L的鹽水溶液,經(jīng)皮穿刺導(dǎo)管經(jīng)主動脈根部進(jìn)入LCX和LAD,觀察左心室射血分?jǐn)?shù)、超聲心動圖及心肌病理組織學(xué)等指標(biāo),結(jié)果:2~3w后,模型動物左心室射血分?jǐn)?shù)明顯減少,出現(xiàn)心肌梗死灶,左心室容積縮小。
4、機(jī)械壓迫冠狀動脈方法
4.1 Ameroid 收縮環(huán)法 Laham等采用Yorkshire豬,無性別限制,***聯(lián)合氟烷麻醉,為方便血壓檢測與取樣,切開右腿彎部,于4F動脈導(dǎo)管插管。與第4肋間隙行術(shù)開胸,切開心包,分離左冠狀動脈回旋支,放置Ameroid收縮環(huán)(內(nèi)徑:2.5mm),聚丙烯紡織纖維線(6號)縫合心包與胸腔,視動物生理情況經(jīng)行肌注***和止痛藥處理,3w后采用心包內(nèi)注射成纖維細(xì)胞生長因子-2進(jìn)行**,第5w檢測如下指標(biāo):①微球流量;②冠狀動脈造影;③病理組織學(xué);④磁共振掃描;⑤毒理學(xué)。結(jié)果顯示:模型動物冠狀動脈血流量減少,LCX支配區(qū)域的心室壁厚度增加,FGF-2能明顯促進(jìn)冠狀動脈側(cè)枝循環(huán)的形成,增加冠狀動脈血流量。
4.2 Delran收縮環(huán)法 James等選用Minipig,常規(guī)麻醉,氣管插管,呼吸機(jī)控制通氣,開胸,分離LAD和LCX,兩動脈分別放置Delran收縮環(huán)(內(nèi)徑1.5mm),進(jìn)行下列指標(biāo)檢查:①超聲心動圖觀察;②血流動力學(xué)測定;③冠狀動脈造影;④病理組織學(xué)觀察;⑤SR蛋白Westerm分析;模型動物的兩冠狀動脈近端因栓塞從而造成局部功能失常,導(dǎo)致射血分?jǐn)?shù)降低,同事伴有左心室功能下降,出現(xiàn)冬眠心肌反應(yīng)典型癥狀,模型動物平均經(jīng)過69~75d栓塞后便可成功造模。
5、電刺激法
電刺激法是造成動物實驗性心肌缺血一種較新的造模方法。實驗多選用成年的雄性家兔,麻醉處理后,將連有定向儀的兩支絕緣的不銹鋼針插入右側(cè)下丘腦背內(nèi)側(cè)核,以弱、強(qiáng)刺激交替的方法刺激(弱刺激為0.8~1.6mA,強(qiáng)刺激為4~8Ma),刺激5min/次,間隔1~3min。
在選擇制備急性心肌缺血模型時,我們一般選擇藥物舌下注射法,這種方法操作簡單,但是一過性的。一般慢性心肌缺血模型,我們選擇大鼠冠脈結(jié)扎法比較多見,這種方法動物來源方便,經(jīng)濟(jì)實惠,臨床相關(guān)性比較好。若條件允許,可以以Minipig作為實驗動物,因其心臟解剖結(jié)構(gòu)及側(cè)枝循環(huán)與人類十分相似,動脈口徑大,導(dǎo)管介入簡單易行,且凝血因子和纖溶活性與人的相近程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它實驗動物。
綜上所述,有關(guān)心肌缺血動物模型制備方法的研究己取得進(jìn)展,但與臨床心肌缺血的病理過程還有的差異。在實驗動物的選擇,制備模型的實驗技術(shù),特別是心肌缺血動物模型的標(biāo)準(zhǔn)尚有待進(jìn)一步統(tǒng)一和制定。借助放射影像學(xué)介入技術(shù),在不開胸的前提下,經(jīng)心導(dǎo)管制備心肌缺血動物模型,因其具有諸多優(yōu)點,將成為今后研究的一個發(fā)展趨勢。