肾动脉狭窄心衰和冠脉结扎心衰大鼠模型的对比研究

刘 杰 吴隐雄 邓金龙

(广西壮族自治区人民医院心血管干部病房，南宁市 530021)

高血压病、冠心病都是心力衰竭最常见的病因，两种疾病尽管发病机制不一样，但心力衰竭是两者共有的严重并发症，一旦心脏疾患达到心功能不全失代偿期，心衰患者治疗效果差，预后不良。因而，寻找新方法、新途径干预心衰的进程、改善预后则显得尤为重要。动物实验是这些研究进入临床阶段前的必须过程，建立成熟、稳定的心衰动物模型，尤其是早期心衰的动物模型，就显得至关重要。大鼠以其重复性、稳定性好、费用低廉而成为制作心衰模型的理想选择。本研究提出了用双肾动脉结扎后自然喂养的方法制备大鼠的心衰模型，结果证实，与传统的动物心衰制作模型如冠脉结扎术比较，实验动物死亡率更低、制模成功率更高，也提供了更理想的模拟高负荷心衰的动物模型。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 实验动物 健康雄性 SD大鼠、清洁级，共计200只，购于广西医科大学实验中心，体重(230±20)g。

1.1.2 试剂 复合麻醉剂:戊巴比妥钠1.772 g，水合氯醛8.5 g，硫酸镁 4.24 g，丙二醇 50 mL，无水乙醇 28.5 mL，溶于去离子水，定容至200 mL。

1.1.3 实验仪器 动物呼吸机(江西特力呼吸机设备公司)，动物生理记录仪(成都仪器厂)，小动物无创血压心率测定仪(北京吉安得尔科技有限公司)，彩色多普勒超声心动图仪(美国惠普公司5500型)。

1.2 模型制作

1.2.1 动物分组 根据研究目的，双肾动脉结扎组共分4组，其中3个组手术制作模型，喂养至术后9个月，另一组为假手术组共15只。冠脉结扎组共分4组，其中3个组手术制作模型，喂养至术后3个月，另一个组为假手术组，满足每组15只的要求。

1.2.2 心衰大鼠模型制作方法

1.2.2.1 双肾动脉结扎组［1］3% 戊巴比妥钠(40～60 mg/kg)经腹腔注射麻醉后，将大鼠置于温暖的手术台，经侧腹切口，暴露双侧肾脏，分离肾动脉及分支，分别结扎上段分支与中支和中段及下段分支。假手术组分离双肾动脉及分支，不予结扎;手术组大鼠在手术成功后自然喂养，平均6个月可证实心衰大鼠模型成功。

1.2.2.2 冠脉结扎组 手术组［2］:用复合麻醉剂对大鼠行腹腔注射麻醉，胸骨上窝上正中切开皮肤，气管横行切开，插入气管插管(用套管针自制)，连接动物呼吸机进行人工控制呼吸，呼吸频率90次/min，潮气量10～12 mL，呼吸比设为1∶1。顺肋间隙方向于胸骨左旁第3～4肋间切开皮肤，长约1 cm，逐层分离皮下组织、肌肉，于3～4肋骨间撑开进胸，暴露心脏，切开心包，缝针穿过左冠状动脉前降支，连同一小束心肌一起结扎，结扎后左室壁变苍白，并出现室壁运动减弱。心电监护可见ST段明显抬高，证实结扎成功。彻底止血后逐层关胸。恢复大鼠自主呼吸，拔出气管内插管，颈部切口缝合。假手术组:在左心耳下缘与肺动脉圆锥间左冠脉前降支位置取同样大小的针缝针而不打结，其余操作与手术组同。手术组大鼠在手术成功后自然喂养，平均2周可证实心衰大鼠模型成功。

1.3 检测指标

1.3.1 血压、心率的测量 术前及术后不同时间测量体重及清醒状态心率和收缩压。本实验在37℃下保温30 min，采取尾套法(Tail.Cuf)［3］以大鼠血压心率测定仪测定清醒状态下大鼠的收缩压。

1.3.2 超声测量指标 左室舒张末期内径(LVDD)、收缩末期内径(LVSD)、左室射血分数(EF)=SV/LVEDV×100%。

1.4 统计学处理 采用SPSS 13.0统计软件包，计量数据以s表示，采用t检验，计数资料比较采用卡方检验，以P＜0.01为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 24 h内动物死亡率 双肾动脉结扎组:假手术组15只大鼠，死亡2只;手术组45只大鼠，死亡10只。原因见表1。冠脉结扎组:假手术组15只动物，死亡3只;45只手术组动物中在24 h内20只死亡，死亡率为45%。死亡原因见表1。两种手术方法比较，双肾动脉结扎术死亡率明显低于冠脉结扎术组，差异有统计学意义(P＜0.01)。

表1 两种手术方法24 h内动物死亡情况统计

2.2 两种手术方法心衰模型成功率及模型成功平均时间对比 双肾动脉结扎术组心衰模型成功率为56%、冠脉结扎术组模型成功率为43%，两者比较差异有统计学意义(P＜0.01)。心衰模型成功平均时间:双肾动脉结扎术组心衰模型成功平均时间为6个月、冠脉结扎术组心衰模型成功平均时间为2周，两者比较有统计学意义(P＜0.01)。

2.3 两种手术方法心衰模型平均血压及平均心率对比假手术组平均收缩压为(110±8)mmHg，双肾动脉结扎术组心衰模型平均收缩压为(180±20)mmHg，冠脉结扎术组心衰模型平均收缩压为(90±11)mmHg，两者比较差异有统计学意义(P＜0.01)。假手术组平均心率为350 bpm，双肾动脉结扎术组心衰模型平均心率为430 bpm，冠脉结扎术组心衰模型平均心率为670 bpm，两者比较差异有统计学意义(P ＜0.01)。

2.3 两种手术方法心衰模型成功后心功能指标对比 测定两组假手术组和两种心衰大鼠模型心功能，发现手术组大鼠的LVDD、LVSD均明显大于假手术组(P＜0.01)，而手术组大鼠的 LVDD、LVSD均明显小于假手术组(P＜0.01)，而心功能下降的程度和速度则是冠脉结扎术组要明显快于双肾动脉结扎术组。见表2。

表2 两种心衰模型对心功能影响

3 讨论

心力衰竭动物模型的建立，对研究心力衰竭的发病机制、病理生理及疾病预防和治疗起着重要作用，而心力衰竭的病因复杂，通常包括以下原因:①原发性心肌舒缩功能障碍，常见于心肌病变，如心肌炎、心肌梗死、心肌病、心肌纤维化等。②心脏负荷过重，如高血压病及主动脉瓣狭窄所致的左心室压力负荷过重。③容量负荷过重，如主动脉瓣或左房室瓣关闭不全等。

不同病因的病理生理、干预和治疗原则不同，因而对心率衰竭的动物模型亦提出了更高和更具体的要求。大鼠是实验研究中常用的实验动物，本研究通过结扎双肾动脉的方法来显著减少双肾血流量以模拟肾素－血管紧张素增高型(后负荷过重型)的高血压类型，双肾动脉结扎造成持续性的肾素－血管紧张素分泌增加，导致心脏压力负荷过重。本研究证实了该种方法制成的高血压模型成功率高，持续增高的后负荷，导致心肌肌原纤维增粗，心肌细胞增厚，形成向心性心室肥厚;心肌细胞外间质增多，引起室壁僵硬度增加，左心室舒张期充盈压增高，出现舒张功能不全。高血压容量负荷过重时，心肌肌原纤维变长，导致心室扩张、容积扩大，心搏出量和射血分数降低，出现收缩功能不全［4，5］。本研究也证实了持续的肾性高血压能在半年的时间内形成高血压心衰模型。参考国外的实验数据约20周的成模时间基本符合，考虑与具体的实验方法和制模时双肾动脉的狭窄程度有关。而冠脉结扎心衰大鼠模型获得的数据也和临床上急性心肌梗死发生心力衰竭的过程(各个时间观测点的心率、血压、心功能)基本吻合［6］，这些将在将来的文章中详加阐述。而本研究也证实了冠脉结扎心衰模型是稳定的、可控的，是模拟冠心病－急性心肌梗死良好的动物模型。

本研究证实，无论是心肌病变或是长期心脏负荷过重，引起的心力衰竭则是心脏失代偿的共同表现。两种动物心衰模型相比较，通过查阅相关文献，除去病因学、病理生理、手术熟练程度的不同，从实验动物死亡率、模型成功率来看，肾动脉结扎法更优，而从心衰模型成功时间来看，冠脉结扎法可以在比较短的时间内获得稳定的心衰动物模型。

［1］杨志华，盛文利，侯清华，等.双肾双夹肾血管性高血压模型的制作与术后管理［J］.中国比较医学杂志，2005，15(2):92 －94.

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［5］Brochu E，Lacasse S，Moreau C，et al.Endothelin ET(A)receptor blockade prevents the progression of renal failure and hypertension in uraemic rats［J］.Nephrol Dial Transplant，1999，14(8):1881 －1888.

［6］李金轶，钟国强，韦 卓，等.大鼠心肌梗死模型的建立及梗死后心电生理和左室功能的变化［J］.中国实验动物学报，2009，17(6):410－414.