卡维地洛在心肌梗死前及梗死后干预对心肌梗死后大鼠左室重构及心肌细胞凋亡的影响

陕西省合阳县医院（合阳715300） 段华玲 成瑞源

急性心肌梗死（AMI）后左室重构是心梗后心衰发病过程中的一个重要病理过程，也是近年来心血管领域的研究热点之一。卡维地洛（Carvedilol）是一种亲脂、非选择性第三代β受体阻滞剂，其不仅具有α1、β受体阻滞还有抗氧化作用；其可通过减慢心率，降低体循环阻力和心肌收缩力以减少心梗后心肌氧耗，缩小心肌梗死面积，减少心肌细胞凋亡，改善心室重构及预后。然而对卡维地洛在心肌梗死前干预相关的研究甚少，所以我们通过结扎大鼠心脏冠状动脉建立急性心肌梗死模型，评价卡维在心梗前干预对心梗后心脏功能、心梗面积及心肌细胞凋亡率等方面的影响。

材料与方法

1 动物分组和处理 45只成年雄性SD大鼠（延安大学医学院动物实验中心提供 ），体重250～300g，随机分为卡维地洛组（15只）、MI组（15只）和假手术（SO）组（15只）。以2%戊巴比妥钠 （Sigma公司）40mg／kg腹腔注射麻醉后，沿胸骨左缘开胸，剪开心包，充分暴露心脏，卡维地洛组和 MI组均结扎左冠状动脉前降支，建立大鼠 MI模型，详细方法参考［1］。SO组仅开胸暴露心脏，在左冠状动脉前降支下穿线但不结扎冠状动脉。术前1周及术后24h卡维地洛组每天1次给予卡维地洛（山东齐鲁制药公司提供）10.0mg／kg灌胃处理，MI组和SO组则给予盐水灌胃，普食喂养3周。

2 方 法

2.1 血流动力学测定：术后3周，再次麻醉大鼠参照Pfeffer等报道的方法，分离右侧颈外动脉，加以分离并结扎其近头端；经右颈外动脉，插入20G鞘管；鞘管尾端与八导生理记录仪的压力换能器相连接。连续记录大鼠升主动脉收缩压 （SBP）、舒张压（DBP）和平均压（MBP）；然后将鞘管逆行送入左心室，连续记录左心室收缩压（LVSP）、舒张末压 （LVEDP），并同步记录心率 （HR）、左心室内压上升最大速率（＋dp／dt）和左心室内压下降最大速率（－dp／dt）。

2.2 梗死面积的测量：血流动力学检测完后大鼠股动脉注射2～3ml 10%KCl使心脏停跳于舒张期，开胸后直接迅速摘取心脏，置于冰磷酸盐缓冲液冲洗祛除心脏大血管及左右心耳后，用电子天平分别称取左、右心室实际重量（LVAW，RVAW），并与体重相除，得到左右心室的相对重量 （LVRW，RVRW ）；称重结束后迅速去除心房和右室，沿左室长轴中点处垂直于长轴将左室一分为二，心尖半石蜡包埋，切取4μm厚的截面标本行TTC染色制成病理切片 ，用BHEC显微镜－微机图象分析系统 （北京慧中公司研制 ）测定左室截面最长径 （D max）和最短径（D min）、疤痕弧长以及心内膜和心外膜周长，分别计算：截面直径 （短轴，D）＝ D max×D min，梗死面积 （%）＝［（疤痕外周弧长 ＋疤痕内周弧长）／（左室截面外周长＋左室截面内周长）］×100% 。

2.3 心肌细胞凋亡的检测：采用TUNEL法，染成棕色的细胞核即为凋亡阳性细胞。计数方法：在×10倍的物镜下计算阳性细胞数和细胞总数，选择细胞总数200以上的视野，每个标本观察4张切片，取其平均值，从中计算阳性细胞率。

2.4 统计学方法：实验数据以均数±标准差（¯x±s）表示，采用SPSS 11.5软件进行统计学理 ，组内比较用方差分析 ，组间比较用SNK－q检验 ，率的比较用χ2检验。以P＜0.05表示差异有统计学意义。

结 果

3周后共有38只大鼠存活，其中MI组存活10只，C组存活14只，S组存活15只；C组大鼠存活率（93.3%，14／15）显著高于 MI组大鼠存活率（66.6%，10／15）（P＜0.05）。实验中，去除死亡、未梗死的大鼠，最终各组获得完整血流动力学资料的大鼠数分别为8、13、14只。且 MI组与C组大鼠梗死面积（% ）组间 （56.5±8.2vs 45.2±4.3）对比差异有显著性意义，具有可比性。

1 卡维地洛预处理对AMI大鼠血流动力学的影响：与S组比较，MI 3周的LVEDP明显增加 （P＜0.01），LEVSP 明显下降 （P＜0.001），SBP、DBP、MAP明显下降 （（P＜0.001）。而与MI 3周组相比，C 3周组SBP、DBP、MAP明显没有明显变化（P﹥0.05），LVEDP明显降低（P＜0.001），见附表。

2 卡维地洛对AMI大鼠左心室功能的影响：与S组相比，MI 3周组大鼠的心率没有明显变化，±dp／dt及LVSP的校正值均明显降低 （P＜0.001）；与 MI 3周对照组相比，C 3周组中除心率降低（P＜0.05），±dp／dt、±dp／dt／LVSP均明显升高 （P＜0.01～0.001），见附表。

3 卡维地洛对AMI大鼠左心室重塑的影响：与S组相比，MI 3周组的LVV、LVAW、LVRW 以及RVAW和RVRW均明显增加 （P均＜0.001）提示发生了心室重构；与MI 3周组相比，C 3组LVV明显减小（P＜0.01），使LVAW、LVRW 和 RVAW、RVRW明显减轻 （P＜0.01～0.001），见附表。

附表 卡维地洛对AMI大鼠左心室重塑的影响

4 卡维地洛对大鼠心肌细胞凋亡的影响：与假手术组比较，MI组细胞凋亡的量明显增加（凋亡率0.30±0.45%vs 6.6±1.7%，P＜0.01），与 MI组 比较，C组凋亡的心肌细胞明显减少（6.6±1.7%vs 2.3±1.2%，P＜0.01），表明卡维地洛可抑制心肌细胞凋亡（附图）。

附图 三组凋亡率比较

讨 论

卡维地洛是第三代β受体阻滞剂，它不仅能阻滞β1、β2受体，还可阻断α1受体，并有抗氧化、清除氧自由基和抑制细胞凋亡的作用［2］。Engin Usta课题组对选择性冠脉搭桥术患者进行心肺转流术，卡维地洛加入灌流液可以减少心脏停跳后再灌注右心耳心肌细胞钙超载及凋亡［3］；动物缺血再灌注模型证实卡维地洛可以减少缺血再灌注后心肌细胞凋亡比率，缩小梗死面积及改善心功能［4，5］；此外用卡维地洛干预动物心衰模型发现卡维地洛可以减少心肌细胞凋亡，改善心脏功能［6，7］。细胞水平研究证实卡维地洛可以抑制多柔比星、钙及NADH诱导的线粒体渗透转化孔（mPTP）功能紊乱和细胞色素C的释放，进而减少心肌细胞凋亡［8］。心肌梗死后左室重构机心肌细胞凋亡是左室功能障碍及心力衰竭的重要因素，是AMI死亡和影响预后的主要原因之一。因此防止或减轻AMI后左室重构及减少心肌细胞凋亡是一个重要的治疗目的。LVRM最突出的表现是左室扩张，本研究结果显示卡维地洛心梗前加心梗后干预能有效防止AMI后左室扩张，并使左室实际和相对重量明显减小，这一点与近年来的一些临床研究结果一致，本研究卡维地洛明显减少了心肌细胞凋亡率，这可能是卡维地洛防止左室重构的一个重要因素。

本研究发现，MI后大鼠心肌细胞凋亡率明显高于假手术组，病理切片分析，凋亡细胞主要分布在坏死区周围区，与相关文献报道一致［9］。另外 ，卡维地洛的许多药理作用都可能与其减少心肌细胞凋亡有关，例如抑制交感神经系统及RAS系统激活，ISO、NE诱导的细胞凋亡，抑制促炎因子蛋白的表达，同时增加抗炎因子蛋白的表达，从而抑制缺血心肌的炎症细胞浸润，减少炎症细胞引起的氧自由基释放及凋亡［10］。

卡维地洛明显减少梗死周边区凋亡的心肌细胞数量，其可能是抑制 MI后左室重构，保护心脏功能的另一重要机制。

［1］ Book WM.Carvedilol：a nonselective beta blocking agent with antioxidant properties［J］.Congest Heart Fail，2002，8（4）：240.

［2］ Usta E，Renovanz M，Mustafi M，et al.Human cardiac tissue in a microperfusion chamber simulating extracorporeal circulation－－ischemia and apoptosis studies［J］.J Cardiothorac Surg，2010，18：53.

［3］ Yue TL，Ma XL，Wang X，et al.Possible involvement of stress－activated protein kinase signaling pathway and Fas receptor expression in prevention of ischemia／reperfusioninduced cardiomyocyte apoptosis by carvedilol［J］.Circ Res，1998，82（2）：166－74.

［4］ Schwarz ER，Kersting PH，Reffelmann T，et al.Cardioprotection by Carvedilol：antiapoptosis is independent of beta－adrenoceptor blockage in the rat heart［J］.J Cardiovasc Pharmacol Ther，2003，8（3）：207－15.

［5］ Okafor CC，Perreault－Micale C，Hajjar RJ，et al.Chronic treatment with carvedilol improves ventricular function and reduces myocyte apoptosis in an animal model of heart failure［J］.BMC Physiol，2003，3：6.

［6］ Kawai K，Qin F，Shite J，et al.Importance of antioxidant and antiapoptotic effects of beta－receptor blockers in heart failure therapy［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2004 ，287（3）：H1003－12.

［7］ Oliveira PJ，Rolo AP，SardÃoVA，et al.Advantages in the use of carvedilol versus propranolol for the protection of cardiac mitochondrial function［J］.Rev Port Cardiol，2004，23（10）：1291－8.

［8］ 杨跃进，陈跃峰，阮英茆，等.卡维地洛对大鼠急性心肌梗死后心肌细胞凋亡和bcl－2／bax基因表达的干预作用［J］.中华医学杂志，2006，86（13）：919－922.

［9］ Sia YT，Parker TG，Tsoporis JN，et al.Long－term effects of carvedilol on left ventricular function，remodeling，and expression of cardiac cytokines after large myocardial infarction in the rat［J］.J Cardiovasc Pharmacol，2002 ，39（1）：73－87.

［10］ Wu Y，Yin X，Wijaya C，et al.Acute myocardial infarction in rats［J］.J Vis Exp，2011，16（48）：2464.