异丙肾上腺素诱导慢性心力衰竭大鼠模型的建立＊

罗时珂，李 萍，程晓曙

（南昌大学附属第二医院心血管内科 330006）

心血管疾病在我国发病率逐年增加，严重威胁着人们的健康，而慢性心力衰竭（CHF）是各种心血管疾病的共同转归，是心脏病的攻坚战场。动物实验是临床研究的基础，建立稳定的动物心衰模型是研究心衰的发病机制、病理改变及新的治疗策略的重要前提。目前存在多种方案构建大鼠CHF模型，比如缩窄腹主动脉法、结扎冠状动脉法、药物诱导以及快速起搏等［1］，其中的药物诱导主要以皮下注射异丙肾上腺素（isoprenaline，ISO）为主，大鼠注射异丙肾上腺素后心肌出现弥漫性坏死和纤维化，心肌细胞收缩幅度及速度均降低，出现CHF表现。但是目前制作CHF模型所用的ISO有效剂量仍有多种报道，且不同剂量下的动物存活率也需进一步研究，本实验通过注射不同剂量的ISO来制备大鼠CHF模型，观察有效的ISO剂量，为进一步的动物实验打下坚实基础。

1 材料与方法

1.1 动物 雄性Sprague－Dawley大鼠70只（体质量180～210g），江西省中医学院提供［动物合格证号:SCXK（赣）2005－0001］，随机分为4组，即对照组（n＝10）、小剂量ISO损伤组（n＝20）、中剂量ISO损伤组（n＝20）、大剂量ISO损伤组（n＝20）。

1.2 方法

1.2.1 模型制作 小剂量组皮下缓慢注射ISO 2.0mg／kg，每日1次，连续4周；中剂量组:皮下缓慢注射ISO 2.5mg／kg，每日1次，连续4周；大剂量组:皮下缓慢注射ISO 3.0mg／kg，每日1次，连续4周；对照组:同样方法注射2.0mg／kg生理盐水。

表1 4周末对照组与用药前大鼠二维超声心动图比较（）

表1 4周末对照组与用药前大鼠二维超声心动图比较（）

＊:P＞0.05，与对照组比较。

组别 n LVEDD（mm） LVESD（mm） LVEF（%） LVFS（%）对照组 10 4.46±0.23 2.43±0.30 81.87±4.28 49.12±4.21用药前组 70 4.52±0.48＊ 2.45±0.29＊ 83.20±6.40＊ 47.80±3.05＊

表2 4周末各组大鼠二维超声心动图比较（）

表2 4周末各组大鼠二维超声心动图比较（）

＊:P＜0.01，与对照组比较；▲:P＜0.01，☆:P＜0.05，与小剂量组比较；■:P＜0.01，与中剂量组比较。

组别 n LVEDD（mm） LVESD（mm） LVEF（mm） LVFS（mm）对照组 10 4.62±0.38 2.62±0.07 81.00±3.87 48.00±3.16小剂量ISO组 20 5.74±0.15＊ 3.92±0.14＊ 71.20±2.58＊ 36.20±3.03＊中剂量ISO组 18 6.37±0.29＊▲ 4.67±0.15＊▲ 56.40±3.84＊▲ 30.60±2.41＊☆大剂量ISO组 6 7.96±0.23＊▲■ 5.28±0.26＊▲■ 46.00±3.16＊▲■ 23.40±2.42＊▲■

1.2.2 心脏超声检查评价心功能 4周末4组大鼠以0.3%戊巴比妥钠溶液（10.0mL／kg）腹腔注射麻醉后备皮，应用超声心动仪（西门子ACUSON Sequoia512）及5～12MHz高频线控探头（西门子公司）进行超声检测，检测左室舒张末内径（left ventricular end－diastolic dimension，LVEDD）、左室收缩末内径（left ventricualr end－systolic dimension，LVESD）、左室射血分数（left ventrieular ejection fraction，LVEF）、左室缩短分数（left ventrieular shortening fractionl，LVFS）。

1.2.3 大鼠心脏质量指数测定 用预冷的生理盐水洗去心脏残留血液，剪去周围结缔组织和血管，滤纸吸干水分称量心脏湿质量。心脏质量指数＝心脏湿质量／体质量。

1.2.4 大鼠血清B型钠尿肽（BNP）测定 从各组每只大鼠眼球取血4mL，4℃，3000r／min，离心10min，分离血清，采用酶联免疫吸附试验（ELISA）法测定BNP含量，均严格按说明书操作。

1.3 统计学处理 应用SPSS17.0统计软件完成统计学分析。实验数据用表示，组间比较采用方差分析，组间两两比较采用SNK－q检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组大鼠一般性状比较 与对照组大鼠相比，不同剂量ISO组大鼠普遍出现毛色暗黄，纳食减少，体质量增加缓慢，出现呼吸伴有气喘、活动减少等心衰表现。

2.2 各组大鼠存活率比较 大剂量ISO组大鼠4周后死亡14只，存活率30%；中剂量ISO组大鼠4周后死亡2只，存活率90%；小剂量ISO组大鼠及对照组大鼠未见死亡，存活率均为100%。

2.3 各组大鼠心脏结构及心功能比较 4周末对照组大鼠（n＝10）与用药前大鼠（n＝70）LVEDD、LVESD、LVEF、FS等结果比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

大、中、小剂量ISO组大鼠心脏LVEDD、LVESD较对照组有所增大，LVEF、FS较对照组有所降低，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

2.4 各组大鼠心脏质量指数比较 大、中、小剂量ISO组大鼠心脏质量指数较对照组增大，其中大剂量ISO组大鼠心脏质量指数大于中、小剂量ISO组，中剂量ISO组大鼠心脏质量指数大于小剂量ISO组，差异均有统计学意义（P＜0.01），见表3。

2.5 各组大鼠血清BNP比较 大、中、小剂量ISO组大鼠血清BNP较对照组增大，其中大剂量ISO组大鼠血清BNP大于中、小剂量ISO组，中剂量ISO组大鼠血清BNP大于小剂量ISO组，差异有统计学意义（P＜0.01），见表3。

表3 4周末各组大鼠心脏质量指数、血清BNP比较（）

表3 4周末各组大鼠心脏质量指数、血清BNP比较（）

＊:P＜0.01，与对照组比较；▲:P＜0.01，与小剂量ISO 组比较；☆:P＜0.01，与中剂量ISO组比较。

组别 n 心脏质量指数（mg／g） 血清BNP（ng／mL）对照组10 2.13±0.25 0.39±0.03小剂量ISO组 20 3.16±0.12＊ 3.50±0.32中剂量ISO组 18 3.58±0.08＊▲ 4.86±0.12大剂量ISO组 6 3.96±0.11＊▲☆5.54±0.29

3 讨 论

建立确切的动物模型是动物实验的关键，目前建立动物CHF模型的方法主要有缩窄腹主动脉法、结扎冠状动脉法、药物诱导及快速起搏法等，其中ISO诱导具有无创、操作简便、无需呼吸机支持、可重复性高、仅需保温等特点［2］。本实验制作动物模型的具体机制主要是通过皮下注射ISO后，加快大鼠心率，心肌收缩力持续增强，心肌细胞出现坏死、纤维化，导致心室重构，最终引发心力衰竭［3－6］。应用儿茶酚胺类药物能使心肌出现多发性灶性坏死造成心肌弥散性坏死和纤维化［7－9］。目前关于ISO建立CHF模型存在多种报道，既有注射方式的不同，如大鼠皮下注射及腹腔注射，又有注射剂量上的差异，还存在ISO注射天数上的长短等［10－13］，CHF模型的成功建立不仅要求ISO注射剂量的合理，同时需要密切观察CHF发生所需的合理时间，从而保证动物模型较高的存活率。本实验为进一步明确ISO的有效剂量，采用皮下注射的方式，在CHF模型制备的过程中密切观察大鼠的性状、行为、体征的改变，对比不同ISO剂量下各组大鼠的心功能的改变及存活率。4周末，对照组无大鼠死亡，大、中、小剂量ISO组大鼠的存活率分别为30%、90%及100%，大剂量ISO组的大鼠存活率明显低于后两组，小剂量ISO组的大鼠存活率最高，但是对比中、小剂量ISO组大鼠的心脏结构、心功能改变及心脏指数、血清BNP值的变化，可以发现中剂量ISO组大鼠LVEDD、LVESD均较小剂量ISO组明显增大，较小剂量ISO组LVEF、LVFS则明显下降，心脏质量指数及BNP中剂量ISO组较小剂量ISO组明显增高，因此综合大鼠存活率及心功能等相关指标，ISO皮下注射剂量为2.5mg·kg－1·d－1是诱导大鼠CHF模型最为合适的剂量，本实验同时密切观察了建立CHF动物模型适宜的时间，主要以大鼠的一般性状的改变、相应的心脏彩超变化及血清BNP改变作为衡量标准，得出大鼠ISO皮下注射4周是较为适宜的时间。

建模过程中还需注意下列问题来减少大鼠的意外死亡，提高存活率:（1）造模过程中，掌握熟练抓取大鼠，减少注射、灌胃、行心脏彩超等过程中大鼠出现惊吓、挣扎等应激反应，减少大鼠的意外死亡；（2）大鼠腹部皮下注射药物过程中，需避免进针过深而损伤肝、脾等器官，引起大鼠死亡；（3）大鼠在行心脏超声、抽血测BNP等检查时，需先行麻醉，麻醉药的剂量很重要，需根据体质量来计算，麻醉过深易致大鼠死亡，过浅则达不到麻醉效果，影响操作；（4）每日关注大鼠皮下注射部位有无溃疡，若出现溃疡则及时用碘伏局部消毒，预防感染。心功能的检测对于评估大鼠心衰模型成功的建立具有重要意义，超声心动图因具有操作简便、便于动态观察、对动物模型损伤小等优势成为心功能的检测的首选手段［14］，此外本实验还采用了检测大鼠血清BNP来评估心功能。研究表明，BNP是一种心血管肽类激素，是心、脑器官的重要内分泌因子，参与了CHF发生、发展的病理过程，可精确反映心力衰竭程度的重要指标，是评估大鼠CHF模型的重要手段［15］。应用ISO皮下注射制备动物CHF模型具有操作简便、方法简单、模型确切的特点，实验过程中采用合理的用药剂量及用药时间，不断积累经验，可降低大鼠的死亡率，提高实验成功率。超声心动图及BNP是测定大鼠心功能的重要手段，并且可动态观察，对于成功建立CHF模型具有重要意义。

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