重组人B型钠尿肽对急性心肌梗死伴心力衰竭模型心肌耗氧量的影响

樊欣娜 张 晶 付艳茹 蔡丽丽 杨桂凤 陈金良

实验研究

重组人B型钠尿肽对急性心肌梗死伴心力衰竭模型心肌耗氧量的影响

樊欣娜1张 晶2△付艳茹3蔡丽丽2杨桂凤1陈金良4

目的 评估不同剂量重组人B型钠尿肽（rhBNP）对急性心肌梗死伴心力衰竭（AMI-HF）模型心肌耗氧量的影响。方法应用前降支球囊闭塞结合微血栓悬液灌注构建约克猪AMI-HF模型，随机分为rhBNP组和对照组。rhBNP组给予rhBNP1.5 μg·kg-1，2 min内匀速静推后，以0.01、0.02、0.03 μg·kg-1·min-1依次分别静脉泵入60 min。对照组给予等容积生理盐水。在球囊闭塞前、成模后即刻（T1）、不同剂量rhBNP给药后60 min（T2～T4）同步抽取冠脉内和冠状静脉窦血标本，评估心肌耗氧量（MOU）。行定量冠脉造影测量冠脉直径的变化。应用Swan-Ganz漂浮导管同步监测血流动力学变化。结果与对照组相比，rhBNP组肺毛细血管楔压（PCWP）、中心静脉压（CVP）、心率（HR）、收缩压（SBP）和MOU在给药后明显下降，而心排血量（CO）和冠脉直径在给药后增加。药物干预与时间存在交互效应。rhBNP组MOU较成模后即刻显著降低[T1～T4分别为（11.59±0.37）、（10.61±0.35）、（9.85±0.60）、（9.79±0.31）mL O2∕L]。结论AMI-HF模型静脉内应用rhBNP，可以在降低PCWP、升高CO的同时，降低MOU。

心力衰竭；心肌梗死；利钠肽,脑；心肌耗氧量

B型钠尿肽（BNP）具有平衡扩张动静脉、利尿利钠，改善血流动力学参数，缓解心力衰竭（HF）症状的综合治疗作用[1-3]。但是，2011年在重组人BNP （rhBNP）应用于急性失代偿性心力衰竭临床研究（ASCEND-HF）中发现，rhBNP并不能增加或减少死亡和再入院率[4]，使得rhBNP的临床应用存在很大争议。但该研究除外了急性心肌梗死心力衰竭（AMI-HF），因此有必要探讨rhBNP应用于该类患者的作用。AMI-HF时冠脉急性闭塞，心肌处于缺血损伤状态，在合并HF情况下，如给予增加心肌耗氧量（MOU）药物会加重心肌细胞氧供需失衡，引起心肌细胞凋亡增加，导致患者预后不良。前期研究发现，rhBNP可增加心排血量[1-2]，关于其是否会引起MOU的增加，进而加重心肌损伤的研究较少。本研究在我中心前期研究建立的前降支球囊闭塞结合微血栓悬液灌注构建约克猪AMI-HF模型[5]基础上，通过同步抽取冠状动、静脉窦血标本，评估rhBNP 对MOU的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物及仪器 健康3～5月龄约克猪14头，体质量（27.67±7.31）kg，雌雄不拘，购自河北省医学科学院。心电和有创压力监测系统 Scort 90496（Space Labs Medical Inc USA），X线血管造影机（INNOVA-4100 GE USA），BNP triage床旁快速定量监测仪（Biosite Inc，USA），Arrow 6F热稀释漂浮导管（Arrow Corporation，USA），DH-1830血气酸碱分析仪（台湾精达电子仪器有限公司）。

1.2 实验模型制备 实验前将约克猪适应性饲养5～7 d，禁食12 h、禁饮2 h。按实验动物使用的3R原则行人道关怀。预先取同体猪血10 mL，加入凝血酶20 U，于37℃温箱中孵育3 h制备血栓。取同体猪脂肪组织10 g，同血栓一起碾碎，与直径100 μm塑料微球混合，应用超声波匀浆器高速匀浆后混匀，制成微血栓微球混悬液备用。

3％戊巴比妥钠麻醉，常规消毒铺巾，以Seldinger法穿刺经右侧股动脉途径行冠脉造影，应用心电和有创压力监测系统连续监测股动脉压力变化。穿刺股静脉植入Swan-ganz漂浮导管至肺动脉，测量平均肺动脉压（mPAP）及肺毛细血管楔压（PCWP）、中心静脉压（CVP），应用热稀释法测量心排血量（CO）。经右侧颈外静脉插入导管至冠状静脉窦。

应用6FJL3.5指引导管到左冠口，球囊定位于前降支中段（第二对角支开口后），3～4 atm（1 atm=101.325 kPa）球囊充盈，使冠脉血流中断。先后阻断前向血流1、2、5 min，每次间隔60 s，行缺血预适应，并来回抽动球囊使损伤血管内膜，模仿心肌梗死后内膜破坏。然后持续阻断前向血流120 min。撤出球囊、导丝，应用4FJL3.5冠脉造影导管超选至前降支开口，自导管缓慢匀速分次注入微血栓微球混悬液，每次3 mL，注射时间为3 s，注射间隔10 min。监测PCWP,待PCWP稳定在15～18 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）时停止注射，制模成功。6 h后测定肌钙蛋白I（TnI）。

1.3 分组及给药方法 制模中共有12头约克猪达到AMIHF动物模型标准，成模猪按抽签法随机分入rhBNP组和对照组，每组各6只。rhBNP组给予rhBNP 1.5 μg·kg-1，2 min内匀速静推后，再依次以0.01、0.02、0.03 μg·kg-1·min-1静脉泵入60 min。给药前，如成模猪收缩压（SBP）＜95 mmHg，不给予弹丸注射剂量；给药过程中如SBP＜95 mmHg，rhBNP停止加量或减量，维持SBP＞90 mmHg。对照组给予等容积生理盐水，给药方法同rhBNP组。

1.4 MOU测定 同步抽取冠状动脉和冠状静脉窦血标本，测定血红蛋白含量、氧含量、血氧饱和度。MOU（mL O2∕L）=（冠脉氧饱和度-冠状静脉窦氧饱和度）∕100×血红蛋白含量（g∕L）×1.34(mL∕g)[6]。

1.5 冠状动脉计算机辅助管径测定 在固定投照角度、球管高度、放大倍率的投照条件下，应用计算机辅助定量测量系统行量化分析冠脉造影结果。以导引导管内径为标定，在舒张末相测量冠脉第二对角支发出后管径。

1.6 观测时间点 分别于球囊闭塞前基线状态（T0），AMIHF成模后即刻（T1），0.01、0.02和0.03 μg·kg-1·min-1泵入60 min后（T2～T4）测定MOU、血流动力学参数和冠脉直径。

1.7 统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件进行分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，同一时间两组间资料的比较采用成组t检验，成模后不同时间点测得数据比较采用重复测量的方差分析；计数资料用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 造模结果 制模中共有12头约克猪达到动物模型标准。2组动物体温、体质量、SBP、心率（HR）和液体入量差异均无统计学意义，见表1。微血栓悬液注射(3.97±1.21)次。血栓悬液注射后冠脉造影显示前降支血流减慢，TIMI血流均≤2级。2头失败模型中，1头由于麻醉意外出现呼吸、心脏抑制而死亡，1头于冠状动脉内球囊闭塞过程中出现室颤死亡。

Tab.1 baseline parameters in rhBNP and control group表1 rhBNP组和对照组基线资料比较 （n=6，±s）

Tab.1 baseline parameters in rhBNP and control group表1 rhBNP组和对照组基线资料比较 （n=6，±s）

均P＞0.05

组别rhBNP组对照组t体温(℃) 36.33±0.44 36.33±0.31 0.000体质量(kg) 27.83±2.14 27.50±2.67 0.239 SBP(mmHg) 113.17±6.01 116.00±4.86 0.898组别rhBNP组对照组t HR(次∕min) 95.33±5.65 94.17±5.53 0.362液体入量(mL) 551.67±50.76 555.00±48.48 0.116 TnI(μg∕L) 12.65±4.05 11.17±2.48 0.765

2.2 2组血流动力学参数比较 和对照组相比，rh-BNP组PCWP、SBP和MOU在T2、T3、T4时点明显下降，CVP在T4时点下降，HR在T3、T4时点下降，而CO和冠脉直径在T3、T4时点增加。药物干预与不同时间存在交互效应。见表2。

3 讨论

3.1 AMI-HF的病理生理机制 尽管ASCEND-HF研究认为rhBNP并不能增加或减少死亡和再入院率，以及减轻呼吸困难的作用，但研究未纳入AMIHF人群。该患者群的药物治疗需要考虑以下因素[7]：（1）药物对全身血流动力学的影响，应能够迅速改善血流动力学，包括改善肺水肿和降低左室舒张末压。（2）对冠状动脉血流动力学或是心肌供血的影响。例如硝普钠可引起冠脉血流自缺血区向正常区再分布，即冠脉窃血作用，这可能导致导致心肌梗死后缺血损伤的心肌损伤进一步加重。（3）对MOU的影响。正性肌力药物会增加MOU，而AMI后冠脉闭塞或严重狭窄，心肌处于缺血损伤状态，这就会加重心肌细胞氧供需失衡，引起心肌细胞死亡增加，恶性心律失常发生率增加，导致预后不良。

3.2 本研究AMI-HF模型的特点 本研究应用球囊阻塞结合微血栓灌注前降支，肌钙蛋白明显升高，证明存在心肌细胞坏死。PCWP较基线明显升高，证明心排血量减少和肺水肿。由于外周脏器血供减少，加之疼痛和呼吸困难，交感神经系统和肾素-血管紧张素醛固酮系统（RAAS）激活，心肌收缩力增强，MOU较基线显著增高。该模型较符合AMI-HF病理生理过程。

Tab.2 Hemodynamic changes before and after administration of rhBNP and saline表2 rhBNP组和对照组的血流动力学参数改变情况（n=6，±s）

Tab.2 Hemodynamic changes before and after administration of rhBNP and saline表2 rhBNP组和对照组的血流动力学参数改变情况（n=6，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；PCWP：F组间=7.682、F时间=113.110、F交互= 24.326，均P＜0.05；CVP：F组间=1.918，P=0.196；F时间=12.840、F交互= 6.814，均P＜0.01；HR：F组间=2.842，P=0.123；F时间=45.014、F交互= 26.135，均P＜0.01；SBP：F组间=6.515、F时间=28.274、F交互=3.661，均P＜0.05；CO：F组间=5.330、F时间=108.573、F交互=4.382，均P＜0.05；MOU：F组间=36.035、F时间=63.819、F交互=43.348，均P＜0.01；冠脉直径：F组间=1.255，P=0.289；F时间=25.180、F交互=29.581，均P＜0.01

?

3.3 rhBNP对血流动力学的影响及可能的原因 给予rhBNP后，PCWP随剂量增加逐渐减低，最低出现在0.03 μg·kg-1·min-1泵入阶段，且明显低于对照组。同时，CO逐渐升高，最高出现在0.02 μg·kg-1·min-1泵入阶段。该结果表明，rhBNP可以有效降低HF时发生的肺水肿，增加心排血量。与此同时，结果显示给予rhBNP后，MOU逐渐下降，最低出现在0.03 μg·kg-1·min-1泵入阶段，并明显低于对照组。rhBNP降低MOU的原因可能为：（1）扩张体肺循环动静脉，利钠利尿，减少液体潴留，降低心脏前后负荷，降低心室壁张力，降低心率；实验中观察到PCWP的迅速回落，反映了左室舒张末压的下降，即心脏前负荷的明显下降；SBP的回落，反映了心脏后负荷的降低，rhBNP出色的血流动力学效应，间接降低了MOU。（2）目前尚鲜见研究表明rhBNP无直接强心作用，不增加心肌耗氧量。（3）rhBNP扩张冠脉，增加冠脉血流量，由于总供氧量=血流量×单位体积动脉血携氧量，在单位体积动脉血携氧量不变的情况下，这就增加了心肌总供氧量。（4）rhBNP可能具有改善心肌细胞代谢，直接降低心肌耗氧量的作用[6]。对于缺血所致HF，MOU增加会导致心肌细胞缺血死亡增加，而改善冠状动脉供血、降低MOU，则有助于打破缺血性HF不断加重的恶性循环。

3.4 rhBNP的综合抗缺血作用 rhBNP除可降低MOU外，对于缺血心肌还具有以下作用：近来有研究发现应用rhBNP可限制心肌梗死小鼠的梗死面积[8]。BNP还具有调节心肌和平滑肌细胞凋亡、抑制心肌纤维化和细胞外基质分泌的功效[9]。此外，rhBNP具有抑制心衰后恶性神经内分泌激活的作用。

综上所述，AMI-HF模型静脉内应用rhBNP，可以在降低PCWP、升高CO的同时，降低MOU。

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（2014-01-20收稿 2014-06-09修回）

（本文编辑 李鹏）

Effects of Recombinant Human B-type Natriuretic Peptid on Oxygen Consumption in Acute Myocardial Infarction with Heart Failure

FAN Xinna1，ZHANG Jing2△，FU Yanru3，CAI Lili2，YANG Guifeng1，CHEN Jinliang4
1 Department of Gerontology,the First Hospital of Qinhuangdao，Qinhuangdao 066000,China;2 Cardiac Care Unit,the First Hospital of Qinhuangdao；3 Department of Child Health,Maternal and Child Care Service Centre；4 Department of Cardiology,the 281stHospital of PLA
△

E-mail:freedoc@live.cn

ObjectiveTo evaluate the impact of different doses of recombinant human B-type natriuretic peptid(rh-BNP)within the dosage of clinical rage on oxygen consumption during acute myocardial infarction(AMI)with heart failure (HF).MethodsAMI-HF model of York pig was established by occluding coronary artery with balloon combined with injecting microthrombus.Then animals were randomized into rhBNP group and control group.Clinical dose of rhBNP(1.5 μg∕kg bolus followed by a continuous infusion with speed of 0.01,0.02 and 0.03 μg·kg-1·min-1for 60 minutes respectively in turn)was administrated in rhBNP group while equal volume of saline was given in the control group.Myocardial oxygen uptake(MOU)was measured by drawing blood from coronary artery and coronary sinus using a catheter.Coronary diameter was determined using quantitative coronary angiography.The observation points were at baseline(T0),instant after the model establishment(T1),60 min after continuous rhBNP infusion of 0.01,0.02,0.03 μg·kg-1·min-1(T2-T4)respectively.ResultsCompared with the control group,pulmonary capillary wedge pressure,central venous pressure,heart rate,systolic blood pressure and MOU were significantly decreased after rhBNP administration.And cardiac output and coronary diameter were obviously increased with addition of rhBNP.There is a interaction of drug intervention and time.In rhBNP group, MOU was significantly decreased with drug administraion(T2-T4 vs T1，mL O2∕L:10.61±0.35，9.85±0.60，9.79±0.31 vs 11.59±0.37).ConclusionIntravenous administration of rhBNP in AMI-HF model could decrease MOU and PCWP while increase the cardiac output.

heart failure；myocardial infarction；natriuretic peptide,brain；myocardial oxygen uptake

R541

A

10.3969∕j.issn.0253-9896.2014.10.006

国家自然科学基金资助项目（30871086）

1秦皇岛市第一医院老年病科（邮编066000）；2秦皇岛市第一医院CCU；3河北省保定市妇幼保健院儿保科；4解放军281医院心内科

△通讯作者 E-mail：freedoc@live.cn