腹主动脉缩窄术致心力衰竭大鼠模型肾脏损伤的探究

伍凤仪 朱林强 张银霞 李 诚 余锦旗 聂碧琪 吴思湟 陈盛强 伍金雷陈晞明

腹主动脉缩窄术致心力衰竭大鼠模型肾脏损伤的探究

伍凤仪 朱林强 张银霞 李 诚 余锦旗 聂碧琪 吴思湟 陈盛强 伍金雷陈晞明

目的探究腹主动脉缩窄致慢性心力衰竭大鼠的肾脏损伤。方法48只雄性SD大鼠随机分为control组和sham组，各24只。control组行腹主动脉缩窄术，sham组仅分离腹主动脉而不缩窄。大鼠建模4周末和8周末均进行超声心动图监测，以评价大鼠建模后的心功能改变。于建模8周后取组织，计算心肌质量指数。通过尿量监测、肾功能检测、肾脏切片HE染色，比较control组和sham组肾脏损害程度。结果建模后，control组存活率75%，sham组存活率100%。建模后，control组皮毛蓬松、无光泽，精神萎靡，呼吸加快，进食减少，且上述症状日渐加重，8周后表现明显的心力衰竭体征。control组与sham组比较:大鼠建模4周后，心脏舒张末期左室后壁厚度(LVPWd)，舒张末期室间隔厚度(IVSd)，收缩末期左室后壁厚度(LVPWs)，收缩期室间隔厚度(IVSs)指数均增大，差异均有统计学意义(P＜0.05)，左心射血分数(LVEF)有下降趋势但差异无统计学意义(P＞0.05);建模8周后，control组LVPWs、LVPWd、IVSs、IVSd、LVEF指数均高于sham组，均有显著性差异(P＜0.05);control组术后4周出现24 h尿量减少，6～8周减少明显;control组大鼠心重指数(HWI)(心脏重量/体重)和左心室重量指数(左心室质量/体质量(LVW/BW)，mg/g)均较sham组增大，差异有统计学意义(P＜0.05);与sham组相比，control组血肌酐明显升高，差异有统计学意义(P＜0.05);肾脏切片HE染色显示，control组大鼠肾小球萎缩、细胞减少，肾小囊腔扩大，肾小管扩张，上皮细胞坏死、脱落，间质内炎细胞浸润。结论通过腹主动脉缩窄术建立慢性心力衰竭模型会对大鼠肾脏造成损害。

慢性心衰;大鼠;肾损伤

慢性心力衰竭(Chronic Heart Failure，CHF)是多种心血管疾病的最终归宿，也是临床心脏病常见的并发症。随着人口老龄化进程加快，CHF患者数量逐年增加。随着患者生存期延长，CHF合并肾功能不全的发病率也呈逐年增长趋势。有研究显示，CHF患者合并肾功能不全者占所有CHF患者的50%［1］。有证据表明，肾功能损伤是心力衰竭患者发病和死亡的一种独立的危险因子［2］。

本科研团队在大鼠CHF模型的探究中发现，大鼠在建模8周后心功能下降加快，同时尿量下降加快，并且在取组织后发现肾脏体积小于正常大鼠。故由此展开本心衰模型对肾脏功能损害的探究。通过大鼠腹主动脉部分缩窄术建立慢性心力衰竭大鼠造模，采用超声心动图对实验大鼠进行持续监测，结合其临床症状以及病理结果，观察其心力衰竭进展，同时通过大鼠尿量检测、肾脏病理结果、血清肌酐的变化观察CHF大鼠肾脏的损害。为今后深入探讨心衰大鼠晚期心脏与肾脏功能的损害，为大鼠心肾综合征的研究提供思路，同时为研究大鼠心肾之间的交互影响及其机制的探究提供一定线索。

1 材料和方法

1.1实验动物

SPF级雄性SD大鼠48只，体重220～270 g，购于广东省医学实验动物中心(动物编号:SCXK(粤)2013-0002)。大鼠随机分为control组(模型组)、sham组(对照组)，每组各24只。以标准大鼠饲料饲养，自由摄食饮水。

1.2 方法

1.2.1 模型建立方法［3］大鼠术前禁食不禁水8 h以上，称重，腹腔注射水合氯醛(0.35mL/100 g)进行麻醉后，将大鼠仰卧位固定四肢于手术台，腹部手术区备皮，碘伏和酒精消毒，于大鼠腹部右侧铺生理盐水浸润的无菌纱布。于剑突下2～3cm，沿腹中线切开约3cm长的手术口。用手轻轻翻出内脏置于生理盐水湿润的无菌纱布上。用弯镊轻缓钝性分离腹主动脉。4号手术线将腹主动脉与平行放置的7号针头一起结扎后，迅速取出针头。将内脏复位，逐层缝合手术口。术后消毒伤口，肌注50000U/只青霉素，连续注射三天，常规饲养。sham组大鼠则不结扎腹主动脉，其余操作同于control组。

1.2.2 大鼠彩色超声心动图检测 术后4周和6周做心脏彩色超声心动图检测。大鼠全身麻醉后固定，胸部备皮。采用超声诊断仪，取胸骨旁左室长轴切面和腹主动脉长轴切面，分别测量大鼠的心脏结构相关参数:LVPWd、LVPWs、IVSd、IVSs和LVEF。

1.2.3 大鼠24 h尿量测定和血液取材送检 分别于第1周、第4周、第6和第8周使用代谢笼收集大鼠24 h尿液;第8周血流动力学检测后即将麻醉大鼠迅速开胸暴露心脏，采用腹主动脉取血法采集血液样本，注入EP管中，离心，取血清送广州医科大学附属第三医院检验科检查肌酐。

1.2.4 心肌重量指数的测定及病理学检测 大鼠取血后，进行灌注，分别剪出心脏和肾脏，4℃生理盐水灌洗干净，滤纸吸干。电子天平称取全心质量(HW)后，剪出左心室，称取左心室质量(LVW)，分别计算心重指数(HW/BW)和左心室重量指数(LVW/BW)。称重后的左心室和肾脏用4%多聚甲醛固定，送往病理科制石蜡切片，肾脏做HE染色。

1.2.5 统计学方法 全部实验数据采用SPSS19.0统计软件进行处理，计量资料用±s表示，组间比较采用两独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义，P＜0.01为有显著统计学差异。

2 结果

2.1 一般结果

建模后1周内，control组大鼠成活18只，死亡6只，成活率为75%。其中1只下肢活动异常，疑为下肢血流灌注不足，因此弃去不用;2只于手术后死亡，解剖结果显示无明显感染;4只于术后72 h围手术期死亡，解剖未见异常，疑为手术应激［4］。control组24只全部存活。

与sham组相比，control组大鼠皮毛稀疏而无光泽，精神萎靡，活动减少，呼吸频率加快，进食量下降，体重增长速度减慢甚至弓背蜷体，且上述症状随建模时间增长而加重。建模8周后，出现呼吸急促、反应迟钝、尾巴紫绀和轻度水肿等明显心力衰竭体征。

2.2 24 h尿量监测

术后4周，与sham组相比，control组出现尿量减少，6～8周明显减少，见图1。

图1 造模后不同时间段大鼠平均24 h尿量对比

2.3 超声心动图检测

建模4周后，与sham组大鼠比较，control组大鼠LVPWd、IVSd、LVPWs、IVSs均增加(P＜0.05)，LVEF虽然有降低趋势，但差异无统计学意义(P＞0.05)。建模8周后 LVPWd、IVSd、LVPWs、IVSs、LVEF均增加，差异均有统计学意义(P＜0.05)。结果提示建模4周后，control组大鼠已经出现心室肌肥厚的病理变化，但未发展为心力衰竭，建模8周后，control组大鼠发展为心力衰竭。见表1。

表1 超声心动图指标比较(±s)

表1 超声心动图指标比较(±s)

注:同一时间，与sham组比较，1)P＜0.05，2)P＞0.05

组别 n 时间(w) LVPWd(mm) IVSd(mm) LVPWs(mm) IVSs(mm) LVEF(mm) control组 17 4 0.264±0.0121)0.228±0.0131)0.355±0.0151)0.327±0.0601)81.600±1.3112)8 0.290±0.0281)0.225±0.0231)0.374±0.0231)0.364±0.0121)60.630±2.7161)sham组 24 4 0.171±0.008 0.167±0.004 0.276±0.005 0.278±0.007 90.483±1.8328 0.192±0.009 0.187±0.008 0.297±0.020 0.311±0.008 86.586±1.452

2.4 术后大鼠心肌质量指数测定结果

sham组术后 HW/BW和 LVW/BW与control组比较无明显变化。与sham组比较，control组术后8周的HW/BW和LVW/BW明显增大，差异有统计学意义(P＜0.01)，见表2。

2.5 大鼠静脉血肌酐观察

control组大鼠血肌酐为(36.75±5.32)μmol/L，sham组大鼠血肌酐为(27.25±3.30)μmol/L。control组大鼠肾脏受损后血肌酐明显升高，差异有统计学意义(P＜0.05)。

表2 两组心肌质量指数检测结果比较(±s)

表2 两组心肌质量指数检测结果比较(±s)

注:同一时间，与sham组比较，1)P＜0.01

组别 n HW/BW(mg/g) LVW/BW(mg/g) sham组24 2.79±0.13 1.90±0.21 control组 17 4.03±0.251)3.15±0.311)

2.6 大鼠肾组织HE染色观察

sham组SD大鼠肾脏大小形状正常，表面光滑，包膜无粘连，容易剥离;光镜下可见肾小球结构清晰，未见增生及萎缩，球囊壁光滑，见图2A。control组大鼠则出现肾脏体积减少，光镜下可见肾小囊腔扩大，肾小球明显萎缩、小球内细胞明显较少，底膜皱曲、不规则，肾小管扩张明显，上皮细胞坏死、脱落，肾小管间质内炎性细胞浸润，见图2B。

图2 肾组织HE染色结果(×400)

3 讨论

本研究采用腹主动脉缩窄术，腹主动脉管径缩窄导致腹主动脉压力增加，心脏后负荷增加，后期心脏功能失代偿，发展为慢性心力衰竭。结果发现: control组建模8周后，LVPWs、LVPWd、IVSs、IVSd、LVEF等血流动力学指标均明显高于sham组大鼠，心肌重量指数HW/BW和LVW/BW明显增大，这一结果表明成功建立压力负荷型心力衰竭模型［5］。control组大鼠24 h尿量明显下降、血肌酐明显增加和肾脏病理学的检查结果均提示建模后大鼠肾脏功能受损。

随着人口寿命的延长和社会老龄化的加剧，合并心肾疾病的临床患者明显逐年呈增长趋势，慢性心力衰竭和肾功能不全的合并所导致的疾病预后极差。因此，心肾综合征逐渐引起临床的重视。Ronco C等［6］于2008年提出心肾综合征的定义，心脏或肾脏急性或慢性功能障碍而导致另一器官急性或慢性功能受损的临床综合征，并根据心肾损伤的发生、发展将心肾综合征分为五型。由慢性心功能不全引起的进展性慢性肾脏疾病为Ⅱ型心肾综合征，由本研究结果可考虑将腹主动脉缩窄术建模8周后的心衰大鼠纳入Ⅱ型心肾综合征前期。

Ronco C等［7］总结了Ⅱ型心肾综合征的病理生理机制，包括神经体液系统的活化、肾脏低灌注、静脉充血、慢性炎症、动脉粥样硬化和氧化应激等机制。慢性心力衰竭后，心脏后负荷增大，心肌耗氧量增加，心肌内交感神经末梢去甲肾上腺素释放增高［8］，肾素 -血管紧张素 -醛固酮系统功能活跃［9］。心衰引起的心输出量下降，肾脏持续的血流灌注不足，导致肾皮质缺血、梗死，肾脏率过滤下降，钠水潴留，静脉淤血，刺激肾内交感神经和肾小球球旁细胞，使肾交感神经和肾素-血管紧张素-醛固酮系统被过度激活。心脏与肾脏之间可相互影响，形成心-肾恶性循环，使心力衰竭和肾脏损伤不断加重。

综上可推测，腹主动脉缩窄术建模后大鼠因心功能不全可通过心输出量下降，肾灌注不足，激活肾交感神经和肾素-血管紧张素-醛固酮系统等原因导致肾脏出现损伤。而肾功能受损则可通过水钠储留，静脉淤血等机制推进心力衰竭的进程，两者合并存在，相互影响，互为因果，最终可能发展成为心肾综合征。

［1］苏显明，何亚军，刘景委，等.Klotho蛋白与心力衰竭患者肾脏损害的相关性［J］.西安交通大学学报(医学版)，2011(6):705-707.

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［3］朱林强，周永焯，谢晓明，等.大鼠腹主动脉缩窄术致大鼠慢性心衰的建模与体会［J］.现代医院，2015(10):21-24.

［4］胡咏梅，李法琦，罗羽慧，等.腹主动脉缩窄大鼠模型制作及临床意义［J］.重庆医科大学学报，2004(3):322-324.

［5］侯剑辉，叶博然，刘钰君，等.大鼠慢性充血性心力衰竭模型的建立与评价［J］.现代医院，2012(4):26-28.

［6］RONCO C，HOUSE A A，HAAPIO M.Cardiorenal syndrome:refining the definition of a complex symbiosis gone wrong［J］.Intensive Care Med，2008，34(5):957-962.

［7］RONCO C，DI LULLO L.Cardiorenal syndrome［J］.Heart Fail Clin，2014，10(2):251-280.

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R-332

:Adoi:10.3969/j.issn.1671-332X.2016.12.005

广东省科技计划项目(编号:2013B022000103)

伍凤仪 朱林强 张银霞 李 诚 余锦旗 聂碧琪 吴思湟:广州医科大学金域检验学院 广东广州 510000

陈盛强:广州医科大学附属第二医院 广东广州 510000

伍金雷陈晞明:广州医科大学附属第三医院 广东广州 510000

陈晞明