冠状动脉狭窄时ST段压低动物模型的建立

辛卫朋 陈士良 陈国雄 方波 王红娜

冠状动脉狭窄时ST段压低动物模型的建立

辛卫朋 陈士良 陈国雄 方波 王红娜

目的建立冠状动脉狭窄引起ST段压低的动物模型，探讨其病理生理改变。方法运用自制的微米缩窄器对16例犬的左旋支进行定量狭窄，观察左旋支血流量、冠状动脉远端小动脉平均压，左心室收缩峰压、左心室压力最大上升速率、左心室舒张末压、心肌耗氧量和乳酸的变化。结果当冠状动脉狭窄达87%（面积）时，可引起ST段压低（压低0.1m V），此时左旋支血流量降至（20±7）m l/m in，冠状动脉远端小动脉平均压降至（55±8）mm Hg，与狭窄前[（36±6）m l/m in、（90±14）mm Hg]比较，差异均有统计学意义（t=4.54、10.806，P＜0.01），左心室收缩峰压和左心室压力最大上升速率[（106±18）mm Hg、（2 210±700）mmHg/s]较狭窄前[（114±20）mmHg、（2 450±760）mm Hg/s]降低，乳酸升高[（43.5±14）%比（26.4± 6.9）%]，心肌耗氧量降低[（2.22±0.64）m l/（100g·m in）比（43.5±14.7）m l/（100g·m in）]，差异均有统计学意义（P＜0.05或0.01）。结论在冠状动脉狭窄达87%时，可造成ST段压低的急性心肌缺血动物模型。

冠状动脉狭窄；ST段压低；动物模型

冠心病的主要病理生理变化是动脉粥样硬化引起的冠状动脉狭窄，进而引起狭窄冠状动脉远端供血不足，支配区域心肌缺血，在临床心电图常常表现为相应导联ST段抬高或压低[1-2]。长期以来，人们对急性ST段抬高的研究较多，特别是急性心肌梗死时ST段的抬高，其模型容易建立，相关研究较深入。而冠状动脉狭窄时ST段压低动物模型较少，使得对ST段压低的病理生理了解较少。本文利用自制的微米缩窄器造成冠状动脉狭窄引起ST段压低的动物模型，由此探讨ST段压低时病理生理变化。

1 资料和方法

1.1实验动物及动物模型制备健康杂种犬16只，体重9～25kg，雌性7只，雄性9只，均采用戊巴比妥钠静脉麻醉（30mg/kg）。切开犬颈部，放置气管插管，行正压人工呼吸。心脏手术方法见文献[3-5]，其操作要点为：沿左心耳基底部分分离冠状动脉左旋支2～3cm，安置电磁流量计（日本光电公司MFV-3200），探测每分钟平均血流量，探头后放一自制微米缩窄器造成冠状动脉狭窄[6]。选择左旋支狭窄远端带有分支的动脉，将其远端结扎；近端用＜1mm聚氯乙烯导管逆行插入小动脉，测狭窄的冠状动脉远端小动脉平均压；经股动脉插管入升主动脉测平均压。由心尖部将一直径2mm的导管插入左心室记录左心室压力曲线差，通过压力微分放大器描记微分曲线，记录常规心电图并测ST段与心率。

1.2血样采集由犬颈外静脉插入一导管进入右心房冠状窦采集静脉血样，由股动脉导管采集动脉血样。采血时间选在动物开胸后，冠状动脉狭窄前与狭窄后造成ST段压低0.1mV 60min时进行。所采血液用于测定血气和乳酸，结果由血气分析仪（美国IL公司B12型）直接测定、打印。乳酸测定采用对苯二酚液法。血流量、血压、心电图等均由多导生理记录仪（日本大仓公司RM6000）同步记录。待血流动力学与血样采集完成后立即将动物处理，称心脏重量。冠状动脉狭窄的程度的计算方法见文献[7]。

1.3计算心肌代谢指标公式如下：（1）氧提取率=（动脉血氧含量-静脉血氧含量）/动脉血氧含量× 100%；（2）心肌耗氧量=（动脉血氧含量-静脉血氧含量）/（左旋支血流量×100g）；（3）供氧/耗氧=动脉血氧含量×左旋支血流量/[（动脉血氧含量-静脉血氧含量）/左旋支血流量]；（4）动静脉氧差=动脉血氧含量-静脉血氧含量。

1.4统计学处理应用SPSS 13.0统计软件，计量资料以表示，比较采用t检验。

2 结果

2.1狭窄前后犬的血流动力学改变见表1。

表1 ST段压低时血流动力学的变化

由表1可见，心电图出现ST段压低＞0.1mV时，冠状动脉狭窄平均达87%（面积法），此时冠状动脉远端小动脉平均压、左旋支血流量均下降，血压差增大，与狭窄前比较差异均有统计学意义（P＜0.01）。而狭窄前后主动脉平均压、心率差异无统计学意义（均P＞0.05）。

2.2狭窄前后犬心功能的变化见表2。

表2 ST段压低时血流动力学的变化

由表2可见，狭窄后左心室收缩峰压和左心室压力最大上升速率均低于狭窄前，差异均有统计学意义（均P＜0.05），而左心室舒张末压和左心室压力最大下降速率狭窄前后差异无统计学意义（均P＞0.05）。

2.3狭窄前后犬心肌代谢的变化见表3。

表3 ST段压低时犬心肌代谢的变化

由表3可见，狭窄后犬心肌耗氧量较狭窄前减少，乳酸较狭窄前增高，差异均有统计学意义（P＜0.05或0.01），狭窄前后犬动静脉氧差、氧提取率、供氧/耗氧差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

3 讨论

临床上常以心电图ST段压低来判断心肌缺血，继而以此辅助诊断冠心病，但是仅有部分冠心病患者表现为ST段压低，且冠状动脉狭窄已达何种程度并不明确。本文通过急性实验，运用自制的微米缩窄器，对冠状动脉左旋支进行缩窄，成功建立了冠状动脉狭窄后ST段压低的动物模型。本文研究发现，犬冠状动脉狭窄程度达87%时可造成ST段压低，此时血流动力学已发生改变：首先，左旋支血流量出现下降，降幅达1/3，其次冠状动脉狭窄后冠状动脉远端小动脉平均压出现了明显的降低，血压差增大。冠状动脉远端小动脉平均压的降低反映了心肌有效灌注压的降低，而此时主动脉平均压未见明显异常，提示主动脉平均压已不能反映心肌的有效灌注压[3]。由此可见，急性冠状动脉狭窄后出现的ST压低反映心肌已经出现缺血，心肌有效灌注压已经严重下降，但这种心肌缺血主要为心内膜下的缺血，尚未达心外膜。

在ST段压低时，反映心肌收缩功能的指标左心室收缩峰压和左心室压力最大上升速率均出现下降，而反映心肌舒张功能的指标左心室舒张末压和左心室压力最大下降速率差异无统计学意义，说明冠状动脉急性缺血时，首先使心肌的收缩功能受损，而舒张功能较后受损。

在ST段压低时，心肌代谢中的乳酸增加，耗氧量减少，而其它指标无明显改变，这些指标反映了在ST段压低时由于心肌供血不足，有氧代谢减少，无氧酵解增加，因而乳酸增加。

本研究发现在ST段压低时，随着心脏收缩功能左心室收缩峰压、左心室压力最大上升速率的下降，心肌耗氧量减少，这说明ST段压低已激发心脏冬眠状态[8]，这种状态有利于心肌的自我保护，在心肌供血增加时，心肌功能可以很快恢复。

冠状动脉狭窄引起ST段压低动物模型的建立，对临床认识冠心病心肌缺血有重要意义。建模成功后，反映心肌已缺血达1/3以上，心内膜首先表现为缺血作为代偿，当冠状动脉的狭窄程度达87%以上时，由于血流量明显减少，故需要行血运重建术；建模还反映了冠状动脉循环的异常变化：即虽然主动脉压正常，但心肌局部的有效灌注压显著下降，因此改善ST段压低的最好方法是提高心肌有效灌注压。应用冠状动脉支架术、溶栓术和扩张冠状动脉药物均能提高有效灌注压。还需要说明的是，本文的动物模型之所以选择左旋支定量狭窄，是因为犬的旋支相对粗大，供血区域相对广泛，定量狭窄时心肌缺血表现较稳定。但这种单支冠状动脉急性狭窄造成ST段的压低是理想化的模型，可部分反映冠心病ST段压低的病理生理变化，在临床上冠心病的ST段压低受多种因素的影响与干扰，比如冠心病病程的长短，病变血管的数量，侧支循环的建立，合并的临床疾病情况等均可影响心肌缺血与ST段的改变，因而需要进一步研究。

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[2]陈士良,武效友,王小冬,等.急性实验性冠状动脉狭窄时血栓和微血栓的形成[J].心脏杂志,2011,23（2）∶201-204.

[3]陈士良,臧益民,朱妙章,等.犬冠状动脉狭窄时局部血液流变学的变化及机理[J].中华医学杂志,1996,26（8）∶618-619.

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[6]于国亮.第四军医大学在我国首次建立冠心病定量狭窄的实验模型[J].第四军医大学学报,1993,2∶119.

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Establishment of an animal model of ST-segment depression in coronary artery stenosis

XIN Weipeng,CHEN Shiliang, CHEN Guoxiong,et al.Department of Cardiology，Zhoushan Hospital,Zhoushan 316000,China

Objective To estab lish an animal model of ST-segment dep ression induced by coronary artery stenosis and investigate its pathophysiological changes.Methods An animal model of ST-segment dep ression was estab lished in 16 dogs by quantitatively constric ting left circum flex coronary artery(LCCA)w ith a m ic rometer constric tor.The coronary b lood flow(CBF)and b lood p ressure of LCCA,left ventricular peak systolic p ressure(LVPSP),maximum rate of left ventricular p ressure increase(dp/d t max),left ventricular end diastolic p ressure(LVEDP),myocardial oxygen consum p tion and lactate were measured.Results ST-segment dep ression developed as the deg ree of coronary stenosis reached to 87% (cross-sec tionalarea)w ith CBF reduced from(36±6)m l/m in to(20±7)m l/m in,d istalLCCA p ressure decreased from(90±14) mm Hg to(55±8)mm Hg,LVPSP reduced from(114±20)mmHg to(106±18)mm Hg and dp/d t max decreased from(2 450± 760)mm Hg/s to(2 210±700)mm Hg/s),lactate increased from(26.4±6.9)%to(43.5±14)%,m yocard ial oxygen consump tion reduced from(2.22±0.64)m l/(100g·m in)to(1.37±0.83)m l/(100g·m in).The d ifferences between the parameters before and after coronary narrowed were significant(all P＜0.05 or 0.01).Conclusion It is needed for estab lishing an acute m yocard ialischem ic animalmodelw ith STsegment dep ression to reduce 87%cross-sectionalarea ofcoronary artery.

Coronary artery stenosis;ST-segment dep ression;Animal model

2015-09-01）

（本文编辑：杨丽）

316000浙江省舟山医院心内科；中国人民解放军第三〇五医院心内科（陈士良）

陈士良，E-mail：chenshiliang3@163.com