低声压级水平次声对大鼠心肌梗死后左室重构的影响及机制研究＊

龚，裴兆辉，刘衍冬，金伟

（江西省南昌市第三医院心内二科，南昌 330009）

次声 ( Infrasound) 是频率低于可听频率（1/10 000 H z～20 H z）[1]的声波。低声级次声（此实验指的是小于90 dB）在短时间内作用于生物体，可以通过改善生物体的血液系统动力学，使血管扩张，免疫力增强，消除炎症，加速和减少纤维疤痕的形成等[2-4]。心脏是人体的重要器官，维持着全身的血液循环，一旦出现血液供应障碍有可能导致组织损伤，而缺血再灌注会使损伤进一步加重。多种因素作用于心肌，其结构发生改变，功能受到影响，出现了心肌重构，这是在外部损伤的条件下机体做出的适应性反应[9,10]。由于心肌梗塞（MI），缺血和缺氧性梗塞发生在冠状动脉中，并且纤维化发生在心肌周围。随后的心室重构是心脏功能从可逆性进展到不可逆性的主要因素。一旦出现心室重塑，原有的结构会发生变化，心脏增厚增大，出现了形状的改变，心肌肥厚是主要表现，同时伴有舒张和收缩功能的异常。低声压级水平次声能抑制RASS 系统的过度激活及降低TGF-β1 的含量[5-8]，增加心肌局部一氧化氮含量，对MI 具有一定治疗作用。本研究旨在观察低声级次声对心梗大鼠心功能的影响,确定这种治疗方法对心室重构的影响，明确治疗效果，心肌梗死，并探讨其相关机制，希望能为心血管疾病的治疗提供新的思路。

1 资料和方法

1.1 材料 45 只雄性试验用大鼠,体重约 170-230g，由中山大学中山医学院实验管理动物中心供给。

试剂：醛固酮（ALD）、血管紧张素Ⅱ（Ang-Ⅱ）、肾素（Renin）及转化细胞生长因子-β1（TGF-β1）。试剂盒：（从上海碧云天生物公司购买）。

一氧化氮一氧化氮( NO ) 检测试剂盒（购于北京军事医学科学院）。

次声治疗仪器8000TM 为加州医师协会研制。

1.2 方法

1.2.1 实验分组 将实验动物随机分为3 组，每组只数相同，分别为假手术组（对照组），MI 组和次声治疗组（Infra），每组15 只。次声治疗组每天在特定的时间点于特制鼠笼内接受治疗，分别为09：00 和15：00，疗程 1 周，每日 2 次，每次 0.5h，进行低声级水平次声治疗。假手术组和心梗组的大鼠被放置在特殊的鼠笼中，不进行次声治疗。

1.2.2 心梗大鼠模型的制作 首先准备2.4%的水和氯醛，对大鼠进行腹腔注射，根据体重确定剂量，用量为0.8ml/100g，麻醉完成后进行手术处理。将实验动物置于台上，呈仰卧位，左胸部备皮。给予其行气管插管，直视下完成，将气管插管连接呼吸机，由其进行辅助呼吸，同时连接心电监测。对备皮部位进行常规消毒，铺洞巾，充分暴露手术切口。取第4 肋间为切开点，切开皮肤，分离皮下组织，将肌肉分开，暴露胸腔脏器。寻找左心耳，确定其下缘位置，在此处进行标记，做好定位。之后结扎左前降支。结扎完成后注意观察心脏前臂，如果出现了颜色变化，呈现苍白色，提示心肌处于缺血状态，造模成功。同时观察心电监测，成功者会出现典型的ST-T 变化，同时伴有颜色苍白，观察室壁运动，呈现明显减弱状态，提示造模成功。假手术组只穿线不结扎。

1.2.3 测定血流动力学参数的结果 经过治疗后，分离实验动物左颈总动脉和左股动脉。取聚苯乙烯PE-20 导管，进行右颈总动脉穿刺，置入导管，并沿着血管插入心室，另一端连接能量管理转换器，进而连接MPA-2000 多导生理数据记录仪，测量各种指标，包括心率 （HR），左心室收缩压（LVSP），左心室舒张压（LVEDP），分析左室压力变化时其最大变化情况，测量此时插管动脉收缩压和动脉平均舒张压。

1.2.4 大鼠血清指数的测定 治疗后，动物腹腔注射29g/L 苯巴比妥钠经大鼠血清指标测定治疗后麻醉。离体心脏提取5ml 血液，加入肝素后离心处理，4000r / min 10min，然后在 -20 °C 的冰箱中储存检测。检测 ALD，Ang-II，TGF-β1、肾素含量。稀释标准物，加入到酶标板标准品孔中，样品加入到样品孔中，各10μl，之后用胶纸完好密封反应孔。对其进行温育，37°C 下 1h，之后再进行洗板，反复5 次完成。取生物纱化抗体工作液，加入到上述孔当中，需要 10μl，对其进行温育，37°C 下 1h，之后再进行洗板，反复5 次完成。取酶结合物工作液加入其中，需要 10μl，对其进行温育，37°C 下 30min，这个过程要在黑暗中进行，将板洗涤5 次。取着色溶液，加入到各孔当中，各需要 10μl，37°C 下保持20min，这个过程要在黑暗中进行。完成后加入终止溶液，充分混合，检测OD450 值。

1.2.5 经血浆NO 治疗后，再进行如下检测。应用同一麻醉剂处理动物，分离出心脏，采血2ml，加入肝素后离心处理，4000r / min 10min，取血清冷冻保存，放入-20℃冰箱待测。可用不同分光光度法测定NO 含量，按试剂盒的说明书操作。在M I 大鼠中检测血浆NO 结束治疗后，用相同的方法麻醉动物，体外提取的2ml 血液仍然来自于离体心脏，加入肝素后离心处理，4000r / min 10min。血清继续储存在-20°C 的冰箱中等待测试。NO 含量通过分光光度法检测，并根据试剂盒中的说明进行操作。

1.3 统计学分析 采用SPSS19.0 软件处理，计量资料 采用配对t 检验,用于组内，ANOVA 用于组间比较，P<0.05 有统计意义。

2 结果

2.1 假手术组大鼠血流动力学参数的变化 MI 组大鼠的血流动力学参数Bps、Bpd、LVSP 和LVdp /dt- max 明显降低（P<0.05），LVEDP 显着增加（P <0.05）。与M I 组相比较，次声治疗组大鼠的 Bps、Bpd、LVSP 和 LVdp /dt max 显着升高 （P<0.01），LVEDP 显着降低（P<0.01）。HR 在统计上无意义，见表1。

2.2 MI 大鼠血清内 ALD、Ang-Ⅱ、Renin 含量状况各组大鼠的 HR 差异无统计学意义，此3 个指标对比结果显示MI 组高于对照组，同时也高于次声治疗组 (P<0.05),见表2。

表1 大鼠血液动力学参数观察（n=15，±s）

表1 大鼠血液动力学参数观察（n=15，±s）

与假手术组比较，aP＜0.05; 与心肌梗死组比较，dP＜0.01

17.4±2.1ad 7.9±1.8ad 425±41 19.1±2.9ad 1.8±0.3ad 926±70ad 758±61ad血液动力学指标 假手术组 心肌梗死组 次声治疗组Bps( kPa)Bpd( kPa)HR( 次/min)LV SP( kPa)LV EDP( kPa)+ LVdp /dt max( kPa /s)- LVdp /dt max ( kPa /s)22.1±2.9 10.6±1.8 419±22 21.7±3.5 0.5±0.1 1157±98 945±69 18.5±2.8a 6.1±1.3a 416±38 16.2±2.2a 2.5±0.4a 735±62a 606±73a

表2 各组大鼠血清内ALD、Ang-Ⅱ、Renin 含量比较(±s)

表2 各组大鼠血清内ALD、Ang-Ⅱ、Renin 含量比较(±s)

注： aP＜0.05，与假手术组对比; bP＜0.05，与心肌梗死组对比

组别 ALD(ng/L) Renin(g/L) Ang-Ⅱ(ng/L)假手术组(n=15)心肌梗死组(n=15)次声治疗组(n=15)402.69±25.61 713.48±21.55a 526.31±24.17b 4.37±1.48 12.68±1.65a 8.45±1.72b 104.57±6.83 262.62±6.51a 165.24±6.75b

2.3 M I 大鼠血浆 NO 及 TGF- β1 含量的测定 每组大鼠的HR 差异在统计学上无意义。与假手术组相比，M I 组血浆NO 的含量水平显著下降 ( P<0.05 )，但高于次声治疗组( P<0.01)；TGF- β1 比结果显示M I 组高于对照组，也高于次声治疗组(P <0.05 ，P<0.01)。见表3。

表3 大鼠血浆 NO 与 TGF- β1 含量的变化（n=15，±s）

表3 大鼠血浆 NO 与 TGF- β1 含量的变化（n=15，±s）

与假手术组比较，aP＜0.05;与心肌梗死组比较，bP＜0.05，dP＜0.01

3.57±1.19 9.35±1.32a 5.96±1.25b组别 NO(μmol/L) TGF-β1(ng/L)假手术组心肌梗死组次声治疗组34.6±3.9 22.7±3.3a 32.3±3.7ad

3 讨论

急性心肌梗塞（AMI）是指冠状动脉急性闭塞，血流中断，所引起的局部心肌的缺血性坏死。临床表现可有持久的胸骨后疼痛、休克、心律失常和心力衰竭，并有血清心肌酶增高以及心电图的改变。初期心肌损伤以后，代偿机制激活，心室的负荷加重，此时，心脏的功能尚可调节至生理范围或者只是有轻微降低，随着心室的不断肥大，心功能会不断恶化，左心室无法再排出足够的动脉血来满足身体的需要，当心室的结构形状以及大小发生显著变化以后，心肌收缩能力下降，尤其是由椭圆形逐渐变为球形以后，导致二尖瓣关闭不全，心室排血量更无法满足机体的需要，心力衰竭出现[11-13]。

低声级次声（此实验指的是小于90 dB）在短时间内作用于生物体，可以作用于生物体，使血液动力学发生改变，从而有效的改善病理状况，使血管扩张，免疫力增强，消除炎症，加速和减少纤维疤痕的形成等[2-4]。人和其他生物不但可以对次声做出反应，而且人体的某些器官也会发出微弱的次声。如果测量次声体的次声我们可以知道人体的某些组织和其他生物的一些组织器官的生理活动，以此来治疗人类疾病[14]。低声级次声在医学领域的应用国外已逐渐开始，但在中国才刚刚起步。此次研究表明，MI 组心功能明显较差，与对照组差异显著，并且出现心室扩张及存在心室重构的过程。大鼠次声治疗组的左心室舒张功能和收缩功能可以得到有效改善，能够有效的逆转重构。说明低声级次声对心脏血液系统动力学模型参数进行了改变，使得心脏的收缩力增强，促进心功能的改变，使其明显改善。

AMI 后，心脏功能下降，必然会影响到血液射出，导致肾血流受到影响，促进肾素分泌，从而促使了Ang-Ⅱ的分泌增加[15,16]。RAAS 系统一旦机体恢复到稳定状态，这种调节性的肾素大量合成和释放即会终止，整个RAAS 系统也会恢复到原来平静状态。但是由于心衰个体始终处于心输出量不足的状况，RAAS 持续激活，血管紧张素II 和其下游的醛固酮异常增多，加重了心脏的前后负荷，醛固酮还可减少一氧化氮的释放，引起内皮功能障碍，同时促进心肌及血管平滑肌的重塑，导致心室和血管僵硬，心肌发生肥大、纤维化和坏死，损害心脏功能，最终导致心脏功能由代偿逐渐走向失代偿。另外，心肌组织具有表达肾素-血管紧张素系统（RAS）全部组分的能力，生成的血管紧张素II 在心肌局部直接或间接的发挥诸如提高心肌舒缩功能、收缩冠状血管、促进心肌细胞肥大、激活心肌改建等作用。现在认为心肌局部RAS 在促进心肌改建中的作用，可能较循环RAS 更为重要，从而加速心室重构[17]。转化生长因子β 信号通路是通过转化生长因子所介导的一系列信号传递的过程。TGF-β 信号通路在细胞和组织的生长、发育、分化中起关键作用，对细胞的增殖、细胞间质产生、分化、调亡，胚胎发育，器官的形成，免疫功能，炎性反应，创伤修复等有重要的调节作用Ang-Ⅱ通过收缩外周血管，减少组织和器官的血流灌注，导致心肌间质和心肌细胞代谢发生改变，从而加速心室重构TGF- β1 是人体内的多功能细胞生长因子，可参与细胞生长、分化、增殖、细胞外基质沉积及炎症反应等，并且能加速肾组织和心血管纤维化[18,19]。ALD、Renin、TGF- β1 和 Ang-ⅡMI 组高于对照组和次声治疗组，而血浆NO 含量水平显著降低。次声治疗组血浆NO 含量水平升高。对次声的治疗机制进行分析，考虑与其抑制RAAS 过度激活密切相关，促使冠状动脉内皮加速分泌NO，改善大鼠心脏功能。

针对于心肌梗死大鼠模型来说，应用低声压次声进行治疗具有一定的效果，可以有效抑制心肌重构，改善功能，抑制RAAS 活化并增强心肌收缩力。中国对低声级次声疗法的研究起步较晚，本研究的结果可以为临床提供实验依据，从而更好的应用于疾病治疗当中，在这一领域加强努力探索可以提供用于心血管疾病治疗的新方法。对今后的临床研究实践有很大帮助，是加强中国临床研究治疗缺血性心血管系统疾病的重要而方便的补充手段。