腹主動脈縮窄術(shù)致心力衰竭大鼠模型腎臟損傷的探究

伍鳳儀 朱林強(qiáng) 張銀霞 李 誠 余錦旗 聶碧琪 吳思湟 陳盛強(qiáng) 伍金雷陳晞明

腹主動脈縮窄術(shù)致心力衰竭大鼠模型腎臟損傷的探究

伍鳳儀 朱林強(qiáng) 張銀霞 李 誠 余錦旗 聶碧琪 吳思湟 陳盛強(qiáng) 伍金雷陳晞明

目的探究腹主動脈縮窄致慢性心力衰竭大鼠的腎臟損傷。方法48只雄性SD大鼠隨機(jī)分為control組和sham組，各24只。control組行腹主動脈縮窄術(shù)，sham組僅分離腹主動脈而不縮窄。大鼠建模4周末和8周末均進(jìn)行超聲心動圖監(jiān)測，以評價大鼠建模后的心功能改變。于建模8周后取組織，計算心肌質(zhì)量指數(shù)。通過尿量監(jiān)測、腎功能檢測、腎臟切片HE染色，比較control組和sham組腎臟損害程度。結(jié)果建模后，control組存活率75%，sham組存活率100%。建模后，control組皮毛蓬松、無光澤，精神萎靡，呼吸加快，進(jìn)食減少，且上述癥狀日漸加重，8周后表現(xiàn)明顯的心力衰竭體征。control組與sham組比較:大鼠建模4周后，心臟舒張末期左室后壁厚度(LVPWd)，舒張末期室間隔厚度(IVSd)，收縮末期左室后壁厚度(LVPWs)，收縮期室間隔厚度(IVSs)指數(shù)均增大，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，左心射血分?jǐn)?shù)(LVEF)有下降趨勢但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05);建模8周后，control組LVPWs、LVPWd、IVSs、IVSd、LVEF指數(shù)均高于sham組，均有顯著性差異(P＜0.05);control組術(shù)后4周出現(xiàn)24 h尿量減少，6～8周減少明顯;control組大鼠心重指數(shù)(HWI)(心臟重量/體重)和左心室重量指數(shù)(左心室質(zhì)量/體質(zhì)量(LVW/BW)，mg/g)均較sham組增大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05);與sham組相比，control組血肌酐明顯升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05);腎臟切片HE染色顯示，control組大鼠腎小球萎縮、細(xì)胞減少，腎小囊腔擴(kuò)大，腎小管擴(kuò)張，上皮細(xì)胞壞死、脫落，間質(zhì)內(nèi)炎細(xì)胞浸潤。結(jié)論通過腹主動脈縮窄術(shù)建立慢性心力衰竭模型會對大鼠腎臟造成損害。

慢性心衰;大鼠;腎損傷

慢性心力衰竭(Chronic Heart Failure，CHF)是多種心血管疾病的最終歸宿，也是臨床心臟病常見的并發(fā)癥。隨著人口老齡化進(jìn)程加快，CHF患者數(shù)量逐年增加。隨著患者生存期延長，CHF合并腎功能不全的發(fā)病率也呈逐年增長趨勢。有研究顯示，CHF患者合并腎功能不全者占所有CHF患者的50%［1］。有證據(jù)表明，腎功能損傷是心力衰竭患者發(fā)病和死亡的一種獨立的危險因子［2］。

本科研團(tuán)隊在大鼠CHF模型的探究中發(fā)現(xiàn)，大鼠在建模8周后心功能下降加快，同時尿量下降加快，并且在取組織后發(fā)現(xiàn)腎臟體積小于正常大鼠。故由此展開本心衰模型對腎臟功能損害的探究。通過大鼠腹主動脈部分縮窄術(shù)建立慢性心力衰竭大鼠造模，采用超聲心動圖對實驗大鼠進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，結(jié)合其臨床癥狀以及病理結(jié)果，觀察其心力衰竭進(jìn)展，同時通過大鼠尿量檢測、腎臟病理結(jié)果、血清肌酐的變化觀察CHF大鼠腎臟的損害。為今后深入探討心衰大鼠晚期心臟與腎臟功能的損害，為大鼠心腎綜合征的研究提供思路，同時為研究大鼠心腎之間的交互影響及其機(jī)制的探究提供一定線索。

1 材料和方法

1.1實驗動物

SPF級雄性SD大鼠48只，體重220～270 g，購于廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心(動物編號:SCXK(粵)2013-0002)。大鼠隨機(jī)分為control組(模型組)、sham組(對照組)，每組各24只。以標(biāo)準(zhǔn)大鼠飼料飼養(yǎng)，自由攝食飲水。

1.2 方法

1.2.1 模型建立方法［3］大鼠術(shù)前禁食不禁水8 h以上，稱重，腹腔注射水合氯醛(0.35mL/100 g)進(jìn)行麻醉后，將大鼠仰臥位固定四肢于手術(shù)臺，腹部手術(shù)區(qū)備皮，碘伏和酒精消毒，于大鼠腹部右側(cè)鋪生理鹽水浸潤的無菌紗布。于劍突下2～3cm，沿腹中線切開約3cm長的手術(shù)口。用手輕輕翻出內(nèi)臟置于生理鹽水濕潤的無菌紗布上。用彎鑷輕緩鈍性分離腹主動脈。4號手術(shù)線將腹主動脈與平行放置的7號針頭一起結(jié)扎后，迅速取出針頭。將內(nèi)臟復(fù)位，逐層縫合手術(shù)口。術(shù)后消毒傷口，肌注50000U/只青霉素，連續(xù)注射三天，常規(guī)飼養(yǎng)。sham組大鼠則不結(jié)扎腹主動脈，其余操作同于control組。

1.2.2 大鼠彩色超聲心動圖檢測 術(shù)后4周和6周做心臟彩色超聲心動圖檢測。大鼠全身麻醉后固定，胸部備皮。采用超聲診斷儀，取胸骨旁左室長軸切面和腹主動脈長軸切面，分別測量大鼠的心臟結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù):LVPWd、LVPWs、IVSd、IVSs和LVEF。

1.2.3 大鼠24 h尿量測定和血液取材送檢 分別于第1周、第4周、第6和第8周使用代謝籠收集大鼠24 h尿液;第8周血流動力學(xué)檢測后即將麻醉大鼠迅速開胸暴露心臟，采用腹主動脈取血法采集血液樣本，注入EP管中，離心，取血清送廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院檢驗科檢查肌酐。

1.2.4 心肌重量指數(shù)的測定及病理學(xué)檢測 大鼠取血后，進(jìn)行灌注，分別剪出心臟和腎臟，4℃生理鹽水灌洗干凈，濾紙吸干。電子天平稱取全心質(zhì)量(HW)后，剪出左心室，稱取左心室質(zhì)量(LVW)，分別計算心重指數(shù)(HW/BW)和左心室重量指數(shù)(LVW/BW)。稱重后的左心室和腎臟用4%多聚甲醛固定，送往病理科制石蠟切片，腎臟做HE染色。

1.2.5 統(tǒng)計學(xué)方法 全部實驗數(shù)據(jù)采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行處理，計量資料用±s表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0.01為有顯著統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 一般結(jié)果

建模后1周內(nèi)，control組大鼠成活18只，死亡6只，成活率為75%。其中1只下肢活動異常，疑為下肢血流灌注不足，因此棄去不用;2只于手術(shù)后死亡，解剖結(jié)果顯示無明顯感染;4只于術(shù)后72 h圍手術(shù)期死亡，解剖未見異常，疑為手術(shù)應(yīng)激［4］。control組24只全部存活。

與sham組相比，control組大鼠皮毛稀疏而無光澤，精神萎靡，活動減少，呼吸頻率加快，進(jìn)食量下降，體重增長速度減慢甚至弓背蜷體，且上述癥狀隨建模時間增長而加重。建模8周后，出現(xiàn)呼吸急促、反應(yīng)遲鈍、尾巴紫紺和輕度水腫等明顯心力衰竭體征。

2.2 24 h尿量監(jiān)測

術(shù)后4周，與sham組相比，control組出現(xiàn)尿量減少，6～8周明顯減少，見圖1。

圖1 造模后不同時間段大鼠平均24 h尿量對比

2.3 超聲心動圖檢測

建模4周后，與sham組大鼠比較，control組大鼠LVPWd、IVSd、LVPWs、IVSs均增加(P＜0.05)，LVEF雖然有降低趨勢，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。建模8周后 LVPWd、IVSd、LVPWs、IVSs、LVEF均增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)果提示建模4周后，control組大鼠已經(jīng)出現(xiàn)心室肌肥厚的病理變化，但未發(fā)展為心力衰竭，建模8周后，control組大鼠發(fā)展為心力衰竭。見表1。

表1 超聲心動圖指標(biāo)比較(±s)

表1 超聲心動圖指標(biāo)比較(±s)

注:同一時間，與sham組比較，1)P＜0.05，2)P＞0.05

組別 n 時間(w) LVPWd(mm) IVSd(mm) LVPWs(mm) IVSs(mm) LVEF(mm) control組 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組 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 術(shù)后大鼠心肌質(zhì)量指數(shù)測定結(jié)果

sham組術(shù)后 HW/BW和 LVW/BW與control組比較無明顯變化。與sham組比較，control組術(shù)后8周的HW/BW和LVW/BW明顯增大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)，見表2。

2.5 大鼠靜脈血肌酐觀察

control組大鼠血肌酐為(36.75±5.32)μmol/L，sham組大鼠血肌酐為(27.25±3.30)μmol/L。control組大鼠腎臟受損后血肌酐明顯升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。

表2 兩組心肌質(zhì)量指數(shù)檢測結(jié)果比較(±s)

表2 兩組心肌質(zhì)量指數(shù)檢測結(jié)果比較(±s)

注:同一時間，與sham組比較，1)P＜0.01

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

2.6 大鼠腎組織HE染色觀察

sham組SD大鼠腎臟大小形狀正常，表面光滑，包膜無粘連，容易剝離;光鏡下可見腎小球結(jié)構(gòu)清晰，未見增生及萎縮，球囊壁光滑，見圖2A。control組大鼠則出現(xiàn)腎臟體積減少，光鏡下可見腎小囊腔擴(kuò)大，腎小球明顯萎縮、小球內(nèi)細(xì)胞明顯較少，底膜皺曲、不規(guī)則，腎小管擴(kuò)張明顯，上皮細(xì)胞壞死、脫落，腎小管間質(zhì)內(nèi)炎性細(xì)胞浸潤，見圖2B。

圖2 腎組織HE染色結(jié)果(×400)

3 討論

本研究采用腹主動脈縮窄術(shù)，腹主動脈管徑縮窄導(dǎo)致腹主動脈壓力增加，心臟后負(fù)荷增加，后期心臟功能失代償，發(fā)展為慢性心力衰竭。結(jié)果發(fā)現(xiàn): control組建模8周后，LVPWs、LVPWd、IVSs、IVSd、LVEF等血流動力學(xué)指標(biāo)均明顯高于sham組大鼠，心肌重量指數(shù)HW/BW和LVW/BW明顯增大，這一結(jié)果表明成功建立壓力負(fù)荷型心力衰竭模型［5］。control組大鼠24 h尿量明顯下降、血肌酐明顯增加和腎臟病理學(xué)的檢查結(jié)果均提示建模后大鼠腎臟功能受損。

隨著人口壽命的延長和社會老齡化的加劇，合并心腎疾病的臨床患者明顯逐年呈增長趨勢，慢性心力衰竭和腎功能不全的合并所導(dǎo)致的疾病預(yù)后極差。因此，心腎綜合征逐漸引起臨床的重視。Ronco C等［6］于2008年提出心腎綜合征的定義，心臟或腎臟急性或慢性功能障礙而導(dǎo)致另一器官急性或慢性功能受損的臨床綜合征，并根據(jù)心腎損傷的發(fā)生、發(fā)展將心腎綜合征分為五型。由慢性心功能不全引起的進(jìn)展性慢性腎臟疾病為Ⅱ型心腎綜合征，由本研究結(jié)果可考慮將腹主動脈縮窄術(shù)建模8周后的心衰大鼠納入Ⅱ型心腎綜合征前期。

Ronco C等［7］總結(jié)了Ⅱ型心腎綜合征的病理生理機(jī)制，包括神經(jīng)體液系統(tǒng)的活化、腎臟低灌注、靜脈充血、慢性炎癥、動脈粥樣硬化和氧化應(yīng)激等機(jī)制。慢性心力衰竭后，心臟后負(fù)荷增大，心肌耗氧量增加，心肌內(nèi)交感神經(jīng)末梢去甲腎上腺素釋放增高［8］，腎素 -血管緊張素 -醛固酮系統(tǒng)功能活躍［9］。心衰引起的心輸出量下降，腎臟持續(xù)的血流灌注不足，導(dǎo)致腎皮質(zhì)缺血、梗死，腎臟率過濾下降，鈉水潴留，靜脈淤血，刺激腎內(nèi)交感神經(jīng)和腎小球球旁細(xì)胞，使腎交感神經(jīng)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)被過度激活。心臟與腎臟之間可相互影響，形成心-腎惡性循環(huán)，使心力衰竭和腎臟損傷不斷加重。

綜上可推測，腹主動脈縮窄術(shù)建模后大鼠因心功能不全可通過心輸出量下降，腎灌注不足，激活腎交感神經(jīng)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)等原因?qū)е履I臟出現(xiàn)損傷。而腎功能受損則可通過水鈉儲留，靜脈淤血等機(jī)制推進(jìn)心力衰竭的進(jìn)程，兩者合并存在，相互影響，互為因果，最終可能發(fā)展成為心腎綜合征。

［1］蘇顯明，何亞軍，劉景委，等.Klotho蛋白與心力衰竭患者腎臟損害的相關(guān)性［J］.西安交通大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版)，2011(6):705-707.

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R-332

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

廣東省科技計劃項目(編號:2013B022000103)

伍鳳儀 朱林強(qiáng) 張銀霞 李 誠 余錦旗 聶碧琪 吳思湟:廣州醫(yī)科大學(xué)金域檢驗學(xué)院 廣東廣州 510000

陳盛強(qiáng):廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 廣東廣州 510000

伍金雷陳晞明:廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院 廣東廣州 510000

陳晞明