螺內(nèi)酯對心肌損傷后心肌細(xì)胞外基質(zhì)及心臟功能的影響與機(jī)制.pdf

1、心肌主要是由心肌細(xì)胞與心肌細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)共同組成，心肌細(xì)胞通過細(xì)胞外基質(zhì)行使多種功能，兩者之間相互依存，緊密聯(lián)系，構(gòu)成了一個完整的有機(jī)整體，在心肌損傷和修復(fù)過程中，心肌ECM起著重要的作用。近年來由于研究手段的進(jìn)步，深化了人們對心肌ECM的結(jié)構(gòu)、功能、生理學(xué)和病理學(xué)意義的認(rèn)識，心肌損傷后心肌ECM成分代謝失衡，導(dǎo)致心肌纖維化與心肌重構(gòu)，并逐漸演變?yōu)樾牧λソ吆托穆墒С５葐栴}，日益引起臨床的重

2、視。 心肌ECM主要由膠原蛋白和糖蛋白構(gòu)成精密有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在心肌收縮和舒張過程中起著重要作用。膠原蛋白共有5型，其中Ⅰ型膠原屬于成熟型膠原，主要聚合為粗纖維，抗張力強(qiáng)度大，伸展及回彈性小，僵硬度較大，有很強(qiáng)的抗?fàn)坷匦?，用于保持室壁的?qiáng)度。Ⅲ型膠原屬于胚胎型膠原，主要構(gòu)成細(xì)纖維，伸展及回彈性較大，抗張性較差，但與室壁彈性和心肌順應(yīng)性有關(guān)。因此，可通過Ⅰ/Ⅲ型膠原蛋白比值調(diào)節(jié)，改善心肌舒張功能和血流動力學(xué)?；|(zhì)金屬蛋白酶(ma

3、rtrix metalloproteinases，MMPs)是一組存在于心肌ECM中的蛋白水解酶，激活的MMPs能降解細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，生理條件下是維持心臟膠原纖維網(wǎng)穩(wěn)定的重要因素。心肌損傷后MMPs的過度激活導(dǎo)致心肌膠原纖維網(wǎng)穩(wěn)定性破壞，心肌細(xì)胞滑動、拉長，進(jìn)一步導(dǎo)致心臟組織結(jié)構(gòu)的變形、堅硬度的降低、毛細(xì)血管密度降低，使心臟離心性肥大、心腔擴(kuò)張、心室壁變薄、心功能下降。基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制物(tissueinhibitor of me

4、talloproteinases，TIMP)是MMPs 的內(nèi)源性特異性抑制物，MMPs/IMP失平衡，在心肌重構(gòu)中起著重要作用。 醛固酮(aldosterone，Ald)是體內(nèi)重要的鹽代謝皮質(zhì)激素，傳統(tǒng)認(rèn)為，其通過與鹽皮質(zhì)激素受體結(jié)合達(dá)到保鈉、排鉀、排鎂和調(diào)節(jié)水電解質(zhì)平衡的作用。近來，醛固酮對于心臟的作用正受到越來越多的關(guān)注。心肌壞死和損傷后由于腎素一血管緊張素．醛固酮系統(tǒng)(Renin-Angiotensin-Aldostero

5、neSystem，RAAS)的激活，使醛固酮的合成增加。研究表明，醛固酮持續(xù)增高可刺激心肌成纖維細(xì)胞合成膠原蛋白，使心肌膠原沉積和纖維化，導(dǎo)致心力衰竭。研究表明，血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(Angiotensin converting enzymeinhibitor，ACEI)、血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(Angiotensin Ⅱ blockade，ARB)、β受體阻滯劑可部分阻斷RAAS激活，改善心肌功能，但仍存在醛固酮逃逸等問題。醛固酮受

6、體拮抗劑螺內(nèi)酯與醛固酮有類似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，與受體結(jié)合后，阻斷醛固酮的作用，抑制醛固酮誘導(dǎo)的蛋白形成，從而具有拮抗醛固酮的作用，聯(lián)合應(yīng)用可充分抑制RAAS，抑制膠原蛋白的沉積，改善心肌細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu)，促進(jìn)心肌損傷修復(fù)。近來EPttESUS、RALES 等大規(guī)模臨床試驗中證明，醛固酮受體拮抗劑能延緩心室重構(gòu)和心力衰竭的發(fā)生，顯著降低心肌損傷后心力衰竭患者的死亡率。但目前還沒有對心肌梗死急性期和高血壓舒張功能障礙患者的臨床應(yīng)用研究報道，且對螺

7、內(nèi)酯改善心肌ECM重構(gòu)和心功能的機(jī)制目前仍不十分不清楚。 本研究在動物實驗部分，通過結(jié)扎冠狀動脈造成急性心肌梗死(acutemyocardialinfarction，AMI)大鼠模型，觀察醛固酮受體拮抗劑螺內(nèi)酯、血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑氯沙坦在急性期應(yīng)用心肌ECM病理學(xué)、超微結(jié)構(gòu)、Ⅰ/Ⅲ膠原蛋白、血流動力學(xué)和心臟功能的改變；通過冷凍左室心肌制作心肌損傷大鼠模型，觀察醛固酮受體拮抗劑螺內(nèi)酯長期干預(yù)后對：MMP-2、TIMP-1 及新

8、生血管密度的影響，進(jìn)一步研探討螺內(nèi)酯改善心肌ECM代謝，改善心肌重構(gòu)，促進(jìn)心功能恢復(fù)的機(jī)制。在臨床研究部分，觀察AMI 患者早期螺內(nèi)酯干預(yù)治療和高血壓舒張性心力衰竭患者心肌損傷后應(yīng)用螺內(nèi)酯長期治療，對反映心肌ECM重構(gòu)的血腦鈉肽(brain natriuretic peptide，BNP)、Ⅲ型前膠原氨基末端肽(amino-terminal pro-peptide oftype Ⅲ procollagen，PⅢNP)等心肌重構(gòu)生化標(biāo)志物

9、和心臟超聲心功能指標(biāo)變化。 本研究分以下四部分： 第一部分螺內(nèi)酯對大鼠急性心肌梗死后心肌膠原重構(gòu)的影響 目的：研究螺內(nèi)酯、氯沙坦以及兩者合用早期干預(yù)對大鼠急性心肌梗死后血流動力學(xué)和心肌膠原重構(gòu)的影響。 方法：雄性健康Sprague Dawley大鼠150只，隨機(jī)抽取18只為假手術(shù)組，其余132只通過結(jié)扎冠狀動脈前降支制作心肌梗死模型，術(shù)后24小時將穩(wěn)定存活大鼠72只隨機(jī)分為：急性心肌梗死對照組、螺內(nèi)酯干預(yù)

10、組、氯沙坦組、螺內(nèi)酯+氯沙坦組。術(shù)后24小時開始給藥，使用生理鹽水2ml分別溶解氯沙坦20mg/(kg·d)，螺內(nèi)酯20mg/(kg·d)。分別在第2、6周檢測觀察平均動脈壓(Mean blood pressure，MBP)、左室舒張末壓(left ventricularend-diastolic pressure，LNEDP)、左室相對重量、膠原含量、梗死面積、非梗死區(qū)心?、瘛ⅱ笮湍z原蛋白含量及Ⅰ/Ⅲ型膠原比值。 結(jié)論：螺內(nèi)酯

11、、氯沙坦均可調(diào)節(jié)Ⅰ/Ⅲ型膠原蛋白平衡，抑制膠原增生，改善急性心肌梗死后血流動力學(xué)。兩藥早期聯(lián)合應(yīng)用可更充分抑制急性心肌梗死后膠原重構(gòu)，有利于心臟功能恢復(fù)。 第二部分螺內(nèi)酯對心肌損傷大鼠心肌基質(zhì)金屬蛋白酶及新生血管的影響 目的：研究螺內(nèi)酯對心肌損傷大鼠心肌基質(zhì)金屬蛋白酶及新生血管的影響，探討螺內(nèi)酯改善心肌細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)的機(jī)制。 方法：雄性健康Wister 大鼠使用銅棒冷凍左室心尖部制作心肌損傷模型。冷凍損傷后24小

12、時，將成活并狀態(tài)穩(wěn)定的大鼠84只，隨機(jī)分為假手術(shù)組(n=24)，損傷對照組(n=30)、螺內(nèi)酯組(n=30)，術(shù)后24小時開始給藥，使用生理鹽水2ml溶解螺內(nèi)酯20mg/(kg·d)，于每日上午通過灌胃給予。假手術(shù)組和損傷對照組給予等容量自來水灌胃。分別在第2、14周，測量大鼠左室重量和體重比(the ratio of left ventricular weight and body weight，LVW/BW)，用氯氨酮法檢測膠原含量

13、，用透射電鏡觀察超微結(jié)構(gòu)，利用免疫組化的方法測定大鼠心肌損傷周圍非壞死區(qū)心肌MMP-2、TIMP-1蛋白的表達(dá)、MMP-2/TIMP-1 和毛細(xì)血管密度。 結(jié)論：螺內(nèi)酯可能通過調(diào)節(jié)MMPs/TIMP的平衡，增加毛細(xì)血管的密度，改善細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu)，并有利于心肌細(xì)胞缺氧的改善，使心肌細(xì)胞的代謝增強(qiáng)，最終使心室功能改善。 第三部分螺內(nèi)酯早期干預(yù)對急性心肌梗死患者心肌膠原重構(gòu)的影響 目的：探討急性心肌梗死(AMI)患者

14、應(yīng)用螺內(nèi)酯干預(yù)對于左室重構(gòu)(LVRM)的影響。 方法：入選AMI患者88例，采用多中心、隨機(jī)、對照的方法，對46例AMI患者在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上加用螺內(nèi)酯40mg/d(螺內(nèi)酯組)，對照組(n=42)常規(guī)治療。在6個月干預(yù)期內(nèi)應(yīng)用夾心酶聯(lián)免疫吸附法檢測兩組血清Ⅲ型前膠原氨基端肽(PⅢNP)、腦鈉肽(BNP)及超聲心動圖，以評價左室纖維化、左室功能和左室容積。 結(jié)論：急性前壁心肌梗死組在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用小劑量(40mg

15、/d)的螺內(nèi)酯，可進(jìn)一步抑制左室的擴(kuò)張和纖維化，防止左室重構(gòu)的發(fā)生；而在急性下壁心肌梗死組對于防止左室重構(gòu)方面未見顯著影響。 第四部分螺內(nèi)酯對老年高血壓舒張性心力衰竭心臟功能的影響 目的：觀察螺內(nèi)酯長期干預(yù)對老年高血壓舒張性心力衰竭(DHF)的心臟功能的影響與機(jī)制。 方法：入選老年高血壓伴有DHF病人78例，隨機(jī)分入螺內(nèi)酯組(n=40)和對照組(n=38)。對照組采用常規(guī)治療，螺內(nèi)酯組加用螺內(nèi)酯平均劑量47mg·

16、d<'-1>，療程6個月。在治療前后檢測血清Ⅲ型前膠原氨基端肽(PⅢNP)、腦鈉肽(BNP)、6分鐘步行試驗及心臟超聲。 結(jié)論：螺內(nèi)酯長期干預(yù)治療老年高血壓DHF病人可改善心臟舒張功能，提高活動耐量，其作用可能與螺內(nèi)酯改善心肌細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)，降低膠原沉積有關(guān)。 總結(jié)，我們的研究結(jié)果表明： 1．螺內(nèi)酯、氯沙坦均可調(diào)節(jié)Ⅰ/Ⅲ型膠原蛋白平衡，抑制膠原增生，改善心肌梗死后血流動力學(xué)。兩藥聯(lián)合應(yīng)用可更充分抑制心肌梗死后膠原

17、重構(gòu)，有利于心臟功能恢復(fù)。 2．螺內(nèi)酯可能通過調(diào)節(jié)MMPs/TIMP的平衡，增加毛細(xì)血管的密度，改善的細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu)，并有利于心肌細(xì)胞缺氧的改善，使心肌細(xì)胞的代謝增強(qiáng)，最終使心室功能改善。 3．急性前壁心肌梗死患者在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上早期聯(lián)合應(yīng)用小劑量(40mg/d)的螺內(nèi)酯，可進(jìn)一步抑制左室的擴(kuò)張和纖維化，防止左室重構(gòu)的發(fā)生。 4．螺內(nèi)酯長期干預(yù)治療老年高血壓DHF病人可改善心臟舒張功能，提高活動耐量，其作用可