蓝色箭头所指即为肾脏,图A:结扎前肾红润,图B:结扎后肾苍白
图1 腹主动脉缩窄前后肾的血供对比
1.2.2.6 检查大鼠腹腔内无残留纱布、棉球后,将胃体、脾等小心放回腹腔复位,逐层缝合肌肉和皮肤,消毒。
1.2.2.7 空白对照组大鼠按手术操作分离腹主动脉并穿线,但不做缩窄处理,缝合,消毒。
1.2.2.8 全部大鼠于术后肌注50 000 U/只青霉素抗感染,连续注射3天。术后密切观察并记录大鼠生存情况、体重以及精神状态、呼吸,饮水饮食、毛色、活动力等临床表现。
1.3 大鼠彩色超声心动图检查
大鼠造模后4周、8周各行一次,10%水合氯醛(035 ml/100 g)腹腔注射麻醉后取仰卧位固定大鼠,备皮,运用超声诊断仪,胸骨旁左室长轴切面及腹主动脉长轴切面,检测大鼠:LVPWs,LVPWd,IVSs,IVSd,LVEF。
1.4 大鼠灌注固定取心脏组织,制石蜡切片,行HE染色、马松染色
大鼠建模8周后,用10%水合氯醛麻醉,仰卧位固定,开胸腔暴露心脏,灌注针头从心尖进入,固定在升主动脉,剪开右心耳,4 ℃生理盐水灌流3 min,再用4℃多聚甲醛灌注固定40 min,固定完毕取大鼠心脏送病理科做石蜡切片,常规HE染色、马松染色。
1.5 统计学处理
所有实验数据以均值±标准差(±s)表示,采用SPSS 190统计软件进行分析,组间计算采用两独立样本T检验,以p<005有统计学意义,p<001为统计学有显著差异。
2 结果
2.1 大鼠分组建模成功率及术后观察结果
建模后1周共存活大鼠42只,其中模型组大鼠成活18只,死亡6只,成活率为75%,其中一只下肢活动不便,疑为缩窄动脉后下肢血流灌注不足所致,弃去不用;2只死于术后,解剖未见明显感染,无腹腔积液;4只死于术后72 h围手术期,解剖未见异常,疑为手术应激[4],对照组全部存活。
与对照组相比,模型组大鼠出现鼠毛蓬松、稀疏、干燥无光泽,活动力降低,呼吸频率加快,体重增长缓慢等表现,且上述表现随建模时间增长而愈加明显;到8周时可出现呼吸急促、对外界刺激反应迟钝、尾巴紫绀和轻度水肿等心力衰竭体征,表明模型组大鼠心功能下降,全身组织血液灌注减少,有缺血缺氧症状。
2.2 建模4周与8周超声心动检查结果
建模4周后A组大鼠LVPWs、LVPWd、IVSs、IVSd均增加(p<005), LVEF虽有下降趋势,但无统计学意义(p>005),结果见表1,结果提示在建模4周后大鼠已经出现心室肌肥厚的改变,但未达到心力衰竭。建模8周后LVPWs(0297±0020 vs 0374±0023)mm、p<005,LVPWd(0192±0009 vs 0290±0028)mm、p<005,IVSs(0311±0008 vs 0364±0012)mm、p<005,IVSd(0187±0008 vs 0225±0023)、p<005, LVEF(86586±1452 vs 60630±2716)、p<005, 此时差异更加明显,LVEF出现统计学差异(p<005),见表1,结果提示心脏逐渐失去代偿能力,转向心力衰竭;同时通过腹主动脉B型超声超成像可见模型组大鼠腹主动脉缩窄明显,220~270 g的大鼠使用7号针头缩窄后腹主动脉缩窄可达60%~70%;而对照组大鼠心脏结构、射血分数均正常。对照组大鼠未见异常,见图2。
表1 两组大鼠血流动力学指标比较
(±s)
组别 | n | 时间(W) | LVPWs(mm) | LVPWd(mm) | IVSs(mm) | IVSd(mm) | LVEF(mm) |
B组 | 24 | 4 | 0.276±0.005 | 0.171±0.008 | 0.278±0.007 | 0.167±0.004 | 90.483±1.832 |
8 | 0.297±0.020 | 0.192±0.009 | 0.311±0.008 | 0.187±0.008 | 86.586±1.452 | ||
A组 | 17 | 4 | 0.355±0.0151) | 0.264±0.0121) | 0.327±0.0601) | 0.228±0.0131) | 81.600±1.3112) |
8 | 0.374±0.0231) | 0.290±0.0281) | 0.364±0.0121) | 0.225±0.0231) | 60.630±2.7161) |
(说明:图A、图C:B组大鼠腹主动脉,图B、图D:A组大鼠腹主动脉;红色箭头所示为建模时缩窄部位)
图2 腹主动脉B型超声成像缩窄效果及血流对比
2.3 HE染色病理结果
图中心肌组织细胞核均被染成蓝色,细胞质、胶原纤维、红细胞均被染成红色。A组大鼠心肌细胞体积增大、数量减少、间隙增宽、排列紊乱;胞核着色不均、心肌肌节增多、肌纤维间疏松水肿。B组心肌排列整齐,组织学表现正常。见图3。
2.4 马松染色结果
图中蓝色部分代表心肌间质胶原成份,细胞质、心肌纤维、红细胞被染成深浅不一的红色。由图可见A组大鼠心肌间质胶原纤维增多,血管周围细胞外基质增多,图B、图D可见成片被染成蓝色的胶原纤维,将心肌分隔成岛状。见图4。
(说明:图A:B组大鼠心肌,图B:A组大鼠心肌)
图3 心肌HE染色结果(×400)
(说明:图A、图C:B组大鼠心肌;图B、图D:A组大鼠心肌)
图4 心肌马松染色结果(A、B×200,C、D×400)
3 讨论
动物CHF模型建立的方法有多种,常用的有以下三种[5-6]:①容量超负荷建模(包括动静脉造瘘法,腔静脉缩窄与主动脉瓣和二尖瓣关闭不全法);②压力超负荷建模(包括主动脉缩窄和肺动脉缩窄法);③化学因素造成(主要有采用阿霉素法)。以上几种方法都存在一定的局限性,例如操作精确度不高或者建模一定时间后动物之间心衰程度有较大差别等[7-8]。除此之外,近年来芦玲巧[9]等人使用主动脉弓缩窄术制备大鼠CHF模型以及张冬颖[10]等人使用冠脉结扎术建立该模型,相比本课题组采用的腹主动脉缩窄术达到理想心力衰竭状态的耗时较短,但其手术操作复杂、大鼠术后死亡率高,且必需呼吸机支持。
心室重构是CHF的病理生理基础,超声心动图检查心脏功能、评价心力衰竭等方面具有无创伤,动态监测方便等优点[15] 。本实验用超声心动图、HE染色和马松染色下心肌病理变化反映大鼠心室重构。可见建模8周大鼠有显著的心室壁增厚肥大、心腔扩大;组织学上表现为心肌细胞肥大、排列紊乱、间质增生、心肌间质纤维化、间隙增宽、细胞核浓染增大、着色不均、心肌肌节增多、肌纤维间疏松水肿等特点。此外,结合临床水肿发绀等症状,可知按照此方法可以较稳定的制备出大鼠慢性心力衰竭模型,并由手术操作简易、术后大鼠存活率高以及8周后大鼠CHF表现,可知本方法是一种较理想的CHF模型建立方法。
采用腹主动脉部分缩窄术时,大鼠腹主动脉缩窄后肾血流量显著减少,激活RAAS系统并造成体内钠水潴留,加重心衰[11]。一方面增加压力后负荷,另一方面通过减少肾血流量致钠水潴留、增加前负荷,血管紧张素转化酶(ACE)激活增加使AngⅠ转化为AngⅡ,后者可使血管强烈收缩,加重心脏后负荷,引起心肌重构,形成恶性循环[12]。故本建模方法尤其适合研究由压力负荷过大而致的心肌肥厚并且从心衰代偿期到失代偿期病理及临床表现的变化,并通过腹主动脉的机械性缩窄直接导致心脏射血的后负荷增加,从而形成了不易受药物影响的稳定的高血压,更利于研究从高血压致心肌肥厚并转变成慢性心力衰竭的各种病理改变,与临床有较好的相关性[13-14]。因此,腹主动脉缩窄术致动物心力衰竭模型值得推广使用。
本课题组采用腹主动脉缩窄术制备大鼠CHF模型,根据建模的效果思考总结,得出建模过程中的注意事项:
① 术前8小时禁食,否则手术中鼓胀的胃体会影响分离腹主动脉的手术视野,胃附近连着脾处有大量血管,在隔离过程中也容易损伤导致大出血。
② 开腹时要逐层剪开,避免伤到小血管造成出血。同时在剪开最后一层时需要用镊子提起来再剪,防止锋利的剪刀直接剪破内脏。
③ 暴露手术视野时,肠管、胃体、脾的隔离固定需用经生理盐水湿润过的纱布,同时在手术中注意保持湿润。若肝叶挡住视野可放置小棉球进入腹腔顶住肝脏使不其下垂,但切记放入小棉球位置和数量,方便术后取出。
④ 分离腹主动脉动作要轻柔,注意避开附近小的血管,防止术中出血,出血一方面影响手术视野,同时也降低手术后成活率。另外,不必分离过长腹主动脉,可容4-0手术缝线顺利穿过即可。
⑤ 结扎松紧度的判断:腹主动脉结扎的松紧程度是缩窄程度的重要影响因素,结扎紧后立即可观察到如图1左肾明显缺血变白,结扎后向外轻拉针头,以针头有明显阻力,不向外滑脱为宜。
⑥ 结扎部位的选择:结扎部位需谨慎,多在左肾静脉水平沿腹主动脉向上15~2 cm处将腹主动脉于7号针头共同结扎,结扎点选择过上会增加分离腹主动脉难度且在分离过程中易损伤膈膜导致气胸;结扎点过低则可能结扎在右肾动脉分叉处以下,则不能导致大鼠心脏后负荷明显增加而难以造成心力衰竭。
⑦ 术后肠粘连肠梗阻的预防:术前备皮需尽量清理干净,防止开腹后鼠毛进入腹腔。术前洗去乳胶手套上滑石粉后进行手术操作,术前准备湿润纱布铺于切口左侧,术中需用生理盐水保持外露肠胃湿润,术后确认放置进腹腔的棉球全部取出后自然复位胃、脾和肠管。
⑧ 大鼠麻醉后体温下降,故术中和术后都需注意保暖。
⑨ 术后可喂养8小时糖盐水(4%葡萄糖、0.9%氯化钠),同时观察大鼠是否有排便腹胀等情况以便确认是否有肠粘连梗阻,并需勤换饲养垫料,保持自然环境清洁。
⑩ 对4周及8周建模大鼠行超声时需要麻醉固定,但由于八周时大鼠心功能不全,建议减量注射麻醉药,以防麻醉过深导致大鼠意外死亡。
参考文献
[1] 邢作英, 王永霞, 朱明军. 慢性心力衰竭流行病学研究现状及其病因[J]. 中华实用诊断与治疗杂志, 2012(10): 937-938.
[2] FELDMAN A M. Selective changes in cardiac gene expression during compensated hypertrophy and the transition to cardiac decompensation in rats with chronic aortic banding[J]. Circ Res, 1993, 73(1): 184-92.
[3] 王瑞芳. 压力负荷诱导的大鼠舒张性心力衰竭模型的建立[J]. 中华保健医学杂志, 2009(02): 92-95+171.
[4] 胡咏梅. 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(03): 322-324.
[5] ESPOSITO G, et al. Genetic alterations that inhibit in vivo pressure-overload hypertrophy prevent cardiac dysfunction despite increased wall stress[J]. Circulation, 2002, 105(1): 85-92.
[6] BOLUYT M O, et al. Heart failure after long-term supravalvular aortic constriction in rats[J]. Am J Hypertens, 2005, 18(2 Pt 1): 202-12.
[7] 周 岩, 孙兰军, 徐 强. 慢性心力衰竭大鼠模型研究进展[J]. 辽宁中医杂志, 2014(08): 1782-1784.
[8] 侯剑辉. 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(04): 26-28.
[9] 芦玲巧, 曾翔俊,郝 刚. 大鼠心力衰竭模型的构建与鉴定[J]. 中国比较医学杂志, 2012(08): 22-25.
[10] 张冬颖. 冠状动脉结扎与腹主动脉缩窄所致慢性心力衰竭大鼠模型比较[J]. 中国微循环, 2005(03): 171-174.
[11] HOLTZ J, M FINCKH.[Pathophysiology of cardiorenal regulatory mechanisms in heart failure[J]. Z Kardiol, 1991, 80 Suppl 2:1-10.
[12] SCHIRGER J A, et al. Endothelin A receptor antagonism in experimental congestive heart failure results in augmentation of the renin-angiotensin system and sustained sodium retention[J]. Circulation, 2004, 109(2): 249-54.
[13] MERCADIER J J, et al. Myosin isoenzyme changes in several models of rat cardiac hypertrophy[J]. Circ Res, 1981, 49(2): 525-32.
[14] 马 力. 心力衰竭模型大鼠心脏肥厚指标与心功能的关系研究[J]. 首都医科大学学报, 2010(05): 596-599.
[15] 朱文晖, 张晓红,肖渊茗. 超声心动图评价心力衰竭大鼠模型心功能改变[J]. 中南大学学报(医学版), 2009(05): 453-456.
① 本网版权均属于现代医院杂志社,转载、摘编应在授权范围内使用,应注明"来源出处:《现代医院》杂志社"。违者本网将追究相关法律责任。
② 如有疑问和问题请联系现代医院杂志社服务热线:020-83310901 83310902
2020年,每个人心中都可能萦绕着一个问题 疫情之后,是爆发报复性反弹?还是缓慢有......
广东省医院各学科恢复不平衡,但总体向好 。 疫情在国内虽然被控制了,但不少医院......