慢性心力衰竭是各种心脏疾患的最终归宿，也是心内科最常见的死亡原因。根据欧洲心脏病学会最新统计，在欧洲47个国家近10亿的人口中，至少有1 500万慢性心力衰竭患者，还有1 500万无症状的心功能不全患者^[1]。美国心脏学会统计，当前美国慢性心力衰竭患者高达580万，每年因心力衰竭而消耗的医疗费用高达390亿美元^[2]。在中国34～74岁年龄段，有超过400万的心力衰竭患者，年病死率高达40%，同时心力衰竭的患者不断增加，年增长率已达2.8%^[3]。慢性心力衰竭在世界范围内呈现扩大的态势，死亡率不断升高，给家庭乃至社会带来巨大的经济负担。在研究慢性心力衰竭机制过程中，大鼠心力衰竭模型起到十分关键的作用。本研究探讨异丙肾上腺素(ISO)联合腹主动脉缩窄术(AAC)制作大鼠心力衰竭模型的效果，并与既往传统的两种常见模型制作方法比较，现将结果报告如下。

一、材 料

1.实验动物

雄性大鼠100只(SD级，山东鲁抗公司提供)，体质量270～310 g。100只大鼠分为5组，每组20只，分别为假手术、手术、联合A[手术+ISO 1.0 mg/(kg·d)]、联合B[手术+ISO 2.5 mg/(kg·d)]、ISO组[2.5 mg/(kg·d)]。

2.仪器和药物

超声诊断仪；6～12 MHz高频线阵探头；电子天平(0～1 000 g)；10%水合氯醛；青霉素(80万单位/支，山东鲁抗)；异丙肾上腺素(1 mg/支，上海禾丰)。

二、方 法

1.动物模型制备

大鼠术前禁食12 h，称重，采用10%水合氯醛(3 ml/kg)腹腔注射麻醉，将大鼠仰卧固定于手术台，腹中线周围备皮、消毒、铺巾，切口起自剑突下1 cm，沿腹中线分层切开皮肤、肌肉约2 cm，将盲肠挤出放在浸有生理盐水的无菌纱布，保持湿润。止血钳钝性分离腹主动脉、左肾动脉，于左肾动脉上方约1.5 cm处，穿一条4号手术线，用去尖磨钝的7号针头与腹主动脉平行放置，手术线将两者一同结扎，随后抽出针头，剪掉线头，内脏放回，分层关腹，术后给予腹腔注射青霉素(20万单位/只)，连续3 d，常规喂养^[4]。假手术组不结扎腹主动脉，余操作与手术组一样。联合组以及ISO组术后腹腔注射给予相应剂量ISO，连续4周，手术组以及假手术组给予相应剂量的生理盐水。

2.心脏超声动态监测

术后4周开始，每周利用UCG监测大鼠舒张末期室间隔厚度(IVSd)，左心室舒张末期内径(LVEDd)、左心室后壁厚度(LVPWd)、LVEF等指标。

3.取材和病理分析

术后8周，大鼠称重后处死，立即取出心脏，用冷盐水充分清洗心脏，并用滤纸吸干心脏内外的水分后称量，称全心重量(HW)，随后沿室间隔分离左心室，称左心室重量(LVW)，计算心脏重量/体质量比(HW/BW)、左心室重量/体质量比(LVW/BW)。称重后将心肌组织浸泡在多聚甲醛溶液(4%)中，常规固定、脱水、石蜡包埋、切片(厚度5 μm)、苏木素-伊红染色，最后放在显微镜下观察。

三、统计学处理

采用SPSS 17.0统计软件。计量资料以 ± s表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

一、各组小鼠死亡数目以及死亡原因

假手术组2只均死于术后48 h，解剖可见肠梗阻。手术组6只死于3 d内，其中3只死于肠梗阻，3只死于急性心力衰竭。联合A组2只死于麻醉剂量过大，2只死于肠梗阻，2只死于急性心力衰竭，1只死于腹腔感染。联合B组3 d内死亡3只(肠梗阻)，后期注射ISO死亡15只(急性心力衰竭)，死亡率为85%。ISO组4只死于急性心力衰竭。

二、各组小鼠血流动力学指标比较

术后8周联合组IVSd、 LVEDd、LVPWd、LVEF指标与假手术组、手术组、ISO组比较差异均有统计学意义(P均＜0.05)；联合B组与联合A组比较，IVSd、 LVEDd、LVPWd、LVEF差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表 1。

表 1

表 1 术后8周各组小鼠血流动力学指标比较 组 别 n LVEDd(mm) IVSd(mm) LVPWd(mm) LVEF(%) 假手术组 18 4.50±0.52 1.81±0.25 1.66±0.33 82.22±1.20 手术组 14 3.76±0.46a 3.08±0.34a 3.52±0.24a 84.26±1.65a 联合A组 13 5.52±0.64acd 1.30±0.13acd 1.26±0.27acd 43.39±2.15acd 联合B组 2 5.63±0.16a 1.24±0.19b 1.38±0.12b 43.50±0.75a ISO组 16 3.80±0.35a 3.14±0.31a 3.52±0.22a 83.73±1.31a F值 3.05 5.59 4.31 3.55 P值 ＜0.05 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.05 注：与假手术组比较，aP < 0.01，bP < 0.05；与ISO组比较，cP < 0.01；与手术组比较，dP < 0.01

表 1 术后8周各组小鼠血流动力学指标比较

三、各组小鼠心脏解剖结果比较

联合组心脏质量增大，左心室肥厚明显，同时出现心腔扩大，HW/BW及LVW/BW均明显高于手术组以及ISO组；联合B组与联合A组比较，LVW/BW 明显升高，而HW、BW、HW/BW比较差异均无统计学意义(P均＞0.05)，见表 2。

表 2

表 2 术后8周各组小鼠心脏解剖结果比较 ± s 组 别 n BW(g) HW(mg) LVW(mg) HW/BW(mg/g) LVW/BW(mg/g) 假手术组 18 349±33 984±18 660±10 2.92±0.17 1.99±0.15 手术组 14 361±47 1210±16ac 821±15ac 3.35±0.32ac 2.27±0.24ac 联合A组 13 353±21 1537±21a 1148±23a 4.55±0.29a 3.11±0.27a 联合B组 2 360±43 1542±26a 1156±21a 4.53±0.45a 3.21±0.39ad ISO组 16 354±20 1102±23a 732±11a 3.11±0.21b 2.07±0.23b F值 1.63 10.88 13.19 5.03 2.77 P值 ＞0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.05 注：与假手术组比较，aP < 0.01，bP < 0.05；与联合A组比较，cP < 0.01，dP < 0.05

表 2 术后8周各组小鼠心脏解剖结果比较

四、各组小鼠心肌病理切片结果

联合A、B组心肌细胞体积增大直径增宽，着色不均；可见明显纤维组织，肌纤维间疏松水肿，间隙增宽；手术组以及ISO组心肌细胞轻度增大，血管周围可见轻微纤维组织，见图 1。

图 1 各组小鼠心肌病理切片形态学检查(苏木素-伊红染色，×100) A：假手术组；B：手术组；C：联合A组；D：联合B组；E：ISO组

目前复制大鼠心力衰竭的模型种类繁多，主要分为压力超负荷型心力衰竭模型(如AAC)、缺血性心力衰竭模型(如冠状动脉结扎术)、容量超负荷型心力衰竭模型(如动静脉瘘)以及药物心力衰竭模型(如ISO)等^[5]。

ISO制作慢性心力衰竭大鼠模型存在着注射部位、剂量、时间等问题，ISO复制心力衰竭模型的作用机制是通过ISO激动心肌β受体，使心肌剧烈收缩、心率加快，增加心肌氧耗，但作用时间相对较短，同时大剂量ISO会引起急性心力衰竭导致死亡，小剂量ISO达不到诱导心力衰竭模型的目的，目前尚无统一的使用剂量指标^[6]。本研究ISO组中大鼠LVEDd较正常组低，IVSd、LVPWd以及HW/BW也提示心肌明显肥厚，但心脏功能LVEF反而轻度升高，考虑是心脏代偿性作用。

AAC复制慢性心力衰竭模型的机制是通过缩窄腹主动脉,使心脏后负荷增加,心肌通过神经-体液等机制代偿性增厚，随着后负荷的持续存在，心室容积增大、心脏扩大，最终心肌失代偿形成心力衰竭^{[7, 8]}。既往多项研究发现，AAC术后8周出现心肌肥厚，此时心脏处于代偿阶段，未能达到心力衰竭的指标，需要长达12周甚至更长时间达到心力衰竭^{[9, 10]}。本研究中手术组大鼠8周LVEDd较假手术组低，IVSd和 LVPWd高，可见心肌肥厚明显，但是LVEF未见明显下降，心脏功能尚处于代偿期，模型未成功。

本研究采用ISO联合AAC诱导大鼠慢性心力衰竭模型，模拟临床慢性心力衰竭的病理变化。通过对比血各组流动力学指标、HW/BW、LVW/BW以及病理切片等，ISO联合AAC方法制作慢性心力衰竭模型较单纯AAC组和ISO组更具有稳定性及有效性，主要机制是在AAC模型的基础上，连续给予ISO刺激心肌β受体，增加心肌收缩力以及收缩频率，促进心力衰竭的进一步发生。联合B组中的大鼠死亡率高达85%，主要是因为ISO的剂量过大导致大鼠发生急性心力衰竭导致死亡，联合组中高剂量ISO并不适合诱导大鼠心力衰竭模型。联合组中低剂量组，大鼠死亡率与ACC、ISO组无明显的差异，血流动力学、心脏超声等均提示慢性心力衰竭的发生，显微镜下可见大量的心肌纤维化，提示心脏功能严重受损，LVEF已达小于45%的国际标准^[11]。本方法具有操作简单、死亡率较低、造模效果明确、节省时间等优势，为研究慢性心力衰竭的发病机制和治疗措施提供理想的动物模型。

参考文献

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... ，至少有1 500万慢性心力衰竭患者，还有1 500万无症状的心功能不全患者^[1]。美国心脏学会统计，当前美国慢性心力衰竭患者高达580万，每年因心 ...

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... 力衰竭患者高达580万，每年因心力衰竭而消耗的医疗费用高达390亿美元^[2]。在中国34～74岁年龄段，有超过400万的心力衰竭患者，年病死率高达40 ...

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... 分层关腹，术后给予腹腔注射青霉素(20万单位/只)，连续3 d，常规喂养^[4]。假手术组不结扎腹主动脉，余操作与手术组一样。联合组以及ISO组术 ...

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... 的持续存在，心室容积增大、心脏扩大，最终心肌失代偿形成心力衰竭^{[7, 8]}。既往多项研究发现，AAC术后8周出 ...

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... ，未能达到心力衰竭的指标，需要长达12周甚至更长时间达到心力衰竭^{[9, 10]}。本研究中手术组大鼠8周LVEDd较 ...

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... 大量的心肌纤维化，提示心脏功能严重受损，LVEF已达小于45%的国际标准^[11]。本方法具有操作简单、死亡率较低、造模效果明确、节省时间等优势 ...