多重干预RAAS对大鼠慢性心功能不全心室重构及血钾的影响

陈斗佳，陈 娅，吴伦宽

(1.遵义医学院附属医院血液科，贵州遵义 563000;2.遵义医学院2010级内科学研究生，贵州遵义 563000;3.贵阳医学院附属医院心内科，贵州贵阳 550004)

多重干预RAAS对大鼠慢性心功能不全心室重构及血钾的影响

陈斗佳1，陈 娅2，吴伦宽3

(1.遵义医学院附属医院血液科，贵州遵义 563000;2.遵义医学院2010级内科学研究生，贵州遵义 563000;3.贵阳医学院附属医院心内科，贵州贵阳 550004)

目的 探讨多重干预RAAS对大鼠慢性心功能不全心室重构及血钾的影响。方法 实验采用缩窄大鼠腹主动脉法建立慢性压力负荷致心功能不全动物模型，选6周龄20只雌性SD大鼠，随机分4组(每组5只)，B组(手术模型组)、C组(卡托普利组)、D组(卡托普利+缬沙坦组)、E组(卡托普利+缬沙坦 +螺内酯组)，另随机抽取5只同龄雌性SD大鼠假手术作为对照(A组)。给药8周后用Doppler超声心动图检测大鼠心脏结构和心功能各项参数的变化，放射免疫法测定血浆AngⅡ，ALDO浓度，并生化检测血钾水平。结果 腹主动脉结扎后第9周，与A组比较，B组舒张末期室间隔厚度(IVSTD)、舒张末期左室后壁厚度(LVPWTD)、相对室壁厚度(RWT)、左室重量(LVM)、左室重量与体重比(LVM/BW)均显著提高(P＜0.05);C、D、E组与 B组相比，LVM，LVM/BW下降显著(P＜0.05)。各药物干预组(C、D、E)血浆AngⅡ，ALDO水平明显低于B组(P＜0.05)，以联合应用螺内酯组明显。各药物干预组与A组和B组相比较，血钾水平差异无显著性(P＞0.05)。结论 联合应用卡托普利、缬沙坦及螺内酯多重干预RAAS能明显改善大鼠慢性心功能不全心室重构，对血钾无明显影响。

肾素-血管紧张素-醛固酮系统;卡托普利;缬沙坦;螺内酯;模型，动物

研究表明，慢性心力衰竭(chronic heart failure，CHF)的发生发展是一个神经内分泌因素参与调节的过程，肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)是其中重要的调节机制之一。已有循证医学证实了血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)、血管紧张素 II受体阻滞剂(ARB)和醛固酮受体拮抗剂(AB)单独使用可以改善CHF血流动力学变化，减轻 CHF症状，降低病残率和病死率。但是单用一种药物并不能完全阻断血管紧张素Ⅱ或醛固酮等物质的产生［1］，基于上述理论与临床实践，在ACEI和(或)ARB基础上加用 AB，我们推测能进一步改善心力衰竭患者的预后。但是三类药物联合用于CHF，在临床上有导致高钾血症的风险［2］，为了观察多重干预 RAAS在治疗慢性心功能不全及发生高钾血症的风险效益，本研究通过缩窄大鼠腹主动脉建立慢性压力负荷心功能不全动物模型，在CHF大鼠的动物实验中联合使用 ACEI、ARB和AB这三种药物阻断 RAAS活性，探讨这种疗法能否在进一步改善心功能的同时，产生高钾血症的风险，以期对临床治疗慢性心功能不全进行多重干预RAAS的效益提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

6周龄25只健康雌性 Sprague Dawley(SD)大鼠，体质量180～200 g，来源于贵阳医学院实验动物中心【SCXY(黔)2002-0001】，并按实验动物使用的3R原则给予人道的关怀。

1.2 材料

心脏超声诊断仪(ALOKA SSD-5500)，心脏超声探头，频率为7.5 MHz［3］(贵阳医学院附属医院超声心动图室)。卡托普利，每片25mg，湖北华中药业有限公司生产，批号20060905;缬沙坦胶囊，每片80 mg，北京诺华制药有限公司生产，批号060504;螺内酯，每片20 mg，海南神同洲制药有限公司生产，批号060402。

1.3 大鼠慢性心功能不全模型的建立［4］及实验分组

SD大鼠实验前适应性饲养一周，自由摄食水。3%戊巴比妥钠(35 mg/kg)行腹腔麻醉后，仰卧固定大鼠，常规消毒腹部皮肤，从腹部正中线分层切开大鼠皮肤至腹腔，在膈下1 cm处肾动脉分叉上方游离腹主动脉，与腹主动脉旁平行放置7号钝针头，用4号手术丝线一同结扎后，抽出针头，使腹主动脉部分狭窄，横截面积减少40% ～50%，狭窄处内径为0.7 mm，建立压力负荷致慢性心功能不全动物模型，并随机分成4组饲养，每组5只，手术后1周，经食道灌胃，8周后处死动物取标本。①B组(手术模型组)：2mL蒸馏水灌胃，每天一次，连续8周。②C组(卡托普利组)：卡托普利 100 mg/(kg·d)溶于2 mL蒸馏水灌胃，每天一次，连续8周。③D组(卡托普利 +缬沙坦组)：卡托普利100 mg/(kg·d)+缬沙坦30 mg/(kg·d)溶于2 mL蒸馏水灌胃，每天一次，连续8周。④E组(卡托普利+缬沙坦+螺内酯组)：卡托普利 100 mg/(kg·d) +缬沙坦30 mg/(kg·d)+螺内酯20 mg/(kg·d)溶于2 mL 蒸馏水灌胃，每天一次，连续8周。⑤A组(假手术组)：另设5只作为对照，仅开腹并分离腹主动脉，不结扎，余手术步骤同前，手术后1周，2 mL蒸馏水灌胃，每天一次，连续8周。各组大鼠术后均经腹腔注射青霉素［5］连续抗感染治疗3 d，均饲以鼠料和瓶装饮用水。

1.4 超声心动图检测

各组大鼠每2周测量1次体重(body weight，BW)，3℅戊巴比妥钠(35 mg/kg)行腹腔麻醉后，在贵阳医学院附属医院超声心动图室检测，心脏超声诊断仪由二维超声图像引导M型曲线进行测量，每个心动周期重复测量5次，取平均值记录，整个实验测量均由同一个超声专科医生完成［6］。测量舒张末期室间隔厚度(interventricular septal thickness end-diastolic，IVSTD)，舒张末期左室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness end-diastolic，LVPWTD)，舒张末期左室内径(left ventricular end diastolic dimension，LVEDD)，收缩末期左室内径(left ventricular end systolic dimension，LVESD)，左室重量(left ventricular mass，LVM)，左室重量与体重比(left ventricular mass/body weight，LVM/BW)，相对室壁厚度(relative wall thickness，RWT)，左室射血分数(ejection fraction，EF)，左室短轴缩短率(fractional shortening，FS)，心率(heart rate，HR)取其 5 次心动周期的平均值，LVM、RWT、EF%、FS%分别按以下公式计算［7］：LVM=1.04 × ［(LVEDD+LVPWTD+IVSTD)3-LVEDD3］;RWT=(LVPWTD+IVSTD)/LVEDD;EF%=(LVEDD3-LVESD3)/LVEDD3×100%;FS%=(LVEDD-LVESD)/LVEDD×100%。

1.5 血浆血管紧张素 II(AngⅡ)、醛固酮(ALDO)水平含量测定

取大鼠动脉血2 mL，根据AngⅡ及ALDO放免试剂盒(北京北方生物技术研究所生产，批内变异系数：CV＜10%;批间变异系数：CV＜15%)要求操作，测各沉淀管的放射性计数(cpm)。Bi/BO-［Bi(cpm)-NSB(cpm)］/［BO(cpm)-NSB(cpm)］×100%。以Bi/BO值为纵坐标标准管浓度为横坐标，在半对数坐标纸上作图，画出标准曲线。未知标本管的血管紧张素Ⅱ浓度，可根据其Bi/BO值从曲线上查得。

1.6 血钾离子浓度测定

取大鼠动脉血2 mL于生化管内，送检于贵阳医学院附属医院生化科化验室测定血钾离子浓度。

1.7 统计学方法

所有数据用均数±标准差(¯x±s)表示，使用SPSS 11.5统计软件包进行统计学分析，采用方差分析，P＜0.05为差异有显著性。

2 结果

2.1 大鼠心功能相关参数的超声检测

表1中结果显示，造模术后9周，各组大鼠的心率比较，B、C、D及 E组与 A组比较差异有显著性(P＜0.05)，主要表现在B组心率较快;在药物干预组中比较，联用螺内酯组(E组)心率低于 C、D两组，但差异无显著性(P＞0.05)。与A组比较，B组中 IVSTD，LVPWTD，RWT，LVM，LVM/BW 分别提高27.04% ，26.95% ，21.43% ，55.01% ，62.50% ，均有差异显著性(P＜0.05);LVEDD，LVESD分别增加4.84%，6.05%，差异无显著性(P＞0.05)。C组、D组和 E组与 B组相比较，IVSTD、LVPWTD、LVM、LVM/BW下降显著(P＜0.05)，与 A组比较差异无显著性(P＞0.05)。C组、D组和E组同B组比较，RWT下降有显著性(P＜0.05)，但E组与A组相比较无差异(P＞0.05)。各组EF、FS相比较差异无显著性(P＞0.05)。

表1 各组大鼠超声心动图检测结果(s，n=5)Tab.1Echocardiographic results of the rats(s，n=5)

表1 各组大鼠超声心动图检测结果(s，n=5)Tab.1Echocardiographic results of the rats(s，n=5)

注：#与A组比较 P＜0.05;△与B组比较 P＜0.05Note：#vs.sham-operated group(group A)，P＜0.05;△ vs.operated group(group B)，P＜0.05

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2.2 大鼠体重、血浆AngⅡ、ALDO浓度及血清钾离子浓度

手术造模后9周，各组大鼠的体重及血清钾离子浓度相比较差异无显著性(P＞0.05)。B组的AngⅡ、ALDO浓度均较高，但与A组比较无差异(P＞0.05)。E组与A组比较，血浆AngⅡ浓度水平明显降低(P＜0.05)，ALDO有所降低但差异无显著性(P＞0.05)。在药物干预组间(C组、D组、E组)比较，以联用螺内酯组血浆AngⅡ、ALDO浓度下降明显，但差异无显著性(P＞0.05)。与B型组相比较，D、E两组血浆 AngⅡ、ALDO浓度显著下降(P＜0.05)，C组与B组比较差异无显著性(P＞0.05)(见表2)。

表2 大鼠体重、血浆AngⅡ、ALDO及血清钾离子浓度的变化(s，n=5)Tab.2Changes of Body weight，AngⅡ，ALDO and serum K+concentration in the rats(s，n=5)

表2 大鼠体重、血浆AngⅡ、ALDO及血清钾离子浓度的变化(s，n=5)Tab.2Changes of Body weight，AngⅡ，ALDO and serum K+concentration in the rats(s，n=5)

注：与A组比较 P＜0.05;△与B组比较 P＜0.05;▲两两组间比较 P＞0.05Note：#vs.sham-operated group(group A)，P ＜0.05; △ vs.operated group(group B)，P＜0.05;▲ vs.each other in all groups，P＞0.05

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3 讨论

ACEI及ARB的大规模临床实验［8］，证明阻断RAAS活性能明显改善心衰患者的预后和生存质量，然而无论是ACEI或ACEI与ARB合用，仍有大约20%心衰患者仍不能取得满意的治疗效果，这被归结为“醛固酮逃逸(aldosterone escape)现象［9］”的产生，醛固酮逃逸可能由反应性的高肾素血症，血管紧张素合成的选择性非酶途径，血管紧张素代谢的混杂因素以及ACEI治疗的部分顺应性降低导致［10］。且 AHA/ACC慢性心衰指南提及 ACEI+ARB+AB有增加高钾血症的风险。因此，对RAAS的3个靶点进行多重阻滞，如何客观评价 ACEI+ARB+AB;在对 RAAS系统多重干预的效益与风险，自然显得相当重要。

本研究采用膈下缩窄腹主动脉建立压力负荷型慢性心功能不全模型，在经过长达8周的 ACEI、ARB、AB多重干预 RAAS，采用经典超声诊断技术检测慢性压力负荷型心功能不全大鼠的心功能及相关参数指标［11，12］，结果表明本实验腹主动脉缩窄术后9周，模型组 LVM、LVM/BW、IVSTD、LVPWTD 和RWT均明显增加，分别提高 27.04%、26.95%、21.43%、55.01%、62.50%，差异均有显著性(P＜0.05)。而左心室腔大小无明显改变，射血分数、左室短轴缩短率正常，提示心脏处于肥厚期，心功能代偿期，表明缩窄腹主动脉造成慢性压力负荷性心肌肥厚模型成功，这与文献报道一致［13］。用 ACEI、ARB和AB后IVSTD、LVM/BW、LVPWTD呈递减趋势，提示ACEI和ARB联用AB更有利于改善心功能不全心脏的心室重构。

本实验研究显示，药物干预组较模型组的AngⅡ、ALDO血浆水平降低，表明 ACEI阻止 Ang I转变为AngⅡ，使AngⅡ水平降低，对肾上腺球状带的刺激减弱，ALDO合成减少;ARB阻断 AngⅡ与AT1受体结合，导致了ALDO合成减少。以联用螺内酯组降低明显，提示螺内酯阻断了部分醛固酮作用，抑制了“醛固酮逃逸”现象的作用。通常“醛固酮逃逸”现象常发生于ACEI及ARB治疗＞3个月以上的CHF患者，而本实验未发现药物干预组ALDO水平增高，与文献报道不同［14］，推测可能与本实验药物干预时间过短有关。醛固酮受体拮抗剂螺内酯在基础和临床试验中发现能够逆转心肌纤维化，进而影响心室重构。国际多中心、随机、双盲、安慰剂对照临床试验(RALES试验)［15］证实在心衰患者中小剂量应用螺内酯明显降低心源性死亡率、住院率，改善心功能。本实验研究亦显示：联合应用螺内酯组的 AngⅡ和 ALDO血浆浓度下降明显，HR、LVM及LVM/BW较手术模型组及其他干预组明显降低，提示螺内酯组心功能进一步改善部分与ALDO水平的下降有关。在各药物干预组中，单用ACEI组的ALDO浓度水平较高，提示了ACEI不能有效降低ALDO浓度，从而为CHF的治疗联合使用醛固酮受体拮抗剂提供了依据。

临床上ACEI、ARB、AB三种药物联用时，可以导致高钾血症，但是 CHF患者由于 RAAS活性增强，刺激ALDO分泌增多，因而本身就常有低钾血症存在，在肾功能正常、每日尿量500 mL以上时联合适当小剂量应用螺内酯一般不会出现电解质紊乱［16］。本实验研究中各实验组均未出现高钾血症，与文献报道一致［17］，推测在慢性心力衰竭的病理生理发生发展过程中，ACEI，ARB两类药物联合小剂量螺内酯从不同水平阻断激活的RAAS有效，安全。

综上所述，本实验的结果提示 ACEI、ARB及AB三者联合使用理论上应能有效阻断RAAS，改善CHF患者心功能，但是目前缺乏大型临床研究证实，故有必要进行更加深入广泛的基础与临床研究。

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Effects of multi-intervention RAAS on ventricular remodeling and serum K+concentration in the chronic cardiac insufficiency rats

CHEN Dou-jia1，CHEN Ya2，WU Lun-kuan3
(1.Department of Hematology，the Affiliated Hospital of Zunyi Medical College，Zunyi 563000，China;2.Postgraduate student 2010(Master degree)，Department of Internal Medicine，Zunyi Medical College.Zunyi 563000;3.Department of Cardiology，the Affiliated Hospital of Guiyang Medical College.Guiyang 550004，China)

Objective To explore the effects of multi-intervention RAAS on ventricular remodeling and serum K+concentration in the chronic pressure overload heart due to cardiac insufficiency in rats.Methods To establish chronic cardiac insufficiency animal models with suprarenal abdominal aortic banding in rats.Six-week old female Sprague-Dawley rats were enrolled and the suprarenal abdominal aorta was ligated by 4-0 nylon suture against a needle(outer diameter 0.7 mm).Twenty female rats were randomized into four groups(n=5)，including operated rats(group B)，and Captopriltreated rats(group C)，Captopril+Valsartan treatment rats(group D)and Captopril+Valsartan+Spironolactone treatment rats(group E)，which were treated by gavage everyday at the same time for 8 weeks.Another 5 age-matched shamoperated rats were used as control group(group A).Eight weeks after treatment，the changes of heart structure and cardiac function parameters were obtained by echocardiography.The concentrations of angiotensin II(AngⅡ)and aldosterone(ALDO)in plasma were assessed by radioimmunoassay(RIA).The serum K+concentration was detrmined.Results Compared with the sham-operated groups，the interventricular septal thickness end-diastolic(IVSTD)，left ventricular pos-terior wall thickness end-diastolic(LVPWTD)，relative wall thickness(RWT)，left ventricular mass(LVM)，left ventricular mass/body weight(LVM/BW)in the group B were significantly increased(P＜0.05).In contrast to the operated groups，the LVM，LVM/BW in groups C，D and E decreased significantly(P＜0.05).Compared with the group B，the AngⅡ and ALDO were significantly decreased in the drug-treated groups(C，D and E groups)(P＜0.05)，especially in the group E.There were no significant changes of the serum K+concentration in all groups(P＞0.05).Conclusions Multi-intervention RAAS using Captopril，Valsartan and Spironolactone simultaneously are very effective in suppressing ventricular remodeling in chronic cardiac insufficiency rats，but has no effects on the serum K+concentration.

Renin-angiotensin-aldosterone system;Captopril;Valsartan;Spironolactone;Cardiac insufficiency;Animal models;Rat

Q95-33，R332

A

1005-4847(2010)01-0079-05

10.3969/j.issn.1005-4847.2011.01.018

陈斗佳(1979-)，男，硕士，研究方向：冠心病与高血压。Email：chendoujia@163.com

吴伦宽。Email：wulunkuan@medmail.com.cn

2010-05-28