阿托伐他汀对大鼠心肌缺血再灌注保护作用的实验研究

杜萍，常栋，陈畅

（大连医科大学附属第一医院1.心内科；2.急诊科，辽宁大连116011）

阿托伐他汀对大鼠心肌缺血再灌注保护作用的实验研究

杜萍1，常栋1，陈畅2

（大连医科大学附属第一医院1.心内科；2.急诊科，辽宁大连116011）

目的研究阿托伐他汀对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用。方法54只SD大鼠随机分为3组：阿托伐他汀组（n= 18）、缺血再灌注组（n=18）和假手术组（n=18）。制备大鼠心肌缺血再灌注损伤模型，从阿托伐他汀组和缺血再灌注组各选取8只小鼠进行Evans blue和TTS染色，应用图像分析软件计算梗死的面积，制备大鼠心肌组织匀浆，采用硫代巴比妥酸（TBA）法测定丙二醛（MDA）含量，酶联免疫（ELISA）法测定肿瘤坏死因子α（TNF-α）及髓过氧化物酶（MPO）含量。于术后14 d检测剩余30只大鼠的血流动力学指标及心室重构指标，并对结果进行统计分析。结果阿托伐他汀干预组大鼠与再灌注组比较，心肌梗死面积小于缺血再灌注组，缺血未梗死面积大于缺血再灌注组，心肌梗死面积占缺血总面积的比例小于缺血再灌注组。与假手术组比较，缺血再灌注组及阿托伐他汀组MDA、TNF-α和MPO均增加，但阿托伐他汀组增加较少。血流动力学及左心室功能较缺血再灌注组明显改善，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论阿托伐他汀可减小心肌缺血再灌注后损伤的梗死面积，改善血流动力学及左心室功能。

阿托伐他汀；心肌缺血；再灌注损伤

心肌梗死后，通过溶栓或经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）及早恢复心肌灌注是减小心肌梗死面积、改善临床预后的重要手段。然而，缺血心肌血流恢复可能引起心肌缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury，IRI），从而降低了心肌再灌注的疗效。他汀类药物是羟甲基戊二酰辅酶A（hydroxy-methylglutaryl-coenzyme A，HMG-CoA）还原酶抑制剂，通常用于调节血脂，降低血浆胆固醇和脂蛋白水平。近年来的研究发现，该类药物具有多种心血管保护功能［1，2］。本研究采用大鼠心肌缺血再灌注模型，研究阿托伐他汀（atorvastatin）对心肌的保护作用，以期为深入研究及临床用药提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物分组及给药方法

选取6～8周龄的清洁级SD大鼠54只（由大连医科大学实验动物中心提供），雌雄各半，体质量180～250 g。随机分为3组：阿托伐他汀组（n=18）：于术前1周开始以15 mg/kg的阿托伐他汀与2 mL生理盐水混匀灌胃；缺血再灌注组（n=18）和假手术组（n= 18）：均用2 mL生理盐水每日1次灌胃。术前均禁食12 h。设立假手术组旨在消除饲养条件、盐水灌胃及常规手术操作对实验效果的影响。

1.2 大鼠心肌缺血再灌注模型的制备

腹腔注射戊巴比妥钠60 mg/kg麻醉大鼠，将头部及四肢固定于操作台。连接心电图机，采用标准导联。自左侧3、4肋间打开胸腔，阿托伐他汀组及缺血再灌注组于肺动脉圆锥及左心室间左心耳下2～3 mm处分离并结扎冠状动脉左前降支，假手术组只分离不结扎。观察到心跳变缓，心肌呈暗红色，心电图ST段抬高和（或）T波高耸即表示结扎成功［3］。将心脏归位并计时30 min，再次取出心脏，解除结扎线，再灌注3 h。

1.3 心肌梗死面积的测定

再灌注3 h后，各组分别取大鼠8只，其中阿托伐他汀组及缺血再灌注组共16只大鼠开胸并于原位置进行结扎，经心尖部注入3 mL Evans blue（10 g/L）进行染色。处死大鼠并迅速摘除心脏，用生理盐水洗净，剪除心房、右心室及大血管，沿长轴切成2 mm的薄片5片，浸入TTC磷酸缓冲溶液（0.5 mg/mL，pH7.4）中。37℃孵育30 min进行染色［4］。经TTC和Evans blue双染色，心肌组织分成3部分:蓝染部分（即Evans blue染色部分）为正常心肌组织，红染部分（即TTC染色部分）为缺血未梗死心肌组织，灰白色部分为缺血梗死心肌组织。拍照并应用图像分析软件计算各部分的面积。

1.4 缺血非梗死区心肌组织丙二醛（malondialdehyde，MDA）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α）、髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）含量的测定

取大鼠左心室缺血未梗死区域的心肌组织0.7～1.0 g（假手术组取相同位置），加裂解液、生理盐水混匀，应用Omni Prep自动组织均浆仪制备10%组织匀浆，低温低速离心机3 000 r/min离心10 min，取上清液。采用硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）法测定MDA含量，酶联免疫（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）法测定TNF-α及MPO含量，所有操作均严格按照试剂盒说明书进行。

1.5 相关指标的检测

1.5.1 血流动力学指标检测：于术后14 d测量剩余大鼠的心率（heart rate，HR）、主动脉收缩压（systolic blood pressure，SBP）、主动脉舒张压（diastolic blood pressure，DBP）、左心室收缩期压力（left bentricular systolic pressure，LVSP）、左心室舒张末期压力（left ventricular end-diastolic pressure，LVEDP）、左心室内压上升最大速率（+dp/dt）及左心室内压下降最大速率（-dp/dt）。

1.5.2 心室重构指标检测：测量大鼠体质量后处死，开胸分离心脏，分别测量左右心室的质量并计算其相对质量（左右心室相对质量=左右心室质量/体质量），同时测量室间隔厚度。

1.6 统计学分析

采用SPSS 17.0统计软件进行统计学分析。计量资料均采用表示。2组之间的比较采用两独立样本t检验，多组之间的比较采用方差分析。计数资料及构成比之间差异的比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 心肌梗死面积测量结果

阿托伐他汀组大鼠心肌梗死面积小于缺血再灌注组，缺血未梗死面积大于缺血再灌注组，差异有统计学意义（P＜0.05）；阿托伐他汀组缺血总面积（即梗死面积与缺血未梗死面积之和）小于缺血再灌注组，差异无统计学意义（P＞0.05）；阿托伐他汀组大鼠心肌梗死面积占缺血总面积的比例小于缺血再灌注组，差异有统计学意义（P＜0.01）。见表1。

表1 阿托伐他汀组与缺血再灌注组心肌梗死面积比较Tab.1 Myocardial infarct size of atorvastatin group and ischemia reperfusion group

2.2 MDA、TNF-α、MPO含量测定结果

相较于假手术组，缺血再灌注组及阿托伐他汀组MDA、TNF-α和MPO均增加，差异有统计学意义（P均＜0.05）。与缺血再灌注组比较，阿托伐他汀组MDA、TNF-α和MPO均减少，差异有统计学意义（P均＜0.05）。见表2。

表2 各组大鼠MDA、TNF⁃α及MPO测定结果比较Tab.2 MDA，TNF⁃αand MPO levels of all groups

2.3 血流动力学测量结果

与假手术组比较，缺血再灌注组HR增加，SBP、DBP、+dp/dt、-dp/dt及LVSP下降，LVEDP升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。与缺血再灌注组比较，阿托伐他汀组HR降低，SBP、DBP、+dp/dt、-dp/dt及LVSP升高，LVEDP下降，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 各组大鼠血流动力学测量结果比较Tab.3 Comparison of cerebral vascular hemodynamics index of all groups

2.4 心室重构测量结果

各组大鼠体质量无显著差异（P＞0.05），与假手术组比较，缺血再灌注组的左右心室相对重量较大、室间隔厚度较宽，其差异经检验均有统计学意义（P＜0.05或P＜0.01）。与缺血再灌注组比较，阿托伐他汀组的左右心室相对质量较小、室间隔厚度较窄，其差异经检验均有统计学意义（P＜0.05或P＜0.01）。见表4。

表4 各组大鼠心室重构测量结果比较Tab.4 Comparison of ventricular remodeling of all groups

3 讨论

他汀类药物是目前使用广泛的调脂药物。研究表明，他汀类药物可降低心肌缺血再灌注术后心肌损伤的水平，改善远期预后［2，5］。本研究结果显示，阿托伐他汀干预组大鼠与单纯再灌注组相比，缺血总面积并无差异，但其心肌梗死面积小于缺血再灌注组，缺血未梗死面积大于缺血再灌注组，心肌梗死面积占缺血总面积的比例小于缺血再灌注组，差异有统计学意义，与Post等［6］的研究结果一致。提示阿托伐他汀可能会使心肌梗死的面积减小，从而减轻再灌注造成的伤害，而并不是通过减小缺血面积发挥保护作用。

自由基显著增高与心肌缺血再灌注术后损伤有密切联系。MDA作为脂质过氧化物的终产物，测定其含量能反映氧自由基损伤程度。本研究结果显示，与假手术组比较，缺血再灌注组与阿托伐他汀组的MDA均增高，但阿托伐他汀组增加较缺血再灌注组少，与余慧等［7］的研究结果一致。TNF-α是一种重要的炎性细胞因子，可通过促进氧自由基生成、活化中心粒细胞诱导心肌细胞凋亡等途径加重IRI。Dong等［8］的研究发现，心肌缺血再灌注后大鼠TNF-α含量显著增高，本研究结果与之一致，但同时也显示应用阿托伐他汀干预的大鼠TNF-α增高较少。中性粒细胞活化在IRI中有重要作用，MPO作为其标志物，与炎性反应时氧化应激与组织损伤继而导致IRI有密切关系［9］。本研究结果显示，缺血再灌注组与阿托伐他汀组的MPO均增高，但阿托伐他汀组的MPO增高较缺血再灌注组少。

本研究结果显示，应用阿托伐他汀可改善包括SBP、DBP、LVSP、LVEDP、左心室内压上升最大速率及左心室内压下降最大速率等多项血流动力学指标，这与刘宗武等［10］的研究结果一致。对心室重构的测量结果显示，应用阿托伐他汀可有效抑制缺血再灌注后的左心室扩张，改善左心室功能，减轻再灌注造成的心肌损伤。其他动物研究结果表明，阿托伐他汀的保护作用可能与修复损伤的内皮细胞［11］、促进线粒体ATP敏感性钾通道开放［12］及调控一氧化氮生成［13］等因素有关，但其机制尚不明了，有待进一步研究。

综上所述，阿托伐他汀可影响心肌缺血再灌注后损伤的梗死面积，改善血流动力学及左心室功能，这为进一步研究他汀类药物治疗心肌IRI提供了重要的理论依据。

［1］Prakash P，Khanna V，Singh V，et al.Atorvastotin protects against is chemia-reperfusion injury in fructose-induced insulin resistant rats［J］.Cardiovasc Drugs Ther，2011，25（4）：285-297.

［2］Fan Y，Yang S，Cao Y，et al.Effects of acute and chronic atorvastatin on cardioprotection of ischemic postconditioning in isolated rat hearts［J］.Cardiovasc Ther，2013，31（4）：187-192.

［3］成玲俐，吴素华，李志梁，等.大鼠心肌缺血再灌注损伤动物模型的建立与评估［J］.中国实验诊断学，2010，14（8）：1163-1165.

［4］Tiefeobacher CP，Kapitza J，Dietz V，et al.Reduction of myocardial infarct size by fluvastatin［J］.Am J Physiol Heart Circ Pbysiol，2003，285（1）：59-64.

［5］Zhang JY，Wang H，Ye P.Protective effect of atrovastatin against myocardial ischemia-reperfusion injury and on liver and kidney functions in aged rats［J］.Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao，2012，32（3）：322-328.

［6］Post S，Post MC，van den Branden BJ，et al.Early statin treatment prior to primary PCI for acute myocardial infarction：REPERATOR，a randomized placebo-controlled pilot trial［J］.Catheter Cardiovasc Interv，2012，80（5）：756-765.

［7］余慧，秦永文.阿托伐他汀对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响［J］.第二军医大学学报，2012，33（10）：1070-1073.

［8］Dong LY，Li S，Zhen YL，et al.Cardioprotection of vitexin on myocardial ischemia/reperfusion injury in rat via regulating inflammatory cytokines and MAPK pathway［J］.Am J Chin Med，2013，41（6）：1251-1266.

［9］余帆，徐彤彤，吕祥威，等.血清SOD、MDA、MPO检测在心肌缺血再灌注损伤治疗中的应用价值［J］.中国老年医学杂志，2013，33（1）：218-220.

［10］刘宗武，赵学忠.阿托伐他汀对大鼠急性心肌缺血再灌注后心室重构的影响［J］.吉林医学，2008，29（7）：556-557.

［11］Arioz DT，Polat C，Tokyol C，et al.What should be the ideal time for ischemic preconditioning in a laparoscopic rat model［J］.J Laparoendosc Adv Surg Tech A，2009，19（2）：141-147.

［12］Prakash P，Khanna V，Singh V，et al.Atorvastatin protects against ischemia-reperfusion injury in fructose-induced insulin resistant rats［J］.Cardiovasc Drugs Ther，2011，25（4）：285-297.

［13］Herrmann JL.Remote ischemic preconditioning reduces myocardial ischemia/reperfusion injury［J］.J Surg Res，2010，159（2）：660-662.

（编辑 王又冬）

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Protective Effectsof Atorvastation on Myocardium Ischemia Reperfusion Injury in Rats

DUPing1，CHANGDong1，CHENChang2
（1.DepartmentofCardiology，The FirstAffiliated HospitalofDalian MedicalUniversity，Dalian 116011，China；2.DepartmentofEmergency，The FirstAffiliated HospitalofDalian MedicalUniversity，Dalian 116011，China）

ObjectiveTo investigate the protective effects of atorvastation on myocardium ischemia reperfusion injury in rats.MethodsA total of 54 SD rats were randomized into three groups：atorvastatin group（n=18），ischemia reperfusion group（n=18），and sham-operated group（n=18）；the rat model of myocardial ischemia-reperfusion was established，and 8 rats were sacrificed from atorvastatin group and ischemia reperfusion group for Evans blue and TTS staining.Myocardial infarct size of the16 rats were analyzed using image processing software.The level of malondialdehyde（MDA）were measured by thiobarbituric acid method（TBA）；tumor necrosis factor-alpha（TNF-α）and myeloperoxidase（MPO）were determined by enzyme-linked immunoadsordentassay（ELISA）.14 daysafterthe operation，the hemodynamic parameters and ventricularremodeling ofremaining 30 ratswere measured.ResultsMyocardialinfarctsize ofatorvastatin group waslowerthan ischemia reperfusion group；compared with the sham -operated group，the level of MDA，TNF-α and MPO were increased in both ischemia reperfusion group and atorvastatin group，but rate of increase is lower in atorvastatin group than ischemia reperfusion group；the hemodynamic parameters and ventricular remodeling of rats were significantly improved，all the differences were all significant（P＜0.05）.ConclusionAtorvastatin can reduce the myocardial infarct size，improve the hemodynamic parameters and ventricularremodeling in ratmyocardium ischemia-reperfusion injury.

atorvastatin；myocardial ischemia；reperfusion injury

R542.22

A

0258-4646（2014）05-0407-04

国家自然科学基金（81200136）

杜萍（1980-），女，主治医师，硕士研究生.

陈畅，E-mail：xyxchang@hotmail.com

2014-02-25

网络出版时间：