慢性冬眠心肌其中的间质重塑

1、慢性冬眠心肌其中的间质重塑【摘要】目的：观察慢性冬眠心肌h间质变化及其对心功能的影响。方法：对小型猪采用球囊扩张及内膜剥脱术，造成心脏左前降支中段狭窄、心肌慢性缺血，建立h模型。24只小型猪被分成：h组和假手术组，于模型建立后4周、12周终止实验。心脏切片以he染色，透射电镜观察组织形态学；以苦味酸天狼星红(psr)染色，偏光镜观察间质胶原纤维类型和比例；以免疫组化法测定间质糖蛋白、纤维结合蛋白fn和骨桥蛋白pn；以超声心动图观察左室收缩功能。结果：较之假手术组1h的间质空间扩大，成纤维细胞增多，胶原增生；2h的间质胶原容积分数ivf、血管周围胶原容积分数pvf及光密度积分id、fn和pn均明

2、显增加，并随时间延长而增加(p0.01)；3psr染色偏光镜观察示h组型胶原大量聚集，排列紊乱，型胶原少量，/胶原比例增高；4h组的左室射血分数lvef、左室短轴缩短率lvfs、室壁增厚率%t显著降低(p0.01)；5胶原纤维含量与lvfs、lvef和%t呈高度负相关(r=-0.754-0.872，p0.01)。结论：慢性冬眠心肌出现间质重塑。【关键词】冠状动脉疾病；心肌顿抑；纤维胶原类；糖蛋白类；心室重构authrsaddress：departentfardilgy,pepleshspitalffujianprvine,fuzhu,fujian,350007,hinakeyrds：rnary

3、arterydisease;yardialstunning;fibrillarllagens;glyprteins;ventriularredeling慢性冬眠心肌h广泛存在于心绞痛、心肌堵塞以及不明原因的左室功能不全患者中1，2。以往对冬眠心肌的研究大多着眼于心肌本质,而对心肌间质的形态改变及其病理生理意义关注较少，本研究旨在讨论小型猪慢性冬眠心肌间质变化及其对心功能的影响。1资料与方法1.1动物分组槐猪24只，雄性，月龄57个月,体重2535kg购自福建上杭国家级槐猪保种场，被随机分为4组，h4周组：6只动物，自心肌冬眠起点继续饲养4周；假手术4周组：6只动物，自假手术后继续饲养4周；h1

4、2周组：6只动物，自心肌冬眠起点继续饲养12周；假手术12周组：6只动物，自假手术后继续饲养12周。1.2实验方法1.2.1模型制备：对实验组槐猪采用球囊冠脉扩张及内膜剥脱术造成冠脉左前降支lad中段狭窄、心肌缺血及慢性心肌冬眠模型。选择左前降支中段,定量冠状动脉造影(qa)测定直径,以球囊血管1.31的比例,球囊压616at扩张并来回拉3次,每次30s,间隔为1in，形成冠状动脉损伤。假手术组只进展冠脉造影，不进展球囊扩张。1.2.2冠状动脉造影：分别于术后4周、12周重复冠状动脉造影，选择舒张晚期造影图像，采用qa技术定量测量冠状动脉直径狭窄率。1.2.3左心室射血分数lvef、左室短轴缩

5、短率lvfs、室壁增厚率%t：分别于术后2h、4周、12周进展超声心动图检测。详细如下：取乳状肌程度左心室短轴切面图像，应用型超声心动图连续测量3个不同心动周期，每个测值均为三次测值的平均值。采用计算机辅助收缩功能定量分析法进展%t计算，%t=(ths-thd)/thd100%,其中ths、thd分别代表收缩末期及舒张末期室壁厚度。1.2.4室壁运动分析1静息室壁运动分析：按照美国超声协会左心室16节段划分法，以目测半定量法评估lad供血区室壁运动情况(14分):1分为运动正常；2分为运动减弱；3分为运动消失；4分为矛盾运动。计算室壁运动积分指数(si)，si=各节段记分之和/总节段数,正常为

6、1；2腺苷负荷超声心动图试验ase：室壁运动分析3在心电监测下,先以腺苷100g/kgin静脉连续推注、持续5in；假设未检出部分心室壁收缩功能变化，继以最大剂量200g/kgin静脉连续推注、持续5in。室壁收缩功能变化的类型分为：持续改善：代表非心肌缺血；双相反响：代表存活的冬眠心肌；无变化：代表不存活的坏死心迹1.2.5光镜观察：所有心脏标本从心尖起，垂直左心室长轴切成5薄片，取lad所支配的左室前壁(避开局灶性心肌堵塞部位)和正常心肌组织，二者都包括心内膜至心外膜的全层心肌，按常规石蜡包埋后，每个组织块做连续5切片。he染色及苦味酸天狼星红psr染色4。1.2.6透射电镜观察：在灌注中

7、性甲醛溶液前分别取假手术组和h组术后4周、12周的心室组织13大小各一份，以3%戊二醛、1.5%多聚甲醛、0.1磷酸盐缓冲液pbs，ph7.2)于4作前固定，3d后送福建医科大学电镜室，经醋酸铀、柠檬酸铅染色制片后在日立hu-12a型透射电镜下观察。1.2.7胶原面积、含量光密度：定量分析psr染色切片，光镜下放大100倍，取心肌组织及血管周围组织(避开心外膜下区域，测定胶原面积所占视野总面积的百分比ivf、pvf，随机计算10个视野，而后取平均值，同时测定同一视野下平均光密度积分(id)，代表胶原含量。1.3统计学处理所有实验数据以均值标准差(s)表示，用spss11.5统计软件进展分析，组

8、间比拟采用单因素方差分析，两变量间的相关分析采用线性相关。p0.05为差异有显著性。2结果2.1一般情况14只猪参与冬眠模型组制作，除1只术中死于心室颤抖、另1只术中死于心包填塞外，其余12只猪均顺利完成了所有实验步骤，其中5只猪出现病变中心小灶性心肌坏死(h4周组2只，h12周组3只)。h4周组和h12周组各6只符合慢性冬眠心肌标准。假手术对照组所有动物无死亡及心肌坏死。2.2冠状动脉狭窄程度在实验完毕时，qa法测量h4周及h12周组的冠状动脉直径狭窄率分别为906%及934%。对照组动物冠状动脉造影未见狭窄。2.3超声心动图室壁运动分析静息时，假手术组无室壁运动障碍，h4周和h12周组la

9、d供血区域有不同程度室壁运动障碍情况见表1；ase时，h4周、h12周组lad供血区域室壁运动障碍情况及其变化见表2。表1各组小型猪静息超声心动图室壁运动障碍程度及节段数比拟注：h慢性冬眠心迹各组动物数均为6只，按ase的16节段划分法左心室节段数量均为96下表同。与假手术组比拟p0.01；与h4周组比拟p0.01。表2腺苷负荷超声心动图试验ase室壁运动障碍程度及节段数比拟注：与假手术组比拟p0.05。2.4光镜与电镜观察假手术组心肌构造无明显异常。h4周组心肌纤维数量减少，走向不规那么，细胞变性、水肿、灶性坏死，间质中胶原增生；电镜下局灶性肌丝断裂、溶解，肌节紊乱，线粒体肿胀、嵴紊乱、断裂

10、，肌浆网扩张，核周空区增大；成纤维细胞增生，核大、高尔基器兴旺,内质网扩张,内充满有形物质。h12周组病变更为明显，肌纤维断裂溶解，部分细胞萎缩，间质空间扩大，大量胶原增生，呈栅栏状包裹心肌细胞；电镜下肌丝肌节紊乱，肌原纤维脱失，大量小线粒体，t管减少，核畸形，胶原含量明显增多，部分呈束状或网状分布。2.5psr染色偏振光显微镜下观察h组有黄红色双折光型胶原大量聚集,排列紊乱,有少量绿色弱双折光型胶原，/胶原比例增高。h12周组心肌型、型胶原均较h4周组更加明显和广泛，平行交织紊乱排列，其中以黄红色型胶原增加最为明显。2.6胶原面积、含量光密度定量分析与同期的假手术组比拟，h4周组心肌间质组织

11、ivf、pvf及其id均明显增加；h12周组与h4周组相比，ivf、pvf及其id增加更为显著(p均0.01)，见表3、4。表3各组小型猪慢性冬眠心肌间质胶原纤维含量的变化注：与假手术组比拟p0.01；与h4组比拟p0.01。下表同。表4各组小型猪慢性冬眠心肌血管周围胶原纤维含量的变化2.7fn、pn表达阳性率免疫组织化学结果显示：与假手术组相比，不同时间点h组心肌间质组织糖蛋白fn、pn表达程度均显著增加(p0.01)，其变化呈上升趋势，即h12周组与h4周组相比有明显增高(p0.01)，见表5。表5各组小型猪慢性冬眠心肌间质糖蛋白含量的变化2.8lvef、lvfs和%t心肌冬眠慢性过程中，

12、心脏的整体和部分收缩功能均呈下降趋势，表现为h组的lvef、lvfs和%t都比同期的假手术组显著降低以及h12周组的lvef、lvfs和%t比h4周组的显著降低(p均0.01)，见表6。表6各组小型猪慢性冬眠心肌心功能的变化2.9心肌间质变化对心功能的影响对心肌间质各成分变化与超声心动图测量的各项心功能指标进展相关分析发现两组指标间具有较高程度的负相关性，见表7。表7各组小型猪慢性冬眠心肌心功能的相关性分析注：p均0.013讨论心肌冬眠是缺血心肌防止坏死的一种自我保护机制，及时血运重建可使冬眠心肌功能恢复正常或接近正常，而延期血运重建不仅使冬眠心肌产生细胞慢性丧失5,6，还可能会发生心肌间质变

13、化。关于冬眠心肌的产活力制及其结局是近年的研究热点7。本研究观察到：心肌冬眠后间质和血管周围胶原纤维含量明显增多，并随时间推移而加重，psr染色显示型胶原均明显增生，尤以型胶原大量聚集,排列紊乱,/胶原比例增高。光镜及电镜观察显示心肌间质成纤维细胞增殖，心肌灶性纤维化。提示慢性冬眠心肌存在胶原纤维增生以及胶原类型和比例的改变。心肌胶原网络重塑是导致心肌间质重塑主要因素，可造成左心室僵硬、舒张功能异常；血管外周纤维化致管壁弹性改变，硬度加大，限制了冠脉舒张，大量胶原蓄积还会影响心肌细胞力的产生和传递，收缩功能亦会受损，最终产生心力衰竭。fn为细胞间质中的糖蛋白,参与组织的增生、修复、纤维化。研究

14、说明，在主动脉狭窄所致的心肌肥厚中，fn聚积先于胶原聚积，fn和胶原均参与压力负荷对心肌损伤的修复，fn是更敏感指标。在扩张型心肌病患者，fnrna含量较正常人增加2倍8。本研究应用免疫组化法观察fn在h中表达的变化，结果显示：与假手术组相比，不同时间点h组间质中fn表达程度均显著增加，其变化呈上升趋势，说明在心肌冬眠过程中，随着胶原纤维的大量增生，fn也在心肌间质中大量表达。动物实验说明：心肌损伤后3d，fnrna表达即增多，7d时累积显著，其作用与损伤修复有关，因此我们认为，在h中fn表达增加为慢性低灌注导致心肌细胞受损的结果，反映了冬眠心肌损伤修复的过程，但过度表达那么说明间质重塑和纤维

15、化。pn由成骨细胞、血管内皮细胞等合成并分泌，可通过与整合素家族分子或与d44结合，激活细胞内特异性信号传导系统而介导细胞粘附、迁移和增殖。pn在醛固酮诱导的心脏重塑中起着重要作用，醛固酮受体拮抗剂防止心肌纤维化部分是通过抑制pn的表达9。本研究观察到：h间质中pn的表达明显增高，并随时间延长而增加。franggiannis等6的研究说明另一种基质糖蛋白tenasin在慢性冬眠心肌间质的表达亦明显增加，因此可以认为，基质糖蛋白表达是慢性冬眠心肌间质重塑活泼的有力证据。同时，我们还观察到fn和pn在间质中的表达随时间延长而增加，说明间质重塑是一进展性开展的过程，提示在临床上应尽早进展血运重建，及

16、时阻断病变开展。心肌冬眠后可发生与急性心肌堵塞后类似的心室重塑，表现为lvef、%t下降，左室舒张末期容积lvedv及左室重量增加。冬眠心肌本质重塑表现为心肌细胞肥大、变性、左室重量增加以及通过细胞凋亡等使心肌细胞丧失，心肌功能恢复不全或延迟恢复10。本研究相关分析显示间质重塑与心功能呈高度负相关，说明在心肌冬眠的慢性过程中，心肌间质重塑参与了心室重塑发生，是导致心功能下降的重要因素之一。心室重塑是心脏疾病-终末性心脏病-慢性心衰演变的核心机制之一，因此，有理由认为，冬眠心肌间质重塑可能是慢性缺血心肌开展为缺血性心肌并慢性心衰的重要病理生理机制。【参考文献】1iggersh,nielsenss

17、,hldgaardp,etal.adaptatinfnnrevasularizedhuanhibernatingandhrniallystunnedyardiutlng|terhrniyardialisheiaj.ajardil,2022，98(12):1574-1580.2陈良龙，沈成兴，葛均波，等.慢性冬眠心肌血运重建后室壁运动功能恢复程度的观察j.心血管康复医学杂志，2022，12(1)：8-10.3djrjevi|dikia,stji,beleslinb,etal.l|dseadensinestressehardigraphy：detetinfyardialviabilityj.ard

18、ivasularultrasund，2022，11：7.4梁晓俐.病理学根底与实验技术.北京：军事医学科学出版社，2022:136-137.5陈良龙，罗育坤，邱罕凡，等.多巴酚丁胺对冬眠心肌灌注、代谢及功能的影响及其临床意义j.中华心血管病杂志,2000,285:379-383.6franggiannisng,shinis,hangs,etal.ativeinterstitialredeling：aniprtantpressinthehibernatinghuanyardiuj.jallardil,2002,39:1468-1474.7tadaurae,yaaur,kubs,etal.iagesinardivasularediine.hibernatingyardiuidentifiedbyardivasularagnetiresnaneandpsitrneissintgraphyj.irulatin，2022,113(7):e158-159.8livierp,hassagne,salihnn,etal.expressinflaininalpha2hainduringnralandpathlgialgrthfyardiuinr