心肌纤维（精选八篇）
心肌纤维 篇1
1 临床资料
2004~2007年间我院内科收治了心肌纤维化患者90例,其中男65例,女25例;年龄54~79岁,平均年龄66.3岁,其中44例有多年烟酒嗜好;42例为腹型肥胖;合并高血脂症72例;冠心病79例;糖尿病35例;高血压57例;11例无确切冠心病史,但分别存在高血压、高血糖、高血脂症及冠心病家族史。临床表现:本组表现为胸闷、心悸、气短,夜间阵发性呼吸困难干咳,腹胀、食欲下降,双下肢水肿,心律失常,伴乏力等。查体:90例均为慢性病容,表情淡漠;23例端坐位呼吸不能平卧;17例颈静脉怒张,肝大,肝颈静脉返流征阳性;63例双肺可闻及细湿啰音或少量哮鸣音;54例心律不齐,54例双下肢可凹性水肿。所有病例胸片均显示心影不同程度增大;行超声心动图检查,均有心室扩大,左室射血分数减低。
2 治疗与预后
选择病例均口服或静脉给予硝酸酯类药物,根据病情调整剂量;口服肠溶阿司匹林75~150mg,1次/d,口服血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI),根据血压调整剂量;77例间断或持续使用洋地黄类药物,45例使用β受体阻滞剂美托洛尔,87例使用呋塞米、螺内酯等利尿剂,并根据病情给予对症治疗。治疗后,82例病情好转出院,6例治疗效果不佳自动出院或转院,死亡2例。
3 讨论
慢性心力衰竭是心内科常见的临床综合征,亦为治疗的难题[1]。其心脏性死亡原因主要是进行性心力衰竭和/或心脏性猝死。治疗慢性心力衰竭的主要机制是通过改善左心室内同步收缩,减轻室间隔矛盾运动及二尖瓣返流;通过减少心室间机械延迟使左、右心室收缩协调优化;通过优化房室延迟可减少或消除舒张晚期的二尖瓣返流,改善左心室充盈时间,从而可以改善心功能,减少恶性心律失常发生,降低心力衰竭患者的住院率和死亡率。病变主要累及左心室心肌和乳头肌可波及起搏传导系统。病理特征是多支冠状动脉发生弥漫和严重的粥样硬化,有时可见冠状动脉管腔内血栓的形成。心腔呈普通型扩大,心肌细胞变性或坏死,纤维组织增生。本病特点是心脏逐渐扩大,以左心室扩大为主,后期则两侧心脏均扩大。发生心律失常和心力衰竭。临床表现为反复胸闷、心悸、气短、乏力、呼吸困难,活动后加重。心力衰竭是缺血性心肌病的主要临床表现,本组87例发生心力衰竭,且以心功能Ⅲ级、Ⅳ级居多。现在认为心力衰竭是由于各种因素造成心脏损伤,引起心脏结构的变化和功能的减退,其发生和发展的基本机制是心室重塑,包括心肌细胞的肥大、凋亡和心肌细胞外基质的变化多型性、难治性心律失常也是缺血性心肌病的特点之一,心肌缺血、坏死、瘢痕形成是产生心律失常的重要原因,心律失常又可诱发或加重心力衰竭。心电图的表现无特异性,可有STT改变、病理性Q波、束支传导阻滞以及各种心律失常等。本组均有心肌缺血的表现,部分有心律失常。胸片可见心脏普遍增大,以左室增大为主,多伴有肺淤血表现,本组有类似改变。
本病的预防在于积极防治动脉粥样硬化,去除冠心病的危险因素,控制血压、调整血脂、降低血糖、戒除烟酒等不良嗜好,改变生活方式,防止发生或再发生心肌梗死。治疗在于改善冠状动脉供血和心肌的营养,控制心力衰竭和心律失常。目前,治疗心力衰竭的关键是以修复衰竭心肌的血流动力学异常,阻断神经内分泌、细胞因子系统的激活和心肌重塑之间的恶性循环,以达到改善症状、延缓和逆转心肌重塑的发展、降低住院率、病死率和病残率的目的[2]。
本病治疗以控制心力衰竭为主。慢性心力衰竭的治疗已由过去的强心、利尿、扩血管的临床经验治疗,转变为以循证医学为基础的ACEI、醛固酮受体拮抗剂、β受体阻滞剂联合治疗,同时根据病情使用洋地黄药物、血管扩张剂。多个大规模临床实验证明ACEI优越于直接的血管扩张剂,不论有无心力衰竭的症状,所有左心室收缩功能失调的患者能从长期ACEI治疗中获益,本组90例均使用ACEI。如患者能够耐受,ACEI的剂量应逐步递增至靶剂量维持量,如卡托普利起始剂量为6.25mg,靶剂量为50~100mg,均为3次/d,口服;依那普利起始剂量为2.5mg,靶剂量为10~20mg,2次/d口服,低剂量的ACEI仍然有效。循证医学亦证实β受体阻滞剂可减慢心率,降低心肌耗氧,延长舒张期,有利于逆转心室重塑,对所有稳定性心力衰竭患者均有益。
参考文献
[1]李建平.缺血性心肌病的临床特点(附28例分析[)J].哈尔滨医药,2004,24(3):12.
心肌纤维 篇2
（1.郑州大学第三附属医院妇产科，河南 郑州 450052；2.河南省食管癌开放实验室，河南 郑州 450052；
3.新乡医学院人体解剖学教研室，河南 新乡 453003）
摘 要：目的：通过电镜技术观察不同运动负荷下心肌胶原纤维的形态学变化特征。方法：将36只Wistar大鼠随机分成对照（C组）、一般运动负荷组（NS组）、超负荷（O组），每组各12只，分别给予一般负荷、中等负荷、超负荷的运动训练。8周后, 断头处死，取出心脏左心室前壁、左室乳头肌处两组组织块分别作透射和扫描电镜观察。结果：正常组胶原纤维的形态分为粗纤维、细纤维和微细纤维三种；心肌结构完整。一般运动负荷组，心肌束间或肌束内较粗胶原纤维大量增生；心肌细胞体积略显增大，体积增大。超负荷组，心肌细胞间胶原纤维大量增生，心肌束间或心肌束粗大胶原纤维过度增生。结论：运动超负荷可致胶原纤维增生，从而导致心肌扩张功能与收缩功能的降低。
关键词：运动负荷；胶原纤维；超微结构；心脏
中图分类号：G804.2文献标识码：A文章编号：1007-3612(2008)10-1365-04
Morphology Changes of Collagen Fibers in Rats Heart in Electronmicroscope under Different Exercise Loads
ZHAO Bing1,2, WANG Qing-zhi3, WEN Xiao-jun3, WANG Li-dong2, ZHANG Xi1
（1.Third Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, Henan China; 2. Laboratory of esophageal cancer in
Henan Province, Zhengzhou 450052, Henan China; 3. Xinxiang Medical College, Xinxiang 453003, Henan China）
Abstract:Objective: To observe the changes of collagen fibers in rats' cardiac muscle (CM) in electron microscope under different exercise loads. Methods: Thirty-six rats are divided into control group (C group), normal swimming group (NS group) and overload group (O group) .Three groups are given normal, middle and overload swimming training respectively for 8 weeks. Then all rats are killed by decapitation, and taken out the antetheca and papillary muscle of left ventricle, and the changes of collagen fibers are observed through transmission and scanning electron microscope. Result: In control group, crude fibers, small fibers and microfilament of collagen fibers can be seen, and the cardiac muscle architectonic is integrated. In normal swimming group, the crude fibers much increase in muscle bundle blank and muscle bundle inner. And the bulk of cardiac muscle cell slightly increases, the number of mitochondrion increases. In overload group, the crude fibers remarkably increase in muscle bundle blank, and the cardiac muscle architectonic is destroyed. Conclusion: Overload training can lead to the crude fibers of cardiac muscle cell increasing, and it may be lead to broaden function and retracted function depressing.
Key words: exercise load; crude fiber; ultramicrostructure; heart
心肌是由心肌细胞和心肌间质（extracellular matrix, ECM）构成，心肌间质又以胶原纤维为主，构成心肌的框架结构，是维持心脏结构和功能不可缺少的重要组成部分。近年研究表明，心肌胶原纤维不仅对心肌细胞具有支持和连接作用，而且在协调心肌肌力的传递、营养物质的输送、信息的传递等方面都起着重要的作用[1]。通过电镜观察不同运动负荷下心肌胶原纤维的形态学变化特征及其对心功能的影响，为最终阐明运动与心脏的生理、病理变化机制提供理论依据，并为科学制定训练计划和有效预防心脏损提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 动物分组和训练 ┆雄性Wistar大鼠36只，体重180～220 g（新乡医学院实验动中心提供），随机分成3组，每组12只: 对照组，常规饲养，不加干预；一般运动负荷组，进行中等强度游泳训练，游泳池体积为200 cm×70 cm×80 cm，水深60 cm，水温34～36℃，每周训练6 d，1次/d。第一次下水10 min，此后逐日累加到第1周末时游泳时间达到60 min，第2周末时每天达到120 min。以后维持这一运动量直至第8周; 超负荷组，前2周的训练安排同一般运动负荷组，第3周给予高强度训练：开始时每天在大鼠尾部负体重1％的重量游120 min。以后逐渐增加负重，在周末时负重重量达到体重4%～5%。从第4周开始每天上、下午各训练一次，游泳时人为地用玻璃棒驱赶大鼠使其不停游动，发现有力竭表现时（在水下10 s不能浮上），捞上水面休息5 min后继续训练至满120 min，以后保持这一运动量直至第8 周[3～5]。
1.2 标本收集与切片制作 ┆各组大鼠训练满8周后断头处死,取出心脏左心室、左乳头肌处取两组组织块分别作透射和扫描电镜观察。透射电镜组织块大小均为1 mm×1 mm×1 mm，前者置入4％戊二醛固定液，4℃固定。然后组织块经1％锇酸后固定、脱水、包埋、超薄切片、染色后在日立H-7500透射电镜下观察组织亚微结构。扫描电镜的组织块大
小分别为2 mm×3 mm×5 mm, 呈成条状，4％戊二醛4℃固定, 经冲洗、脱水、干燥、喷金后在扫描电镜下观察、照相。
2 结 果
2.1 不同运动负荷组左心室与左乳头肌扫描电镜观察
2.1.1 正常组左心室与左乳头肌胶原网络的立体形态 在扫描电镜下,心肌胶原纤维比较丰富。胶原纤维呈粗纤维、细纤维和微细纤维三种。粗纤维数量较少，跨越若干个心肌细胞，环绕与心肌细胞群外，有纵、横两种走向，纵向纤维体平行，横向纤维与心肌细胞近乎垂直比心肌细胞大，似“腰带”状把心肌细胞捆扎成束。横向纤维再走行上可以发出分支或斜行。细纤维数量较多，从层面上看，位于粗纤维深层，连于粗纤维之间，交织成网。细纤维的编制形式复杂，规律性不明显。细纤维一般比较短，在几个心肌细胞表面，或跨越邻近的几个细胞（图1）。细纤维可以是粗纤维的分支，向深层像树根一样延伸为微细纤维。微细纤维紧贴心肌细胞表面，排列紧密而细腻，形似“毯膜”,包裹心肌细胞。正常情况下微细纤维形成心肌细胞完整的膜鞘。在相邻的心肌细胞边缘微细纤维存在局部交织粗、细、微细三种胶原纤维相互交织，形成层次分明、立体明显的胶原网络结构，均有一定张力。在心肌细胞表面贴附一些散在的大小不等纤维细胞，有些纤维细胞被悬吊在纤维网之间，形成了细胞外的一个三维空间结构（图2）。
图1 正常组左心室肌，图2 正常组左乳头肌，
扫描电镜，×1 200扫描电镜，×2 000
2.1.2 一般运动负荷组胶原纤维变化情况 一般运动负荷组时，心肌束间或肌束内较粗胶原纤维大量增生，呈“条索状”或“树枝状”样向下逐级延伸，呈波浪形弯曲或线形分布，并相互交织，网络着心肌束(图3)。在乳头肌上也可见到胶原束打成的结节，粗细不等的胶原纤维多呈“条索状”以垂直或斜交的方式借肌内膜心肌纤维连接。心肌细胞肥大且细胞间胶原纤维连接紧密（图4）。
图3 一般负荷组左心室肌，图4 一般运动负荷组左乳
扫描电镜，×2 000头肌，扫描电镜，×2 000
2.1.3 运动超负荷组胶原纤维变化情况 超负荷组，心肌细胞及细胞群间胶原纤维大量增生，胶原从粗到细分级明显，从一大束胶原形成的结节处向下均为细胶原，相互交织成网形成心肌细胞的“网格状”居室，包裹着心肌细胞（图5）；在心肌束间或心肌束过度增生的粗大胶原纤维成束成网呈波浪状、螺旋式或网格型相互编织分布，粗细明显分级分布，细纤维形成明显的网格,心肌束间隙较粗的胶原纤维向心肌层伸入；同时发现左乳头肌有肌纤维与胶原纤维断裂现象（图6、7）。
图5 超负荷组左心室肌，图6 超负荷组左心室肌，
扫描电镜，×2 000扫描电镜，×1 200
2.2 不同运动负荷组左心室与左乳头肌透射电镜观察
2.2.1 正常组心肌超微结构的变化 心肌结构清晰，肌丝排列整齐，Z线、M线、I带、A带清晰，肌膜完整；线粒体数量较多，呈带状排列，嵴排列整齐，规则，线粒体膜完整，核双层结构清晰，核仁明显，闰盘未见扩张(图8)。
图7 超负荷组左乳头肌，图8 正常组左心室肌
扫描电镜，×2 000透射电镜×2 000
2.2.2 一般运动负荷组心肌超微结构的变化 一般运动负荷组大鼠心肌组织结构肌丝排列整齐,数量增加,明暗带相间,结构清晰。心肌细胞体积略显增大，T管亦稍有扩张，同时和肌浆网分布于Z线，线粒体数量明显增多，体积增大，核膜双层结构清晰可见，核仁清楚，线粒体膜完整(图9、10)。
图9 左心室一般负荷组图10 左乳头肌一般负荷组
透射电镜×4 000透射电镜×6 000
图11 左心室超负荷组透射电镜×8 000
2.2.3 超负荷组肌超微结构的变化 超负荷组大鼠心肌组织结构完整度破坏，肌纤维粗细不均，Z线不规则增宽，肌丝排列紊乱，肌节阶段性变宽或变短，肌丝扭曲断裂明显，部分肌纤维阶段性变性，闰盘失去台阶状结构，闰盘出现明显扩张、甚至有的闰盘失去正形性状。肌纤维与线粒体的排列关系严重破坏，排列混乱；线粒体膜完整性破坏，嵴排列欠完整，发生不同程度的断裂，髓样变，结构模糊不清，甚至消失，基质电子密度降低，有的基质溶解呈空泡结构，核膜还基本完整，但可见周边有切迹或皱缩(图11)。
3 讨 论
3.1 扫描电镜下不同负荷组心肌胶原纤维变化特征 在以往的研究中大多是对心脏与心肌细胞、毛细血管等方面，特别是在运动对心肌超微结构的影响，蛋白质代谢调控在运动心肌适应机制以及心肌内分泌功能，蛋白合成激素受体功能和其他因子调节功能上进行了大量研究，为揭示运动心肌肥大变化机制提供了重要途径。但却忽视了对运动与ECM的探索，而实质上许多心脏病患者都与心肌胞外间质密切相关，ECM的形态结构与生化重塑都会以不同程度影响心脏的功能[6,7],心肌中胶原网络结构的生理意义及其在心脏疾病时的改变成为现代心脏病学研究领域中的一个新的热点。Weber等[8]首次提出了间质性心脏病的概念，从而对心脏病的研究开创了一个新的领域。ECM中的微妙结构较心脏本身更易在不同运动负荷中发生变化，甚至影响心脏的功能，进一步观察分析心肌间质胶原网络结构的分布方式对阐述运动心脏的功能变化具有重要现实意义。本文观察发现，心肌间质胶原网络结构在心肌、毛细血管及心内膜之间大量的胶原纤维基本上以下几种方式相联接，即“网格状”联接，横向纤维与心肌细胞近乎垂直比心肌细胞大，似“腰带”状把心肌细胞捆扎成束，广泛分布于心肌细胞群及肌内膜上，形成心肌细胞的居室，此结果证实了Weder等[9]的观点。“树枝样”联接，细纤维是粗纤维的分支，向深层像树根一样延伸为微细纤维, 以垂直或斜角方式存在于肌束膜、肌内膜上;直线型联接，所有的胶原纤维彼此连续成网，形似蜂窝，相邻的心肌细胞间为一层胶原纤维膜相隔。在若干个心肌细胞之间有较粗大的胶原纤维，这些粗纤维与其他胶原纤维连接成网，粗的胶原纤维位于若干个心肌细胞之间，把心肌细胞分割形成细胞群。陈小讯等认为心肌间质的胶原主要以粗、细两种纤维形式存在，粗纤维主要走行于心肌细胞间，组呈粗大的框架结构；细纤维则以粗纤维为支架编织成网，包裹于心肌细胞和毛细血管的表面，将心肌细胞固定于其间。心肌间质胶原网络的这种组合形式对稳定心壁的结构很有意义,在阻止心肌肌小节的过度伸张,防止心肌细胞在收缩时移位;细胶原纤维编织成的包裹在细胞和血管的鞘状结构可以使心肌收缩时,产生的力在细胞间迅速传导,保证各心肌细胞的功能协调一致。并认为胶原纤维与细胞表面的任何部位均可连接[10～13]。
本研究与以往研究在胶原纤维束的分类和排列上有所不同。实验观察到粗纤维多位于心肌细胞束间，纵、横两种走向，纵与心肌细胞平行，横与心肌细胞近乎垂直，这些粗纤维主要功能是约束细胞群，使其成为较大的收缩单位；细纤维一般行程短，相互交织成网，笼罩邻近的心肌细胞，这种排列对心肌细胞舒缩时力的传递、防止细胞滑脱和错位、维持心肌张力起重要的作用；微细纤维包裹心肌细胞，形成一层绝缘膜，可能有利心肌电位的传导[14],存在于心肌细胞间及细胞群间，在乳头肌切片上更为常见;总之心肌间质胶原网络是一个由心肌束、细胞群到细胞间、细胞内及心内膜和心肌毛细血管间的一个三维空间结构网络。田振军等[15,16]认为在细纤维之间存在许多纤维同交一点的聚集点，这些聚集点附于心肌细胞表面，细纤维由聚集点向四周辐射，是细纤维的附着点。本研究在不同组均发现有较大的胶原纤维束交一点相汇打结，像树根一样分级延伸为微细纤维，微细纤维附着在心肌细胞表面，排列紧密而细腻，形似“毯膜”,包裹心肌细胞，决定心肌硬度，粗细两种纤维均不与细胞接触,而纤维之间拥有较大的网眼,这一层纤维密度很大,把心肌细胞全部包裹,因此微细纤维是保持心肌细胞正常电位传导非常重要的绝缘体,如果此膜损坏或断裂,可能会影响心脏功能。本文观察结果表明，一般运动负荷条件下，心肌束间，心肌细胞间借肌束膜及肌内膜胶原纤维增生，以适应心肌细胞肥大收缩力增加从而保证心肌间力的传递;运动超负荷条件下，心肌束间，心肌细胞群及细胞间大量胶原纤维不成比例增生，可见胶原纤维粗大成束成网以波浪形或网格状广泛分布，在小动脉壁上及心内膜下胶原纤维过度增生，限制了心肌细胞的伸长与缩短，增加了心肌的僵硬度，使心肌细胞之间力的传递受阻，血管壁的弹性降低，心肌血氧供应功能遭到破坏。发现的乳头肌有肌纤维与胶原纤维断裂现象也许也是因为心脏长期强有力的收缩导致缺氧情况而引起的损伤。同时心内膜对缺血缺氧很敏感，运动超负荷导致心内膜胶原纤维层增厚，内皮细胞受到损伤，这可能是因心肌肥厚的原因导致。此结果与Weber等[9]报道的压力超负荷性心肌肥厚结果相类似。
3.2 透射电镜下不同负荷对心肌亚微结构的影响 心脏的机能状态是决定运动训练水平的重要因素之一，直接关系运动成绩的好坏，尤其对耐力运动员。本研究通过不同运动负荷观察了心肌的超微结构变化。心脏超微结构改变能较直观地反映心肌细胞及间质重塑。构成心脏的细胞中，心肌细胞仅为心脏细胞总数的1/3，而体积却占心脏结构的75%，所以心肌细胞重塑是心脏形态结构重塑的重要方面。心肌间质部分有成纤维细胞、胶原纤维、血管平滑肌细胞、巨噬细胞等。适宜负荷后运动心脏的超微结构特点:1) 心肌细胞体积增大，心肌纤维增粗。2) 线粒体均匀增大，线粒体变密，基质电子密度增强。3) 横小管扩张增大，闰盘连接不同程度改变。长期过度负荷可导致心肌肌丝紊乱，部分肌丝断裂，并出现心肌纤维化、结缔组织增生肌节异常、线粒体肿胀、峭断裂及钙超载、毛细血管密度下降等现象[5]。佟长青等[18]发现运动性心脏心肌超微结构亦有病理变化，主要是水盐代谢障碍，表现为肌浆网扩张，钙超载，而病理性心脏主要表现为蛋白质合成及能量代谢受损。目前研究较一致认为，过度负荷导致心肌损伤的机制是血液动力学及内分泌改变引起心肌缺血缺氧及代谢障碍，并形成恶性循环所致。本研究从微观上证实了运动心脏与功能相适应的结构改变。过度负荷组超微结构显示肌丝、闰盘、线粒体发生一系列病理性改变，可能是由于长期缺血缺氧，或缺氧累加使细胞发生不可逆的结构改变，如肌丝断裂、线粒体膜的融合、嵴结构模糊消失、空泡的出现。一般运动组心肌表现为与有氧代谢功能增强相适应的生理性肥大，线粒体随着细胞体积的增长而成比例的增长，和线粒体数量增加，肌节排列整齐而更适应心脏快速收缩的协调性。可见适宜的运动负荷提高心脏的机能，相反，长时间的超负荷训练对心脏造成损伤。
总之，实验证明运动超负荷可致心肌胶原纤维增生，
可能是导致心肌扩张功能与收缩功能降低的主要原因之一。而有关运动负荷与心肌间质胶原网络重塑的调控及分子生物学机制有待作进一步研究。
参考文献：
［1］ Weber KT, Brilla CG.Oathological hypertrophy and cardiac interstitium ［J］. Circulation, 1991, 83(6):1849-1865.
［2］ 朱全，浦钧宗，张敏. 游泳方法建立大鼠模拟过度训练模型［J］. 中国运动医学杂志1997, 8(4):137-140.
［3］ 叶剑飞.过度训练的病理生理及康复—I·大鼠过度训练模型的建立［J］. 中国运动医学杂志1992, 11(1):15-21.
［4］ 朱全，浦钧宗. 大鼠游泳训练在运动实验中的应用方法［J］. 中国运动医学杂志，1996，15(2):125-129.
［5］ 田振军, 熊正英, 郭进,等.大鼠游泳过度训练模型的建立及心室构型改建研究［J］.陕西师范大学学报，1996，24(3):104-109.
［6］ 邓昌明，黄晶，刘东，等.型心肌病心肌纤维化血清指标观察［J］.临床心血管病杂志, 2002,18(3):106-107.
［7］ 王长谦,黄定九,陈润芬,等.大鼠心肌胶原网络重构及血清评估指标［J］.中华内科杂志, 1998,37(7):451-454.
［8］ Weber KT, Cardiac interstitium in health and disease：the fibrilar collagen network［J］.K JACC,1989,13:1637-1652.
［9］ Weber KT，Clark WA，Janicki JS，et al. Physiologic Versus pathologic hypertrophy and the pressure-overloaded myocardlum［J］.J Cardiovasc Pharmacol，1987，10 (Suppl6):S37-50.
［10］ Robison TF, Cohen-Gould L, Factor S. Skel, et al. Framework of mammalian heart muscle. Arrangement of interand pericellular connective tissue structure［J］.Lab Tnvest, 1983,49(4):482-498.
［11］ Icardo JM, Colvee E, Collagenous.Skeleton of the human mitral papillary musule［J］. Anat REC,1998,252(4):509-518.
［12］ Weber KT, Sun Y, Suresh C, et al. Collagen Network of themyocardium: function, structural Remodeling and Regulatory Mechanisms［J］.J Mol Cell cardiol,1994,26(3):279-292.
［13］ Tanaka K, Mistushma A. Apreparation method for observing intracellular structures by scaning electron microscopy［J］.J Microse,1988,133:213-222.
［14］ 卢兴.心肌间质网络结构的生理和病理意义［J］.基础医学与临床,1992,12(6)：17-21.
［15］ 田振军.过度训练对心肌间质胶原、心肌舒缩性能和血管Ang II 变化的研究［J］.中国应用生理学杂志,1994,11(6):573-577.
［16］ 王长谦，谢秀兰，徐依敏, 等.压力负荷性心肌肥厚大鼠心肌胶原网络重构及其与心功能变化的关系［J］.心功能杂志，1998,10(4)：215.
［17］ 田振军.不同运动强度大鼠心肌间质胶原网络结构重塑的扫描电镜观察［J］.体育科学,1999,19(3):70-73.
心肌纤维 篇3
1资料与方法
1.1研究对象选取2010—2013年到首都医科大学附属北京安贞医院就诊并经临床确诊为HCM的80例患者,其中男59例,女21例;平均年龄(53.2±13.0)岁。诊断标准:在排除其他原因导致左心室肥厚的基础上,左心室室壁厚度≥15 mm或左心室室壁厚度≥13 mm但有家族遗传病史。所有入选患者均无CT和MRI检查禁忌证(包括幽闭恐惧、起搏器植入及其他体内固定金属异物)。所有患者CT与MRI检查均于同一天完成。本研究经本院伦理委员会审核批准,所有患者均知情并签署同意书。
1.2 仪器与方法
1.2.1 MSCT检查采用双源CT机(Somatom Definition ;Siemens Medical Solutions,Forchheim,Germany)。患者取仰卧位,头足方向扫描,检查于吸气末1次屏气完成。检查前测量心率 >70次 /min的患者服用倍他乐克25 mg,于心率≤70次 /min后开始扫描。1动脉期扫描:采用回顾性心电门控,管电流自动调节技术。扫描参数:扫描准直:2×32×0.6 mm,层厚0.6 mm,转速330 ms,时间分辨率83 ms,螺距由系统自动设定。管电压与管电流依据患者体重指数(body mass index,BMI)及胸部体脂分布情况决定:BMI≥25 kg/m2采用120 k V,BMI<25 kg/m2采用100 k V。应用对比剂示踪法,在主动脉根部层面选择感兴趣区监测CT值,当感兴趣区内CT值达到100 HU时,延迟6 s自动触发扫描。静脉注射对比剂(优维显370),注射速度5.0 ml/s,总量为80~90 ml,然后再以相同的速度注射30 ml生理盐水。动脉期数据采用B26f算法重建(层厚0.75 mm,间距0.5 mm),以10% 为间隔,将0%~90% 的10期重建心动周期的数据传输至后处理工作站。2延迟强化扫描:动脉期扫描完成后7 min进行延迟扫描。采用前瞻性心电门控,曝光期相选择在R-R的75%。管电压选择依据患者BMI及胸部体脂分布情况决定:BMI≥25 kg/m2采用100 k V,BMI<25 kg/m2采用80 k V。延迟期扫描数据采用B10f重建后传输至后处理工作站。
1.2.2心脏MRI检查采用Siemens Sonata 1.5T超导型MRI扫描仪。患者取仰卧位,采用12通道相控阵表面线圈和心电门控技术。依次采集横断面及矢状面黑血序列、多层面电影序列(左心室四腔心位、两腔心位、左心室短轴位及双口位)。然后经静脉团注对比剂马根维显,速度2 ml/s,浓度0.2 mmol/kg,10~15 min后开始延迟增强序列扫描。具体扫描序列主要包括心脏电影扫描[ 真实稳态进动快速成像(true fast imaging with steadyprecession,True Fisp)序列,TR 40 ms,TE 1.1 ms,层厚8 cm,视野340 mm×420 mm,翻转角62°] 和延迟增强扫描 [ 反转恢复快速小角度激励(IR Turbo Flash)序列,TR 700 ms,TE 1.26 ms,层厚8 cm,视野340 mm×420 mm,翻转角45°]。
1.3图像分析CT、MRI检查分别由5年以上诊断经验的1名副主任医师和1名主治医师采用盲法独立分析,结果不一致时共同协商讨论决定。
1.3.1 MSCT图像分析动脉期:动脉期图像数据传入后处理工作站(multi-modality workplace with Syngo softwareversion VA20,Siemens),采用Circulation软件进行心功能评价。软件自动识别收缩末期与舒张末期、四腔心、左心室长轴、左心室短轴切面及左心室心内膜及心外膜,观察者可作适当校正,记录射血分数、每搏输出量、左心室心肌质量、心输出量、心脏指数、舒张末期左心室容积、收缩末期左心室容积,并记录其他可见阳性征象(如收缩期二尖瓣前叶前向运动等),再根据美国心脏病协会17段分型,手动测量记录每一节段的舒张末期左心室室壁厚度。
延迟期:将延迟期图像传入后处理工作站,采用Circulation软件进行分析。1定性分析:分别在四腔心、两腔心和短轴角度将图像重建成8 mm厚的最大密度投影图像,窗位150,窗宽350,根据患者的具体情况,可作适当微调。采用主观评价的方式,判断患者是否存在心肌的延迟强化。2定量分析:在定性分析的基础上,对确定有心肌延迟强化(myocardial delayedenhancement,MDE)的患者,根据美国心脏病协会17段分型,判定延迟强化所在的心肌节段。
以50 mm2大小的感兴趣区测量延迟强化心肌的CT值及标准差,再以同样大小的感兴趣区测量同一层面远离病灶所在节段的正常心肌的CT值及标准差,计算对比噪声比,对比噪声比 =(病灶CT值-正常心肌CT值)/ 正常心肌标准差。
1.3.2心脏MRI图像分析心脏形态及心功能分析:将MRI心脏四腔心、两腔心、短轴及双口位电影序列的数据传入后处理工作站(Argus and Syngo ;SiemensMedical Solutions,Erlangen,Germany), 将心脏短轴位数据载入Argus软件分析。左心室功能、收缩末期、舒张末期及左心室心内膜、心外膜由软件自动识别,观察者可作适当校正,记录软件输出的射血分数、每搏输出量、左心室心肌质量、心输出量、心脏指数、舒张末期左心室容积、收缩末期左心室容积,并记录其他可见阳性征象(如收缩期二尖瓣前叶前向运动等),根据美国心脏病协会17段分型,手动测量记录每一节段的舒张末期左心室室壁厚度。
MRI延迟期图像分析:1定性分析:阅读所有心脏四腔心、两腔心、短轴的延迟期图像,以主观评价方式,判断患者是否存在心肌的延迟强化。2定量分析:在定性分析的基础上,对确定有延迟强化的患者,依据美国心脏病协会17段分型判定延迟强化所在的心肌节段。以50 mm2的感兴趣区测量延迟强化心肌的信号强度及标准差,再以同样大小的感兴趣区测量同一层面远离病灶所在节段的正常心肌的信号强度及标准差,计算对比噪声比,对比噪声比 =(病灶信号强度值正常心肌信号强度值)/ 正常心肌标准差。
1.4 MRI与CT延迟强化病灶比较分别分析MRI为阳性、且CT为阳性或为阴性的患者图像。依据MRI结果,将MDE分为局灶性和弥漫性。因为弥漫性病灶的边界难以界定,比较CT与MRI的局灶性病灶的大小。局灶性病灶大小的定量和计算方法为在每一层面对MDE的范围进行手动勾画,并通过Simpson方法进行计算。MDE的范围与心肌质量的关系通过以下公式计算[8]:
延迟强化体积 (ml)= ∑延迟强化面积×层厚
延迟强化质量(g) = ∑延迟强化面积×层厚×1.06
延迟强化范围(%) = 延迟强化质量(g)/ 心肌质量(g)×100%
1.5统计学方法采用SPSS 20.0软件。正态分布的计量资料比较采用t检验,非正态分布的计量资料比较采用秩和检验,计数资料比较采用χ2检验;对延迟强化的定性分析数据,以MRI结果为“金标准”,计算CT在检测心肌纤维化病灶的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值。MRI与CT结果的一致性采用Kappa检验,Kappa值0~0.2为差,0.21~0.40为中,0.41~0.60为较好,0.61~0.80为好,≥0.81为优;利用线性回归和Bland-Altman分析对CT和心脏MRI测量的左心室室壁厚度和延迟强化体积进行比较,P<0.05表示差异有统计学意义。
2结果
2.1患者一般情况本次研究有59例男性,21例女性;平均年龄(53.2±13.0)岁;伴有流出道梗阻患者27例,心功能III~IV级患者25例。研究对象的临床一般情况见表1。
2.2 左心室室壁厚度比较 对 80 例患者共 1360 个心肌节段进行分析,CT测量的1360个心肌节段左心室平均厚度和MRI测量的结果呈显著相关(r=0.88,P<0.01),见图1。Bland-Altman分析显示,CT测量结果略高估MRI测量的左心室厚度,平均最小差值为0.61 mm,95%CI为-5.39 ~6.61,见图2。
2.3心肌延迟强化2例患者由于受线束硬化伪影较重而质量差被排除,最终在78例患者中,经MRI证实48例为延迟强化阳性。CT共检出44例延迟强化病灶,MSCT对延迟强化的诊断准确性为74/78(94.9%),见表2、图3。延迟增强检查证实CT与MRI在检出心肌纤维化化病灶方面,以74例患者为研究对象,Kappa=0.751,P<0.05;以1238个心肌节 段为研究 对象,Kappa=0.746,P<0.01。MSCT与MRI结果比较,4例假阴性患者均有弥漫性延迟强化病灶,其心肌平均CT值是(113.14±3.58)HU。
按照心肌节段划分,CT检测延迟强化病灶的敏感度为78.7%,特异度为100.0%(表2)。MRI与CT均为阳性的患者中,290个节段被证实为局灶性延迟强化病灶,延迟增强CMR证实其对比噪声比较CT图像为佳(10.73±2.07比6.85±2.18,P<0.01),但病灶的平均CT值与正常心肌明显不同 [(130.56±10.41)HU比(80.39±5.22)HU,P<0.01]。
MRI扫描为阳性、而CT分别为阳性和阴性的患者中,MRI延迟强化病灶的信号强度并无明显差异(CT为阳性患者的MRI信号强度均值为58.9,范围为40.1~68.5;CT为阴性患者的MRI信号强度均值为58.4 ,范围为50.0~69.3,P=0.08)。局灶病灶和弥漫病灶之间信号强度有明显差异(局灶病灶的MRI信号强度均值为59.6,范围为47.1~77.0;弥漫病灶的MRI信号强度均值为53.7,范围为40.1~63.2,P<0.01)。对于CT延迟强化图像而言,本研究比较了MRI与CT均为阳性的患者中局灶和弥漫延迟强化图像的CT值,局灶性延迟强化病灶的CT值显著高于弥漫性延迟强化病灶[(132.36±7.08)HU比(98.08±7.02)HU]。弥漫性纤维化病灶的CT图像密度差异小,病灶边缘模糊(图4)。CT与MRI测量的延迟强化病灶体积可见两者的相关性良好(r=0.89,P<0.01),但CT图像低估了纤维化病灶范围。Bland-Altman分析显示,比较CT和MRI在测量延迟强化病灶容积的差异,平均标准差是2.71%(表3)。
3讨论
本研究采用MSCT显示HCM患者心肌纤维化和室壁厚度等,证实了MDE-CT鉴别HCM心肌病变的可行性。这种综合性应用CT技术可以提高包括心脏形态和功能,以及HCM患者术前心肌纤维化评估和术后疗效随访(特别是对起搏器或ICD等植入的患者)的研究成果。此外,尽管本研究证实MDE-CT可以检测心肌纤维化,但不同于心脏MRI,而心脏CT检查有放射性,在进行检查方式的选择时,需考虑到该因素对患者的影响。
图3 女,70岁,非对称性HCM。MRI延迟强化图像示室间隔中央段心肌中层灶样延迟强化病灶(箭,A);CT图像显示与MRI图像对应处室间隔中部延迟强化病灶(箭,B)
图4 男,49岁,心尖型HCM。MRI延迟强化图像示心尖区域片状心肌纤维化(箭,A);CT延迟强化图像示与MRI图像对应处片状高密度影(箭,A)
注:MDE:心肌延迟强化;偏倚:表示CT减CMR的均值,负数结果代表CT低估MDE;LV:左心室
本研究采用MSCT对HCM患者进行检查,综合应用心脏CT检查结合动脉期CT心室形态检查和延迟增强CT检查,在一次检查中综合评估HCM的类型和评估心肌纤维化。此外,通过测量密度和信号变化以及MDE的范围,本研究证实了MDE-CT可以对HCM患者心肌纤维化进行定性和定量评估,尤其是对心脏MRI检查受限的患者(如心律不齐和起搏器植入的患者),结合CT低剂量技术,MDE-CT可以作为定量评估局灶性心肌纤维化的方法。
本研究中,MSCT测量左心室室壁厚度的结果与心脏MRI具有良好的相关性。CT轻度高估室壁厚度,这与既往研究结果一致[7]。从图2可以发现心肌特别肥厚段超出上限界限值,这与严重的心肌肥厚引起左心室长轴扭曲导致CT和心脏MRI检查短轴、四腔和两腔层面不一致有关。
心肌纤维化是反映HCM患者预后的重要指标[9,10],尽管心脏MRI可以无创地在体检测和定量测量心肌纤维化,但受限于该检查的禁忌证,如起搏器或起搏除颤器植入的患者不能完成该检查。应用心脏CT评估HCM患者的心肌纤维化既往已有报道[6,7],但尚无大宗数据的定量分析。本研究显示MDE的CT定量测量同样精确。尽管MDE心脏MRI图像具有更好的对比噪声比,但病灶与正常心肌的CT值仍有明显差异。
本研究比较局灶性和弥漫性MDE的信号强度及CT值发现,局灶性病灶的信号强度要高于弥漫性病灶,其CT值也高于弥漫性病灶。值得注意的是,4例假阴性患者的心肌CT值比真阳性患者中的弥漫性纤维化的CT值更高,可能是由于假阴性患者的弥漫性纤维化(平均10个节段 / 例)分布更广泛,缺乏正常心肌作为对照所致。MRI的新技术纵向弛豫时间定量(T1mapping)成像,根据计算心肌的T1值来检测弥漫性纤维化,可有效地检测并定量弥漫心肌纤维化的范围。CT成像如能定量测量每一个像素点的CT值,开发出类似于T1 mapping成像的技术,则有望解决CT检测心肌弥漫性病变的问题。
本研究结果显示,在测量局灶性病灶大小方面,MRI和CT具有良好的相关性。但是CT测量的范围小于MRI测量的结果,这与心肌梗死再灌注的研究结论一致[11]。这是由于CT图像的组织分辨率和对比噪声比较低,而且不能有效抑制背景心肌的信号,而且这2种技术的成像原理完全不同。
本研究中,为了获取最好效果的CT和MRI的配准图像,CT图像采用舒张期数据,结合低剂量技术,前瞻性心电门控,从而将曝光剂量控制在非常低的水平(CT延迟强化扫描最低剂量为0.94 m Sv),并未给患者带来过多的射线负荷。
本研究的局限性,除了CT增强检查的射线损害和含碘对比剂对肾功能的影响以外,CT延迟强化成像的定量评估仍是本研究的难点。本研究中仅对局灶性心肌纤维化进行评估,由于CT图像对比噪声比较低,且缺乏定量软件,CT在显示弥漫性心肌纤维化方面仍处于劣势,因此未对弥漫的延迟强化病灶进行评估。此外,在测量对比噪声比时,本研究采用了纤维化心肌与同层面内的正常心肌进行比较,然而所谓“正常”心肌组织内仍然可能存在微观镜下的弥漫心肌纤维化,导致测量结果存在系统偏倚。但CT与MRI采用相同的方法进行比较时,可以最大程度地弱化这种偏倚。
心肌纤维 篇4
1材料与方法
1.1 造模与分组
10～12周龄雄性Wistar大鼠, 体质量220～260g, 由河南省实验动物中心提供, 按Maisel等[3]提供方法制作AMI模型, 术后24h存活27只大鼠, 随即分成AMI对照组 (13只) 和阿托伐他汀干预组 (14只) 。阿托伐他汀干预组术后第2天起灌胃给药 (5mg·kg-1·d-1) 连续4周, 另设假手术组14只, 假手术组仅在左冠状动脉前降支穿线不结扎。假手术组和AMI对照组每天给予等量生理盐水灌胃。
1.2 左心室质量指数的测定
4周后处死动物。大鼠称质量后, 3%戊巴比妥30mg/kg腹腔麻醉, 迅速开胸, 取出心脏, 分别称取全心 (HW) 和左心室 (LVW含室间隔) 质量, 并计算左心室质量指数 (LVWI:LVW/体质量) 。取左心室非梗死区 (LVNIZ) 心肌, 保存于-80℃冰箱中, 用于做荧光定量PCR。
1.3 采用SYBR GreenⅠ荧光定量PCR检测LVNIZ心肌CT-1
mRNA相对表达量 取冻存心肌100mg剪碎, 用TRNzol试剂提取总RNA (具体步骤参见试剂说明书) 。取2μl总RNA用随机引物Oligo d (T) 18和M-MLV逆转录成15μl cDNA。使用ABI7000型PCR仪扩增目的基因和看家基因, 其产物进行梯度稀释 (10-1～10-9) , 用于标准曲线的制作。将各个梯度稀释的样品加用试剂SYBR Premix EX Taq, 在GeneAmp 5700 Sequence Detector上进行扩增, 选择线形关系最好的5～6个梯度与待测样品同时再次进行荧光定量扩增, 得到目的基因的Ct值代入目的基因标准曲线, 得到管家基因的Ct值代入管家基因标准曲线, 就可以换算出各自的起始模板量 (由仪器自动读出) , 然后用目的基因 (CT-1) 的定量结果除管家基因 (GAPDH) 的定量结果 (即RNA量校正) 就可得到不同样品之间的目的基因 (CT-1) 相对表达量。目的基因CT-1的反应参数为95℃ 10s, 60℃ 34s, 40cycles, 管家基因GAPDH的反应参数为95℃ 10s, 60℃ 34s, 35cycles。以上试剂及引物合成均由宝生物工程 (大连) 有限公司提供。引物序列结果见表1。
1.4 Ⅰ型胶原测定
免疫组化法测定Ⅰ型胶原。
1.5 统计学方法
采用SPSS 11.0软件包进行处理, 计量资料以
2结果
2.1 体质量、左心室质量及左心室质量指数的改变
4周后3组大鼠体质量差异均无统计学意义 (P>0.05) , AMI对照组和阿托伐他汀干预组心脏质量、左心室质量、左心室质量指数均明显高于假手术组, 而阿托伐他汀干预组显著低于AMI对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表2。
注:与假手术组比较, *P<0.05;与AMI对照组比较, #P<0.05
2.2 AMI后大鼠左室非梗死区CT-1/GAPDH比值的变化及Ⅰ型胶原的表达
4周后, AMI对照组和阿托伐他汀干预组CT-1相对表达量及Ⅰ型胶原的表达均明显高与假手术组, 而阿托伐他汀干预组均显暑低于AMI对照组, 差异均有统计学意义 (P<0.05) 。见表3。
注:与假手术组比较, *P<0.05;与AMI对照组比较, #P<0.05
2.3 AMI后大鼠左室非梗死区CT-1基因表达与Ⅰ型胶原的关系
Pearson直线相关分析表明, 阿托伐他汀干预组和AMI组CT-1基因的变化与左室非梗死区心肌Ⅰ型胶原呈正相关 (阿托伐他汀干预组:r=0.571, P<0.05;AMI组:r=0.872, P<0.05) 。
3讨论
心室重塑主要由心肌间质成纤维细胞异常增生、胶原合成增多及心肌细胞肥大所致。许多研究发现, 炎性细胞因子在引发心室重构中发挥了重要作用[4]。CT-1是IL-6超家族的新成员, 不但能促进心肌细胞肥大, 还能促进成纤维细胞生长及胶原合成[5]。而核因子-KB是调节炎性反应重要转录因子[6], CT-1等炎性细胞因子的基因转录都是通过上述信号转导途径调控。Tsuruda等[7]发现, 在心肌成纤维细胞上存在CT-1及其受体, 内源或外源性CT-1均能促进成纤维细胞合成DNA和胶原, 从而刺激成纤维细胞生长。阿托伐他汀作为第3代产品的他汀类药物, 除了能有效降低胆固醇以外, 还可以激活过氧化物酶活化受体[8], 降低核因子-KB等炎性反应重要转录因子的活性, 从而发挥抗炎作用。
荧光定量PCR具有检测范围宽 (1～108) , 敏感性高 (<5copies) , 精确度高 (CV<2%) , 无PCR后处理步骤, 避免了交叉感染, 产出率高, 可以进行多重检测的特点[9]。
本研究通过结扎冠状动脉前降支造成急性心梗模型后, 采用SYBR Green Ⅰ荧光定量PCR检测LVNIZ心肌细胞因子CT-1和GAPDH的起始模板量, 通过计算CT-1 mRNA/GAPDH mRNA相对表达量。结果发现与假手术组相比, AMI组炎性细胞因子CT-1 mRNA表达量增加, 经阿托伐他汀治疗后, 心肌炎性细胞因子CT-1 mRNA表达量与AMI对照组相比明显降低。因此, 阿托伐他汀能够在转录水平上抑制炎性细胞因子的表达, 发挥较好的抗炎作用。
本结果还显示:与假手术组相比, AMI组心脏质量、左心室质量、左心室质量指数、Ⅰ型胶原明显增高;与AMI对照组相比, 阿托伐他汀干预组上述指标明显降低 (P<0.05) 。而心脏质量、左心室质量、左心室质量指数、Ⅰ型胶原则反映了心肌细胞的增殖和纤维化。由此可见, 阿托伐他汀可能通过发挥抗炎作用来抑制心肌梗死后心肌纤维化。
摘要：目的观察阿托伐他汀对心肌梗死后大鼠心肌纤维化的影响。方法41只雄性Wistar大鼠随机分为假手术组 (14例) 和AMI组 (27例) , AMI组通过结扎左冠状动脉前降支 (LAD) 制作AMI模型。AMI组再随机分为AMI对照组 (13例) 和阿托伐他汀干预组 (14例) 。阿托伐他汀干预组每天给予阿托伐他汀灌胃 (5mg/kg) , 持续4周, 假手术组和AMI对照组每天给予等量生理盐水灌胃。利用RealTime PCR法扩增并以GAPDH作为内对照相定量检测心肌营养素-1 (CT-1) 在各组样品中的表达量差异, 采用免疫组织化学染色检测心肌Ⅰ型胶原产生。结果AMI组非梗死区炎性细胞因子CT-1mRNA表达、Ⅰ型胶原及左心室质量指数均高于假手术组, 阿托伐他汀干预组显著低于AMI对照组 (P<0.05) 。AMI对照组和阿托伐他汀干预组非梗死区心肌组织中CT-1mRNA与Ⅰ型胶原的变化呈正相关, 差异均有统计学意义 (P<0.05) 。结论阿托伐他汀可能通过抗炎作用来抑制心肌梗死后心肌纤维化。
关键词：阿托伐他汀,急性心肌梗死,细胞因子,心肌纤维化,大鼠
参考文献
[1]张晓捷, 孙宗全, 杜心灵.洛伐他汀预处理对大鼠急性心脏缺血再灌注中心肌细胞凋亡的影响[J].中华心血管外科杂志, 2005, 21 (5) :289-291.
[2]George J, Goldstein E, Abashidze S, et al.Circulating endothelial progen-itor cells in patients with unstable angina:association with systemic in-flammation[J].Eur Heart J, 2004, 25 (12) :1003-1008.
[3]Maisel A, Cesario D, Baird S, et al.Experimental autoimmune myocardi-tis produced by adoptive transfer of splenocytes after myocardial infarc-tion[J].Circ Res, 1998, 82 (4) :458-463.
[4]Nian M, Lee P, Khaper N, et al.Inflammatory cytokines and postmyocar-dial Infarction Remodeling[J].Circ Res, 2004, 94 (12) :1543-1553.
[5]Freed DH, Moon MC, Borowiec AM, et al.Cardiotrophin-1:expression in experimental myocardial infarction and potential role in post-MI wound healing[J].Mol Cell Biochem, 200 (1) 3, 254:247-256.
[6]Jankowska EA, von Haehling S, Czarny A, et al.Activation of the NF-KB system in peripheral blood leukocytes from patients with chronic heart failure[J].Eur J Heart Fail, 2005, 7 (6) :984-990.
[7]Tsuruda T, Jougasaki M, Boerrigter G, et a1.Cardiotrophin-1stimulation of cardiac fibroblast growth:roles for glycoprotein130/leukemia inhibito-ry factor receptor and the endothelin type A receptor[J].Circ Res, 2002, 90 (2) :128-134.
[8]Planavila A, Laguna JC, Vazquez-Carrera M.Atorvastatin improves per-oxisome proliferator-activated receptor signaling in cardiac hypertrophy by preventing nuclear factor-kappa B activation[J].Biochim Biophys Acta, 2005, 1687 (1-3) :76-83.
苦参碱防治心肌纤维化的研究进展 篇5
苦参为多年生落叶亚灌木植物苦参 (sophora flavescens aat) 的干燥根, 又名苦甘草、苦参草等。苦参性苦、寒, 具清热燥湿、杀虫、利尿等功效, 用于热痢、便血、尿闭、黄疸、赤白带下、阴肿阴痒、湿疮、湿疹、皮肤瘙痒等。药理研究发现苦参有抗肿瘤、抗病毒、抗肝损伤、抗肝纤维化、抗心律失常、抗氧化、扩血管及中枢抑制等作用。苦参主要的药理成分是生物碱及黄酮类。苦参生物碱、黄酮对心肌细胞有多种影响途径, 能有效防治纤维化的发生。
2 苦参碱防治心肌纤维化的作用机制
2.1 抑制AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞 (CFS) 增殖及胶原合成
心肌成纤维细胞是心脏间质细胞的主要成分, 其分泌的Ⅰ型、Ⅲ型胶原是心肌间质主要组成部分。胶原能维持心脏的几何构型, 保证心肌舒缩的协调性, 参与心肌损伤的修复。胶原的张力及含量决定心肌顺应性。生理状况下, 胶原的合成受胶原基因mRNA的转录调节, 而降解受各种胶原酶的调控。胶原酶属于基质金属蛋白酶 (MMPs) 家族, 而MMPs降解胶原的能力受内源性金属蛋白酶抑制因子 (TIMPs) 的影响。TIMPs不仅可以和MMP酶原以1∶1结合抑制其活性, 而且可灭活激活的酶原, 使MMPs失去活性。因此, MMP/TIMPs的平衡可以维持胶原的正常代谢[1]。
吴珂等[2]研究发现, Mat能明显抑制AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞增殖及胶原合成。Mat显著抑制心肌成纤维细胞增殖, 降低了胶原合成;Mat通过抑制Ⅰ型胶原基因mRNA的表达, 在转录水平降低胶原的合成;调节胶原在降解过程中MMP/TIMPs的平衡, AngⅡ可以降低MMP-13 mRNA的表达, 提高TIMP-1 mRNA的表达, 而加入Mat作用后, 对TIMP-1的作用不显著, 但明显提高了MMP-13 mRNA表达, 在一定程度上增强了MMP-13的活性, 加强了胶原的降解能力。戴友平等[3]以AngⅡ诱导的人胚肺成纤维细胞 (HFL-I) 为研究对象, 不同浓度的Mat作用48 h后, 采用四氮唑盐 (MTT) 法检测Mat对HFL-I增殖的影响;羟脯氨酸测定HFL-I胶原合成量。研究发现在一定范围内, 苦参碱能抑制AngⅡ诱导的HFL-I增殖以及胶原的合成, 其效果呈浓度依耐性。
2.2 抑制醛固酮 (ALD) 诱导的心肌成纤维细胞周期及增殖
醛固酮水平的升高对心肌纤维化具有重要作用, 醛固酮可以诱导心血管损伤、参与氧化应激反应及血管周围炎症而使心肌纤维化形成;醛固酮可以加强血管紧张素Ⅱ的作用, 促进心肌纤维化;醛固酮可以上调心肌成纤维细胞内皮素受体, 使MMP活性增加, 刺激活性氧族的产生, 诱导心肌纤维化;醛固酮还能够经JAK2依赖性通路, 上调ACE基因表达途径参与心肌纤维化的形成。
胡迎春等[4]建立ALD诱导CFs纤维化模型, 免疫荧光法测定转化生长因子-β1 (TGF-β1) 、流式细胞仪 (FCM) 测定细胞周期及TGF-β1的表达, 研究Mat对Ald诱导CFs增殖的影响。研究发现Mat能抑制Ald诱导的CFs增殖;机制可能包含直接拮抗Ald受体和下调AT1受体, 抑制TGF-β1的表达, 抑制CFs进入细胞分裂S期, 其效应有剂量相关性。
2.3 抑制成纤维细胞的活化及细胞外基质 (ECM) 的合成
器官纤维化以器官实质ECM大量增生为特征, 是器官的一种慢性反复损伤愈合反应的结果, 是各种慢性疾病共同的病理特点。宋健等[5]从细胞及分子水平阐明了苦参碱可抑制肝成纤维细胞增殖及Ⅲ型胶原mRNA的表达, 苦参碱可能通过这两方面的作用抑制胶原合成。周爱玲等[6]研究发现, 苦参素对四氯化碳诱导的肝纤维化有防治作用, 其作用机制可能是通过减少基质金属蛋白酶2 (MMP-2) mRNA及MMP-2蛋白的表达, 促进ECM的降解, 抑制ECM沉积, 因此减轻或逆转肝纤维化。鄂裘恺等[7]的实验研究发现, 苦参素能降低肝纤维化大鼠肝脏羟脯氨酸及丙二醛的含量, 认为苦参素在减少胶原合成、减轻纤维化方面有良好的作用。
2.4 降低转化生长因子β1的水平
TGF-β1是已知最强的促纤维化细胞因子。苦参碱可以降低TGFβ1的表达, 抑制TGFβ1-Smad信号传导通路的关键信息传导分子的表达, 从而干扰了TGFβ1诱导的纤维化信号的表达。姚钢炼等[8]研究发现, 苦参素通过降低TGFβ1等细胞因子的表达而减少产生ECM细胞的活化, 通过减少ECM的沉积而发挥抗纤维化的作用。沈祥春等[9]研究氧化苦参碱 (OMT) 对大鼠急性心肌梗死诱发实验性心肌纤维化的保护作用及其对TGF-β-Smads信号通路的影响。研究发现, OMT显著降低急性心肌梗死8周后诱发的实验性心肌纤维化程度, 抑制TGF-β1, Smad2, Smad3, Smad4 mRNA表达的上调和增加Smad7 mRNA的表达。OMT对急性心肌梗死所致实验性心肌纤维化具有一定的抑制作用, 其作用机制可能与TGF-β-Smads信号系统有关。
2.5 影响心肌成纤维细胞的周期
在细胞周期G1末期存在一个限制点, 细胞只有越过才能进行增殖, 这一限制点由G1期的细胞周期蛋白 (cyclin) 和细胞周期素依赖性激酶 (Cdk) 调节。
P27为细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子, 主要通过抑制G1/S限制点中的各种cyclin及Cdk, 使细胞停滞于G0/G1期, 是细胞内调节增殖及细胞周期的重要因素[10]。在高血压左心室肥厚过程中, P27蛋白水平逐渐下降, P27在心室纤维化中起重要作用[11]。
周艳芳等[12]通过体外培养新生Wistar大鼠的心肌成纤维细胞, MTT比色法检测细胞增殖, FCM分析仪测定细胞周期及其蛋白的表达。随着苦参碱浓度的增加, CFs MTT值呈下降趋势;苦参碱可使CFs的S期细胞百分率下降, G0/G1期百分率上升, 与AngⅡ组比较有明显差异;AngⅡ可使CFs P27表达阳性率降低, 而苦参碱可促进CFs P27表达。苦参碱可抑制AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞增殖及胶原合成, 而P27参与了抑制CFs增殖的过程并起重要作用。
2.6 降低心肌细胞间黏附分子-1 (ICAM-1) 表达的影响
ICAM-1是免疫球蛋白超家族的一种细胞黏附分子, 是一种单链跨膜糖蛋白, 属于整合素家族成员。ICAM-1可与多种细胞表面成分相结合, 包括淋巴细胞功能相关抗原-1 (LFA-1) (CD11a/CD18) 、Mac-1 (CD11b/CD18) 及P150/95 (CD11c/CD18) 。ICAM-1分布广泛, 各种心肌细胞、成纤维细胞、上皮细胞、血管内皮细胞、淋巴细胞以及单核细胞等均有ICAM-1分布[13]。ICAM-1参与机体炎症反应、免疫识别, 是影响组织纤维化的重要炎性介质。正常组织内细胞表达量极少, 病理状态下表达量则显著增加。ICAM-1通过和免疫细胞表面的LFA-1结合促使免疫细胞与靶细胞黏附, 参与细胞介导的免疫反应。在人心肌纤维化中, 心肌组织中ICAM-1的表达明显增强。影响心肌的纤维化形成因素, 大致可分为血流动力学、代谢以及体液激素三方面因素[14]。相关研究表明, C反应蛋白 (CRP) 、透明质酸 (HA) 、层黏蛋白 (LN) 和Ⅳ型胶原均为较好的组织纤维化指标[15]。
宋慧文等[16]通过建立肺静脉源性心房颤动心肌纤维化的动物模型, 用苦参素进行防治, 观察血清CRP、HA、LN水平以及心肌组织的病理学变化, 用免疫组化方法观察心肌组织中ICAM-1的表达。苦参碱防治组血清CRP、HA、LN水平显著低于对照组, 心肌组织纤维化程度及炎症反应程度较模型组明显降低, 心肌组织ICAM-1表达水平下降。苦参素可降低心肌组织ICAM-1的表达水平, 减轻心脏炎症, 与其抗心肌纤维化作用密切相关。
2.7 抑制氧化应激及炎性因子
苦参碱对多种急性渗出性炎症有明显的抑制作用, 对慢性炎症则无明显抑制作用, 其抗炎作用与垂体-肾上腺素系统无明显关系, 而是其具有非甾体类抗炎药的特性, 并对红细胞膜有一定的稳定作用。苦参碱并不直接抑制前列腺素的产生及白细胞趋向性, 证明它可能是一种较弱的抗炎药, 或者代表一类抑制炎症但不影响花生四烯链的抗炎药。苦参碱有可能通过保护线粒体DNA和酶的活性而发挥抗氧化、抗纤维化作用, 但具体是通过什么途径发挥抗线粒体氧化应激的作用, 需要进一步的研究。
2.8 通过抗病毒、抑制免疫起到抗纤维化的作用
苦参碱是一种双向免疫调节剂, 它在低浓度时可刺激淋巴细胞增殖, 而在高浓度时则抑制之。但总的来说, 以免疫抑制为主[17]。成扬等[18]研究了苦参素对小鼠免疫性肝纤维化作用机制, 认为苦参素具有抗小鼠免疫性肝损伤及纤维化的作用, 这种作用是可能通过包括免疫抑制在内的多种途径完成的。王娟等[19]观察三参饮 (苦参、人参、丹参) 对病毒性心肌炎小鼠心肌纤维化的防治作用, 三参饮能明显降低组织中MMP-9, TIMP-1的表达, 具有抗病毒、抑制免疫等作用, 在病毒性心肌炎早期进行三参饮的干预, 可以有效防治心肌纤维化的形成。
3 结 语
心肌纤维化近年来日趋受到国内外心血管专家的重视, 虽然现代医学针对其各个发病环节有多种防治手段, 并且已取得了一定的疗效, 但总体效果欠佳。苦参碱具有较为广泛的心血管药理作用, 其中抗缺氧、降血脂、正性肌力、扩血管、抗心律失常、抗动脉粥样硬化等作用的研究日益深入。苦参碱抗心肌纤维纤维化的作用被药理研究逐渐重视, 体外研究发现苦参碱能抑制血管紧张素Ⅱ、醛固酮诱导的离体心肌成纤维细胞的增殖, 通过抑制ECM, 降低TGF-β1, 影响心肌成纤维细胞的周期, 降低ICAM-1的表达, 抑制氧化应激及炎性因子, 抗病毒、抑制免疫等途径防治心肌纤维化。目前苦参碱抗心肌纤维化的研究主要集中在体外实验, 心肌纤维化的模型构建不统一, 系统的整体实验亦未见报道, 即使是体外抗心肌纤维增生和心肌重塑的实验有待验证, 苦参碱对心肌纤维化的防治作用仍需大量的临床及实验研究来探索和证实。
摘要：苦参碱 (Matrine Mat) 来源于苦参等豆科植物。心血管药理研究表明, 苦参碱具有抗离体心肌纤维化的作用, 作用机制可能与抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统, 抑制细胞外基质, 降低转化生长因子β1 (TGF-β1) , 影响心肌成纤维细胞的周期, 降低心肌细胞间黏附分子-1 (ICAM-1) 表达, 抑制氧化应激及炎性因子, 抗病毒、抑制免疫等有关。苦参碱防治心肌纤维化及作用机制仍需大量实验及临床研究所证实。
浅论基质金属蛋白酶与心肌纤维化 篇6
1 基质金属蛋白酶
基质金属蛋白酶 (MMP) 是一组锌离子依赖性内肽酶, 包括多个结构相似、能够消化基质和基膜的酶, 目前至少已确定了18种。根据结构域及酶与底物亲和力的不同分为胶原酶、明胶酶、间质溶解酶和膜型金属蛋白酶[2]。MMP表达下调和酶激活过度受抑, 可能参与了许多表现为ECM过多沉积的病理过程 (如动脉粥样硬化、多种结缔组织疾病和重要脏器纤维化形成过程等) [3]。此外, 细胞外基质金属蛋白酶诱导物 (EMM-PRIN) , 具有诱导MMP基因表达的作用[4,5,6,7]。MMP主要以酶原的形式分泌到细胞外, 需经过蛋白酶的水解才能活化, 已发现MMP有3种不同的激活方式, 第一种是细胞外由血清蛋白酶所介导, 即通过丝氨酸蛋白酶 (如血清酶、胰蛋白酶、尿激酶等) 分解酶原, 使金属蛋白酶中半胱氨酸序列的Zn-Cys断裂而具有部分活性, 再通过别的金属蛋白酶如MMP-3进一步分解, 形成具有完全活性的MMP;第二种是原生质膜上由膜型MMP所介导, 这一机制被认为在细胞转移、降解细胞周围基质过程中起着重要作用;第三种是细胞内激活。文献也证实MT-MMP也存在着细胞内激活, 但其机制有待进一步研究[8]。
2 基质金属蛋白酶与心肌纤维化
心肌纤维化是指在许多病理状态下 (如心肌梗死、高血压和扩张性心肌病等) 导致心肌间质成份-成纤维细胞增殖, 有研究表明, 肥大细胞的增多和减少参与心肌纤维化的进程[9]。以往对纤维化形成机制的研究多聚焦在对ECM合成的调节方面。近年来, 人们注意到ECM降解也与心肌纤维化形成关系密切, 其中基质金属蛋白酶 (MMP) 与基质金属蛋白酶组织抑制因子 (TIMP) 的调节起着重要的作用。
心肌纤维 篇7
1 实验研究
1.1 单味活血化瘀中药的研究
心肌胶原主要包括Ⅰ、Ⅲ型胶原纤维，成年人心肌中Ⅰ型胶原占胶原总量80%～85%，其伸展和回弹性较小，而僵硬度较大，主要聚合成粗纤维，Ⅲ型胶原纤维约占11%，其伸展和回弹性较大，形成典型的细纤维。因此，少量的Ⅰ型胶原增加即可增加心肌的僵硬度，而Ⅲ型胶原增加则可提高心室的顺应性，胶原表型的改变对舒张功能的影响比胶原的总量更重要[2]。唐忠志[3]应用丹参治疗自发性高血压大鼠 (SHR) ，结果发现丹参能显著减少心肌间质和心肌血管周围的胶原总量和Ⅰ、Ⅲ型胶原的含量，且Ⅰ型胶原减少更明显，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值降低，使心肌细胞间质和冠状动脉周围纤维化减轻。推测其作用机制可能与抑制心脏局部醛固酮作用有关。丹参酸乙可逆转大鼠心脏成纤维细胞的增殖和Ⅰ、Ⅲ型胶原m RNA的表达[4]。并且丹参不仅可以抑制心肌成纤维细胞的增殖和胶原的合成，拮抗AngⅡ的促心肌细胞肥大作用，还能拮抗心肌细胞的Ca2+内流，具有Ca2+拮抗剂的特点。张冬梅[5]研究发现，川芎嗪能在转录水平上阻断AngⅡ诱导的人α1 (I) 胶原基因启动子活性增加，阻滞和延缓心肌纤维化的进展。川芎嗪抑制心肌细胞总蛋白含量及直径增加及成纤维细胞增加的效果与AngⅡ受体拮抗剂氯沙坦相似[6]。
1.2 活血化瘀复方药物研究
沈雁[7]研究提示，温阳活血化痰法可能通过抑制RAAS的异常激活，降低活化后大量释放血浆AngⅡ、ALD水平，有效减少了Ⅰ型胶原蛋白大量蓄积，阻止心肌间质重构，进一步改善心肌舒缩功能。黄飞翔[8]研究发现，具有益气活血化瘀作用的健心颗粒可以降低SHR大鼠MF、血浆中AngⅡ及心钠素 (ANP) 、脑钠素 (BNP) 水平，从而减轻MF，改善心功能。吴天敏[9]研究发现，复方丹参滴丸与福辛普利联用时可降低血浆AngⅡ、ALD及局部心肌AngⅡ浓度 (P<0.01或P<0.05) ，提示复方丹参滴丸与福辛普利联用可改善心肌纤维化。王华军[10]研究提示，通心络可以改善SHR心肌纤维化，大、小剂量组通心络治疗均能在一定程度上改善SHR左心室肥厚 (P<0.05) ，并使心室内、外膜及心肌小动脉周围的胶原减少，同时血浆AngⅡ浓度较SHR组下降，其中大剂量组各指标均较SHR有统计学意义 (P<0.05) ，表明通心络对SHR的心肌纤维化有显著的抑制作用。
2 临床研究
几乎所有类型的心血管疾病，在发生发展的过程中，均伴随着心肌、血管的纤维化病变，最终导致心脏的舒缩功能障碍，引起心力衰竭。刘泽银等[11]选择原发性高血压患者作为研究对象，治疗组在西药对照组的基础上给予灯盏细辛注射液治疗，结果表明治疗组在症状疗效、舒张早期与舒张晚期峰值流速的比值 (E/A) 、舒张早期流速的减速时间 (DT) 、等容舒张期 (IRT) 等指标改善上均优于单纯西药对照组。提示西药加用灯盏细辛注射液对高血压早期左室舒张功能不全具有保护作用。推测与灯盏细辛注射液能够减轻高血压患者心肌细胞肥大变性，减少心肌胶原面积、含量和胶原容积积分有关。王健[12]以益气活血合剂治疗冠心病患者，治疗后血清Ⅲ型前胶原、层粘连蛋白含量较治疗前明显降低，与治疗前比较差异有统计学意义 (P<0.05, P<0.01) ，说明冠心病心肌纤维化程度减低，提示益气活血方在改善冠心病患者心肌纤维化方面起一定的作用。
心肌纤维 篇8
心肌纤维化的形成不单单只是胶原的沉积, 还通过多种细胞因子相互影响［１，５，６］, 其包括:血管紧张素Ⅱ (AngⅡ) 、转化生长因子 (TGF-β) 、结缔组织生长因子 (CTGF) 、纤维母细胞生长因子 (FGF-2) 、血小板活化生长因子 (PDGF) 、炎性因子、5-羟色胺 (5-HT) 、胰岛素样生长因子1 (IGF-1) 、细胞外基质分子 (ECM Molecules) 。其中发现AngⅡ可以旁分泌刺激释放生长因子及细胞因子, 包括TGF-β１及内皮素 (ET-1) , 上调TGF-β１的表达［７］, TGF-β１可以增加AngⅡ的致纤维化作用, Schultz等［８］在TGF-β１基因敲除大鼠注射AngⅡ后, 大鼠左室重量没有增加, 心肌细胞体积未见增大, 心功能未见恶化, 心肌肥大标志性基因心房钠尿肽 (ANF) 表达没有增加。进一步说明了TGF-β１参与了AngⅡ导致的心肌肥厚, 并起着重要的作用。CTGF是AngⅡ、TGF-β１诱导产生的, 其通过自身促使纤维化和心肌肥厚的作用非常微弱, 但它通过TGF-β１介导则表现出强大的致纤维化和心肌细胞肥厚的效应［９，１０］。最近有研究表明中和CT- GF能在很大程度上减轻同种异体心脏移植所引起的慢性移植反应所致的心肌纤维化, 且再一次证明TGF-β为CTGF的上游介导因子［１１］, 在体外培养的心肌成纤维细胞, AngⅡ对CTGF表达的刺激作用在一定范围内呈剂量-时间依赖性, 应用洛沙坦阻滞AT1受体后, CTGF的生成明显减少, 提示AngⅡ可通过AT1受体介导CTGF表达增加［１２］。因此, AngⅡ可以通过旁分泌刺激释放TGF-β１和上调TGF-β１的表达, AngⅡ、TGF-β１可诱导产生CTGF, 三者通过紧密复杂的网络信号途径在介导心肌纤维化过程中有着重要的作用。
中医早有“阳化气, 阴成形”的中医理论, 认为物质属阴, 功能属阳。在心肌重构的过程中, 心肌细胞的凋亡减少, 就是属阴的物质丢失, 属于阴虚, 日久则阴损及阳, 进而出现阳虚;此外, 心肌细胞间质增生、胶原沉积、心肌细胞变性、肥大、凋亡, 中医则认为与痰、瘀、水气、痞块等有形之邪内停有关。心肌纤维化贯穿于多种疾病, 如高血压、冠心病、糖尿病以及各种心肌病变, 属于中医学“眩晕”、“胸痹心痛”、“心悸”、“喘证”、“水肿”病等范畴, 心室肥厚心功能受损出现气促、呼吸困难等症时, 《灵枢·胀论》所言:“夫心胀者, 烦心短气, 卧不安”, 故以“心胀”名之, 至今除了高血压病左室肥厚 (LVH) 的中医命名为“风眩并心胀”［１３］, 其他疾病所致心肌纤维化并无具体命名, 心肌纤维化的中医病机总属本虚标实、久病入络, 本虚为阴阳亏虚, 标实为痰浊、瘀血、痞块、热毒。其病性属本虚标实, 现在心肌纤维化的治疗方法有多种, 主要有益气养阴温阳、活血化瘀、祛痰软坚散结、降浊消积、利水消肿、平肝潜阳、清热解毒等七种方法, 故益气温阳、 活血祛痰、清热解毒为抗心肌纤维化的治疗大法。但中医临床诊疗须辨病与辨证相结合, 因人、因时、因病情而遣方用药, 以发挥中医药特色, 不宜只参照西医疾病名称用药。近年来中医学者从“血瘀”、“痰浊”角度立论, 采用活血化瘀、化痰降浊功效的中药及中药复方证实了中药抗纤维化的作用。近年来中医药从细胞、分子、基因方面着手研究通过抑制AngⅡ、TGF-β１、CTGF细胞因子可延缓甚至抑制心肌纤维化, 取得了良好的疗效, 现就近十年来不同功效的中医药抑制上述细胞因子治疗心肌纤维化的综述如下。
1活血化瘀类
1.1益气活血杨景锋等［１４］研究抵当芪桂汤对链脲佐菌素诱导糖尿病大鼠心肌CTGF、a-平滑肌肌动蛋白 (a-SMA) 表达的影响, 达美康组为对照组, 其中以抵当芪桂汤组、抵当芪桂汤加达美康组最为明显 (P<0.05) , 在一定程度上减缓ECM的过度积聚, 保护糖尿病大鼠血管及心肌, 延缓糖尿病心肌纤维化进程。王振涛等［１５］研究, 表明抗纤益心方能够抑制呋喃唑酮致扩张型心肌病大鼠心肌TGF-β１表达, 从而维持心肌间质纤维胶原合成和降解之间的动态平衡。刘长玉等［１６］研究芪参益气滴丸能使急性心肌梗死大鼠在梗死区各时间点TGF-β１mRNA表达均升高;在非梗死区各时间点TGF-β１mRNA表达均下降, 提示芪参益气滴丸通过影响TGF-β１mRNA的表达具有促进梗死区心肌早期修复, 同时抑制非梗死区心肌胶原的增生, 从而延缓心室重构的作用。束长城等［１７］研究显示芪参益气滴丸大、小剂量组能显著降低左室重量指数 (LVMI) 、心肌胶原容积积分 (CVF) 、活性氧自由基 (ROS) 以及CTGF蛋白的表达, 升高抗氧化酶超氧化物歧化酶 (SOD) 和谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-PX) 活性, 抑制肾性高血压大鼠心肌纤维化。
1.2清热解毒、活血化瘀王保奇等［１８］通过发现清心Ⅱ号在病毒性心肌炎心肌纤维化中有抗凋亡和抗心肌纤维化作用, 心肌凋亡指数 (LI) 明显降低, AngⅡ明显降低、心肌凋亡蛋白c-myc表达下降, 作用具有剂量依赖性, 其抗心肌纤维化作用与卡托普利相当。齐锋等［１９］表明生脉解毒通络胶囊通过降低实验性糖尿病大鼠的血糖、AngⅡ, 降低心肌ColⅠ、ColⅢ的合成, TGF-β１及CTGF的表达从而干预心肌纤维化。
1.3活血化瘀中药复方沈雁等［２０］研究发现血府逐瘀汤能改善心肌纤维化, 机制可能与抑制AngⅡ诱导CFs增殖, 抑制细胞外基质胶原蛋白、HA、PcⅢ及FN合成, 以及ECM中胶原的合成、分泌有关。程志清等［２１］研究通心络的抗病毒性心肌炎慢性期心肌纤维化作用机制可能与抑制小鼠心肌TGF-β１、PDGF这两个细胞因子的表达有关, 但其具体的作用途径有待进一步阐明。
1.4温通活血黄成明等［２２］研究显示麝香保心丸大剂量及等剂量卡托普利均能降低大鼠B型钠尿肽 (BNP) 、AngⅡ、AT1受体, 升高AT2受体, 改善模型大鼠心肌梗死后心室重构组织形态学、超微结构、血流动力学参数变化, 与卡托普利作用类似。 杨雪军等［２３］研究肾心宁及其拆方改善P1att法造模大鼠CRF大鼠心脏重塑的机制, 研究中发现肾心宁方可以在一定程度上降低慢性肾衰模型血与心肌组织的AngⅡ浓度、TGF-β１的表达, 拆方中温阳活血拆方作用优于益气养阴拆方。
2平肝潜阳法
胡世云等［２４］在天麻钩藤饮在肾血管性所致高血压大鼠实验中发现天麻钩藤饮能降低大鼠的左室重量 (LVW) 、LVMI、 Coll和TGF-β１的表达, 缓解和逆转心肌纤维化, 且作用优于卡托普利。虞东玲等［２５］研究显示, 降压清心方能降低高血压大鼠心肌纤维化血浆AngⅡ和PⅢNP含量, 经上方治疗后心肌间质轻度增生, 心肌细胞轻、中度肥大, 心肌间质胶原纤维明显减少。 袁丁等［２６］研究夏膝颗粒对自发性高血压大鼠 (SHR) 所致心肌纤维化模型大鼠实验中发现, 夏膝颗粒可能通过下调心肌TGF-β１的高表达, 抑制心肌细胞外基质的增生, 防止心室重构。
3降浊消积法
王莹威等［２７］发现益气降浊汤能使CVB3m重复感染致病毒性心肌炎心肌纤维化的小鼠心肌病变明显减轻, TGF-β１mRNA面积较模型组减少, 心肌间质细胞外基质的增生和重建受抑制, 从而改善心脏病理变化。吴同和等［２８］研究发现降脂胶囊联合小剂量辛伐他汀对老年冠心病心肌纤维化患者血清TGF-β１和CTGF表达水平下降更明显, 其作用优于单独的小剂量辛伐他汀, 其可调节胶原合成, 改善心脏纤维胶原网络破坏导致的心肌纤维化, 心室重构-心力衰竭的病理生理过程, 逆转心肌重构, 从而起到改善心肌纤维化的目的。
4温阳利水法
廖火城［２９］运用四逆汤对异丙肾上腺素诱导大鼠心肌纤维化保护作用及机制研究中, 推测四逆汤可能是通过对大鼠肾素- 血管紧张素-醛固酮 (RASS) 系统活化的抑制, 减少循环中Ang Ⅱ的生成, 进而下调TGF-β１mRNA, Smad2, 上调Smad7, 最终发挥抗心肌纤维化的作用。赵凌杰等［３０］研究发现中药复方对腹主动脉缩窄致大鼠左室心肌肥厚模型中中药复方组LVMI、 血清AngⅡ、左室AT1受体蛋白及其mRNA表达组较模型组明显降低, 并可质量浓度依赖性地阻止模型大鼠心肌AT1基因水平增高及蛋白翻译增加, 提示中药复方可延缓甚至逆转心肌的纤维化进程。霍根红［３１］研究发现参附强心胶囊高剂量组与中、低剂量组可通过调节心肌组织AngⅡ、醛固酮 (ALD) 浓度, 从而达到抗心肌纤维化的作用, 其中中药中、低剂量组与卡托普利对照组比较差异无统计学意义。
5宽胸化痰散结法
沈雁等［３２］研究发现瓜蒌薤白半夏汤含药血清能抑制Ang Ⅱ诱导的心肌纤维化。朱波［３３］探讨心衰Ⅰ号配方颗粒剂可通过调节血浆肾素活性 (PRA) 、AngⅡ、ALD、心钠肽 (ANP) 、ET等因子水平的变化、抑制神经内分泌和细胞因子的激活, 改变心室重构, 从而改善心衰, 但具体机制有待进一步研究。张国华等［３４］温胆汤可有效地降低SHR血液中血液中醛固酮和AngⅡ 水平, 有一定的抗心肌纤维化的作用, 其机制可能与温胆汤抑制RAAS系统激活有关。
6中药提取物
沈祥春等［３５］研究氧化苦参碱 (OMT) 通过下调TGF-β１、 TβR1、Smad2、Smad3、Smad4mRNA的表达和上调Smad7mRNA的表达, 能显著抑制对冠状动脉结扎术复制大鼠急性心肌梗死8周后诱发的实验性心肌纤维化。章怡棒等［３６］探讨白蒺藜有效组分对自发性高血压大鼠心肌纤维化模型中发现白蒺藜有效组分可显著下调TGF-β１、CTGF水平, 并从形态学角度证实其具有抑制心肌纤维化从而明显改善高血压所致心脏结构重塑。张海啸等［３７］研究大蒜素可通过部分阻抑TGF-β１介导的Smads信号通路能改善压力超负荷大鼠心肌反应性纤维化。程志清等［３８］研究发现经三七总皂甙治疗后病毒性心肌炎心肌病变程度可以减轻, CVF和PVCA均明显减少, 心肌中TGF-β１蛋白及其mRNA表达水平较模型组下降, 并且这种作用有随着剂量递增而增强的倾向。徐为民等［３９］银杏叶提取物可通过明显降低CTGF、TGF-β的表达, 而降低AngⅡ引起的心肌成纤维细胞 Ⅰ、Ⅲ型胶原分泌。解欣然等［４０］发现小檗碱在1.25mg/L~10 mg/L浓度范围内可明显抑制AngⅡ诱导的CFB增殖和胶原蛋白合成增加, 同时可升高NO含量和一氧化氮合酶 (NOS) 活力、 降低TGF-β１含量, 改善心肌肥厚模型大鼠的心室重构。董志恒等［４１］研究发现粉防己碱可通过降低心肌组织AngⅡ、CTG- FmRNA的表达减轻链脲佐菌素 (STZ) 诱发的糖尿病性心肌病的病理变化, 但其作用与苯那普利相比无统计学意义。刘诗英等［４２］对采用异丙肾上腺素皮下注射诱导大鼠心肌纤维化给予葛根素干预8周后, 大鼠左室质量指数、左室心肌CVF及羟脯氨酸浓度、CTGF蛋白、组织中TGF-β１蛋白含量、CTGF mRNA和TGF-β１mRNA含量明显降低, 显示葛根素延缓大鼠心肌纤维化的机制可能是通过抑制心肌组织中的CTGF和TGF-β１的过度表达。
7问题与展望
中医药抗心肌纤维化的研究虽然相对较晚, 但在实验和临床研究方面已取得了较多的成绩, 中医药从不同的治法研究不同的中药复方、单味及从分子水平研究中药提取物对心肌纤维化的治疗, 其机制研究水平已从之前的整体水平深入到细胞分子甚至基因水平, 体现了中医药多系统, 多网络治疗心肌纤维化的优势, 疾病的研究方式涉及临床研究和实验研究, 实验模型复制已经涉及高血压、冠心病、糖尿病、病毒性心肌炎、扩张性心肌炎等致心肌纤维化的疾病模型, 且上述每种疾病模型复制均有多种方法。
但也存在一些问题:①实验大多以动物实验为主, 临床观察较少, 这在一定程度上不能很好地反映所研究的药物在治疗人心肌纤维化中的疗效是否确切。②动物实验以及临床研究中所有阳性对照药物, 但大多实验均表明所研究的中药与阳性对照组西药治疗无明显差异, 但至今仍未发现所研究的中药其抗纤维化的作用优于阳性对照组的西药。③研究方法虽然涉入基因水平, 但这种研究相对较少, 机制研究虽已达基因信号通路水平, 但大多数缺乏具体详细深入及系统的机制研究。且对某些因子的下游信号因子的研究较少。④中医药不仅只包括中药, 也包括针灸等, 目前针灸治疗心肌纤维化的研究较少, 且多数未涉及分子机制的研究, ⑤中医治法虽然有益气养阴、活血化瘀、 温阳利水、平肝潜阳、宽胸化痰散结、清热解毒等方法, 但并没有各法的对比性研究, 缺少对各法中常选药物相互之间的药理对照研究。⑥在各种复制的疾病模型中缺乏中医证候类型。因此, 需要创新、严谨、深入、系统的研究中医药治疗心肌纤维化。
摘要：心肌纤维化是多种心血管疾病发展到一定阶段的共同病理过程, 其中包括高血压病、冠心病、心衰以及各种心肌病, 是心肌重构的主要表现之一, 其可影响心肌代谢, 导致心室重构、最后致心功能衰竭。近年来中医药从干预致心肌纤维化的细胞因子如血管紧张素Ⅱ (AngⅡ) 、转化生长因子 (TGF-β) 、结缔组织生长因子 (CTGF) 着手, 研究防治心肌纤维化的越来越多, 且已取得了较好的成果。
