動物心肌梗死管理論文
時間:2022-07-10 07:17:00
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摘要:心肌梗死是嚴(yán)重危害人類健康的心血管疾病,也是主要致死因素之一。在心血管疾病研究中,動物模型被廣泛用于發(fā)病機(jī)制和藥物治療研究。研究目的不同則所需的動物模型平臺亦不同,心肌梗死動物模型的有效建立是完成相關(guān)實驗的前提,對研究急、慢性心肌梗死的病理演變過程、診斷及治療均有重要意義。
【關(guān)鍵詞】心肌梗死模型動物
前言
目前國內(nèi)外常見的建立心肌梗死動物模型的方法主要有兩大類:⑴采用各種方法直接造成冠狀動脈狹窄或堵塞,其試驗周期短,可以觀察梗死后再灌注對心肌細(xì)胞的損傷。⑵誘發(fā)冠狀動脈粥樣硬化形成狹窄與梗死,其試驗周期長,死亡率較高。
通過開胸結(jié)扎不同部位冠狀動脈建立急性心肌梗死模型已沿用多年[1~5],結(jié)扎大鼠冠狀動脈是醫(yī)學(xué)實驗中已得到公認(rèn)、最常用的心肌梗死模型。國外多采用Jons法[6]即在自主呼吸下,開胸迅速擠出心臟,結(jié)扎冠狀動脈。結(jié)扎時固定部位于左心耳下緣與肺動脈圓錐間,以左冠狀靜脈主干為標(biāo)志,連同一小束心肌一同結(jié)扎,于左心耳根部下方2mm處進(jìn)針,在肺動脈圓錐旁出針,深度為0.3mm~0.5mm,過淺縫線易于脫落、血管結(jié)扎不完全,過深易致傳導(dǎo)阻滯。由于大鼠冠狀動脈發(fā)育變異較大,血管常顯示不清,此時可固定部位盲扎,亦可達(dá)到結(jié)扎目的。觀察近心尖的左室前壁,是否失去原有光澤,而顯暗灰色或青紫色;收縮力是否降低或消失。觀察心電圖是否逐漸出現(xiàn)ST段弓背向上抬高及Q波等,心電圖變化才能說明冠脈結(jié)扎情況,只有看到上述肯定結(jié)果,才可關(guān)閉胸腔,否則需重新結(jié)扎冠脈。此法結(jié)扎冠狀動脈后心電圖及病理表現(xiàn)相似,多為廣泛前壁心肌梗死,穩(wěn)定性較好。
在開胸狀態(tài)下直接用縫合線結(jié)扎冠狀動脈分支,造成該支配區(qū)域的永久性缺血。此法動物創(chuàng)傷大、死亡率高,要求術(shù)者技術(shù)嫻熟,動作快,難度大。大鼠右肺四葉,左肺一葉,呈海綿狀,有時左肺將心臟大部分覆蓋,因此在開胸時最易傷及充氣的肺組織。因而宜在短時間內(nèi)調(diào)小潮氣量,結(jié)扎冠脈時需拉開肺組織,稍有不慎,手術(shù)器械或拉鉤就可能損傷肺。因大鼠無縱隔結(jié)構(gòu),開胸后造成開放型氣胸;還需注意氣管插管時避免暴力損傷氣道,以免形成氣管瘺,注射654-2控制分泌物等。這些都是影響模型建立是否成功和術(shù)后存活率的主要因素之一。
有人在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),即在開胸狀態(tài)下用縫合線環(huán)套冠狀動脈分支,拉緊閉環(huán)可造成冠狀動脈分支支配區(qū)域的缺血,閉環(huán)松開后,血管再通[7]。這種拉線法心肌缺血再灌注模型簡單易行,可以對缺血時間進(jìn)行精確的控制,從而量化心肌缺血負(fù)荷的大小。
為避免了麻醉引起的死亡現(xiàn)象,每一只動物均嚴(yán)格稱重,精確計算麻醉藥量。對衰弱和過胖動物,將單位體重所需劑量適當(dāng)調(diào)小。由于在麻醉期間動物的體溫調(diào)節(jié)機(jī)能受到限制,出現(xiàn)體溫下降,會影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)給麻醉動物采取保溫措施[8],一般使用40W燈泡照射。麻醉藥盡量做到現(xiàn)有現(xiàn)配,或配少量短期內(nèi)使用,防止日久變質(zhì)。術(shù)中動物出血應(yīng)及時予以補(bǔ)充溫?zé)崞咸烟侨芤?,加速麻醉藥代謝速度。
褚俊等[9]采用自制的可控微電流刺激儀刺激血管外膜的方法建立心肌梗死模型。其原理是刺激開胸暴露的血管外膜后,可導(dǎo)致血管內(nèi)膜內(nèi)皮細(xì)胞受損,刺激和損傷可導(dǎo)致二磷酸腺苷、兒茶酚胺等活性物質(zhì)的釋放,激活血液中血小板誘發(fā)凝血過程,形成血小板聚集物。血小板活化是血栓形成加速和擴(kuò)大的重要機(jī)制,中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的活化是作為組織損傷區(qū)修復(fù)的一種炎癥反應(yīng),也可促成組織凝血因子的表達(dá),最終導(dǎo)致急性血栓形成,造成急性心肌梗死。Shetler等[10]則通過靜脈內(nèi)注射凝血物質(zhì)造成冠脈內(nèi)血栓形成。Curbel[11]提出一個理想的冠狀動脈血栓模型應(yīng)包括以下幾點:(1)提供穩(wěn)定的血栓;(2)合并內(nèi)膜損傷;(3)死亡率低;(4)溶栓治療有效;(5)技術(shù)簡單。
類似的也有單純用兒茶酚氨類化學(xué)藥物誘導(dǎo)建立大鼠心肌梗死模型的報道[12],其機(jī)制與心肌心包鈣超載、氧自由基損傷及血小板功能和代謝增強(qiáng)有一定關(guān)系。有作者[13]應(yīng)用異丙腎上腺素成功復(fù)制心肌梗死模型,而且操作非常簡單。此方法的不足之處在于不能人為的控制心肌梗死的部位,使得一些要求準(zhǔn)確定位的研究難以進(jìn)行。
麻醉動物模型存在麻藥影響自主神經(jīng)系統(tǒng)、冠狀動脈血流狀態(tài)和機(jī)體對血管活性藥物反應(yīng)的缺點,為此有學(xué)者建立了體外可控式的心肌缺血模型。他們將氣囊式或者液壓式梗阻器安裝在分離出來的冠狀動脈分支上,連接在梗阻器上的導(dǎo)管則通過皮下引至肩胛骨之間固定。通過導(dǎo)管充氣或充水時,梗阻器膨脹,壓迫冠狀動脈分支,形成缺血;抽氣或抽水后,血管再通,缺血緩解[14,15]。這種方法需要將冠狀動脈分支游離出來,所以較多運(yùn)用于豬、狗等大中型動物,使得實驗成本較高。1994年,Cohen[16]將方法改進(jìn),將氣囊式梗阻器成功的安裝在兔心左冠狀動脈的分支上,最先建立了小動物的體外可控式心肌缺血模型。手術(shù)5~7d后,通過由皮下引出的導(dǎo)管注氣,將冠狀動脈分支壓迫,心電圖顯示ST段抬高;抽氣后,ST段抬高消失。也有學(xué)者將氣囊安裝在貓心左冠狀動脈分支上[17],研究了冠狀動脈無狹窄基礎(chǔ)時,長期短暫反復(fù)心肌缺血對冠狀動脈側(cè)支血管生長的影響[18]。該模型具有消除麻藥對冠狀動脈血流的影響,可對心肌進(jìn)行長期的缺血刺激,可按需要制定缺血方案的優(yōu)點。
早在1966年,Popovsky等[19]就使用Ameroid縮窄器建立了漸進(jìn)性心肌缺血模型。Ameroid縮窄器是一種不銹鋼環(huán),內(nèi)襯具有親水性的酪蛋白衍生物,可以吸水緩慢向內(nèi)膨脹,在兩三周后逐漸壓迫置入環(huán)內(nèi)的靶血管,乃至閉塞。該模型對冠狀動脈分支的阻斷是一個慢性過程,模擬了脂質(zhì)在冠狀動脈壁沉積,造成動脈管腔狹窄并最終閉塞的病理過程[20]。一般多用的Ameroid法基本操作如下[21~25]:取左側(cè)第3,4肋間切口進(jìn)路,必要時可斷開肋骨;采用小切口進(jìn)胸后剪開心包暴露心臟;游離LAD或LCX后放置Ameroid縮窄器;完全關(guān)閉心包后關(guān)胸。雖然開胸影響心肺功能,且需要一定的設(shè)備,手術(shù)操作也有一定的技術(shù)難度。但是此方法標(biāo)準(zhǔn)、可靠,重復(fù)性高,造成的損傷亦較小,術(shù)后恢復(fù)較快,有利于模型建立后的進(jìn)一步實驗研究。
有報道應(yīng)用電凝燒灼[26]或冷凍法[27~29]制作心肌梗死的報道。方法為開胸暴露心臟后,應(yīng)用小高頻刀的電灼電極在左前降支深部電凝1~2s。也有用探頭直徑為10mm的CO2冷凍槍[27]或液氮在心尖及近心尖前壁建立4個緊密相連的冷凍損傷模型,冷凍時間各20s。其機(jī)理是心肌細(xì)胞在超高溫/超低溫條件下?lián)p傷壞死,而非缺血壞死,與心肌梗死自然發(fā)病過程有較大差異。優(yōu)點是穩(wěn)定,不受冠脈側(cè)支循環(huán)的干擾。當(dāng)試驗動物的冠狀動脈細(xì)小以至于無法結(jié)扎時,燒灼或冷凍法不失為好方法,因而更多地應(yīng)用于小鼠心肌梗死模型中。Kim等[28]用液氮冷凍法研究了心肌梗死部位接受內(nèi)皮細(xì)胞移植后血管再生情況。Ismayil等[29]采用冷凍心肌損傷在犬心肌梗死模型中研究評價心肌干細(xì)胞移植。
隨著冠狀動脈造影、經(jīng)皮冠狀動脈栓塞及成形等技術(shù)日臻成熟,介入性閉胸法建立心肌梗死模型的報道越來越多,尤其是較大動物的心肌梗死模型。通過經(jīng)股動脈切開穿刺或Seldinger技術(shù)穿刺股動脈插入導(dǎo)管,將導(dǎo)管送至冠狀動脈內(nèi),經(jīng)導(dǎo)管注入栓塞劑或采用球囊導(dǎo)管充氣閉塞冠狀動脈,注入鏈激酶等溶栓或排除氣囊內(nèi)氣體的方法制成再灌注模型。栓塞方法常用的是金屬線圈栓子[30~32],金屬栓子的缺點是限制了某些特定方法如MRI的檢查,也有應(yīng)用明膠海綿栓塞法[33]建立起胸腔閉合型心肌梗死動物模型的報道。運(yùn)用球囊堵閉法[34~35]制作模型穩(wěn)定可靠,可重復(fù)性強(qiáng),缺血再灌注簡便,是一種比較理想的方法。
誘發(fā)性心肌梗死動物模型的創(chuàng)建始于Watanabe等[36]對遺傳性高脂血癥家兔(Watanabe-heritablehyperlipidemicrabbit,WHHL)的報道,用富含膽固醇和脂肪的飼料飼養(yǎng)以模擬冠狀動脈粥樣硬化的自然進(jìn)程。遺傳性高脂血癥心肌梗死(WHHLMI)家兔心肌病變廣泛分布于左心室、右心室及室間隔。在很多的WHHLMI家兔中,可以見到慢性心肌梗死的陳舊性梗死病變,并伴有新發(fā)病變(復(fù)合型心肌梗死)。新發(fā)心肌梗死病變包括充血、心肌細(xì)胞嗜酸性變性和中性粒細(xì)胞浸潤等急性心肌梗死特征。這些病變存在于心內(nèi)膜區(qū)心肌纖維化附近。在陳舊性病變中,有很明顯的鈣化和心內(nèi)膜下的梗死,而這經(jīng)常會在人類的陳舊性心肌梗死中見到,另外在右后區(qū)及室間隔部位有心肌細(xì)胞死亡及纖維化。而在外側(cè)壁會觀察到左室壁變薄及透壁梗死病變。此方法主要適用于小動物模型,存在無法標(biāo)準(zhǔn)化且在大動物上費(fèi)用高、耗時長等缺點[37]。
【參考文獻(xiàn)】
1.WilliamsDO,BoatwrightRB,RughKS,etal.Myocardialbloodflow,metabolism,andfunctionwithrepeatedbriefcoronaryocclusionsinconsciousponies[J].AmJPhysiol,1991;260(1Pt2):H100-109.
2.MursatoY,NagamotoY,UrabeT,etal.Effectsoflidicaineanddiltiazemonrecoveryofelectrophysiologicactivityduringpartialreperfusionfollowingseveremyocardialischemiaincaninehearts[J].JElectrocardiol,1997;30(2):113-125.
3.肖踐明,張敏,王中明.豬心肌梗死模型的建立[J].云南醫(yī)藥,2001;22(2):82-85.
4.孫立軍,劉瑩、趙海濤,等.急性心肌梗塞后缺血心肌血管生成的實驗研究[J].中國CT和MRI雜志,2003;1(1):27-30.
5.FujitaM,MorimotoY,IshiharaM,etal.AnewrabbitmodelofmyocardialinfarctionwithoutEndotrachealintubation[J].JSurgRes,2004;116(1):124-128.
6.JonsTNP,OlsonBJ.Experimentalmyocardialinfarction:Amethodofcoronaryocclusioninsmallanimals[J].AnnSurg,1954;10(5):675-682
7.馬蘭香,張清,趙國新,等.胰島素對缺血再灌注心肌超微結(jié)構(gòu)和細(xì)胞凋亡的影響[J].中國臨床康復(fù),2004;8(12):2248-2249.
8.施新猷.醫(yī)學(xué)動物實驗方法.北京:人民衛(wèi)生出版社,1980:101.
9.褚俊,徐美清,何華,等.犬急性心肌梗死模型制備的方法學(xué)研究[J].安徽醫(yī)學(xué),2002;23(2):6-8.
10.ShetlerTJ,BaileyBD,JakubowskiJA.IntravenousadministrationoftheglycoproteinⅡb-Ⅲareceptorantagonist7E3indecereperfusionofanacutethromboticocclusionofthecaninecoronaryartery[J].ThrombRes,1998;90(2):95-100
11.CurbelPA,MacCordCS,AndersonRD,etal.Acaninemodelofacutecoronaryarterythrombosisfortheevaluationofreperfusionstrategies[J].Cardiology,1994;84(1):1-8.
12.SingalPK,KapurN,Dhillon,KS,etal.Roleoffreeradicalsincatecholamineinducedcardiomyopathy[J].CanJPhysiolPharmacol,1982;60(10):1390-1397.
13.ArteagadeMC,FerroFG,VillanuevaSO,etal.99mTc-glucaratefordetectionofisoproterenol-inducedmyocardialinfarctioninrats[J].IntJPharm,2002;233(1):29-34.
14.WynsenJC,KennyD,BrooksHL,etal.Regionalmyocardialfunctionafterrepetitivebriefepisodesofischemia:effectofalteringthedurationofthereperfusionperiod[J].AmHeartJ,1991;121(5):1331-1338.
15.LeeBH,KimWH,ChoiMJ,etal.ChronicheartfailuremodelinrabbitsbasedontheconceptoftheBifurcation/Trifurcationcoronaryarterybranchingpattern[J].ArtifOrgans,2002;26(4):360-365.
16.CohenMV,YangXM,LiuY,etal.Anewanimalmodelofcontrolledcoronaryarteryocclusioninconsciousrabbits[J].CardiovascRes,1994;28(1):61-65.
17.章建梁,章同華,秦永文,等.清醒貓可控制冠狀動脈阻塞模型的建立[J].第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報,1997;18(1):80-81.
18.章建梁,章同華,秦永文,等.長期反復(fù)短暫心肌缺血致貓冠狀動脈側(cè)支血管生長的實驗研究[J].中華心血管病雜志,1998;26(3):229.
19.PopovskyJ.Gradualocclusionofmesentericvesselswithameroidclamp[J].ArchSurg,1966;92(2):202-205.
20.O’KonskiMS,WhiteFC,LonghurstJC,etal.Ameroidconstrictionoftheproximalleftcircumflexcoronaryarteryinswine[J].AmJCardiovascPathol,1987;11(1):69-77.
21.YangHT,OgikvieRW,TerjungRL,etal.Exercisetrainingbasicfibroblastgrowthfactor-inducedcollateralbloodflow[J].AmJPhysiol,1998;274(6Pt2):H2053-2061.
22.PatelSR,LeeLY,MackCA,etal.Safetyofdirectmyocardialadministrationofanadenovirusvectorencodingvascularendothelialgrowthfactor[J].HumGeneTher,1999;10(8):1331-1348.
23.LahamRJ,RezaeeM,PostM,etal.Intrapericardialdeliveryoffibroblastgrowthfactor-2inducesneovascularizationinaporcinemodelofchronicmyocardialischemia[J].JPharmacolExpTher,2000;292(2):795-802.