重组人生长激素对心力衰竭大鼠心脏的影响

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摘要：

目的：探讨重组人生长激素（rh－GH）对心力衰竭大鼠心脏结构及功能的影响。方法：将30只清洁级SD大鼠分为3组，即空白组、模型组与rh－GH组，各10只。空白组不予处理，常规喂养；模型组、rh－GH组均采用阿霉素法建立心力衰竭大鼠模型；模型组建模后每日皮下注射等剂量生理盐水；rh－GH组建模后每日皮下注射0．4U／kgrh－GH，均连续注射1个月。采用心脏彩色多普勒诊断仪测定各组大鼠心脏功能的变化，记录LVDD、LVSD、LVPWT、IVS、EF，测定LVSP、CVP、LVEDP，取颈动脉血测定NT－proBNP、TNF－α、cTnⅠ水平，并处死大鼠，取心脏组织，观察心肌超微结构的变化，测定心肌间质纤维化程度。结果：与空白组比较，模型组、rh－GH组LVDD、LVSD增加，LVPWT、IVS、EF降低（P＜0．05）；与模型组比较，rh－GH组LVDD、LVSD降低、LVPWT、IVS、EF上升（P＜0．05）。与空白组比较，模型组、rh－GH组LVSP降低，CVP、LVEDP上升（P＜0．05）；与模型组比较，rh－GH组LVSP上升，CVP、LVEDP降低（P＜0．05）。与空白组比较，模型组、rh－GH组LVSP降低，cTnⅠ、NT－proBNP、TNF－α均上升（P＜0．05）；与模型组比较，rh－GH组cTnⅠ、NT－proBNP、TNF－α均降低（P＜0．05）。与空白组比较，模型组、rh－GH组心肌间质纤维指数上升（P＜0．05）；与模型组比较，rh－GH组心肌间质纤维指数下降（P＜0．05）。结论：rh－GH可改善心力衰竭大鼠心脏功能、心脏结构，减轻心肌间质纤维化程度。

关键词：

心力衰竭，充血性／药物作用；生长激素（人）；心脏功能试验；血流动力学

重组人生长激素（rh－GH）为人工合成的代谢激素，目前已被证实可降低应激反应，改善机体营养、免疫状态［1］。近年来，细胞因子、神经内分泌因子在心力衰竭中的作用逐渐被认可，较多研究均发现，神经内分泌因子、细胞因子干预可延缓心衰进展，改善心肌功能［2］。GH为腺垂体合成及分泌的激素之一，可刺激骨骼生长，改善机体代谢，且其在心血管病治疗中的作用已引起研究者的广泛关注。张英萍等［3］发现其可通过自分泌与旁分泌，刺激中枢神经系统、局部器官产生胰岛素样生长因子，直接或间接作用于心脏组织，提升心脏收缩能力，减轻心脏负荷，改善心功能，延缓心肌细胞凋亡。rh－GH则与内源性GH结构相似，具备与生长激素相同的作用，但目前尚未明确rh－GH在心力衰竭中的作用机制。为探讨rh－GH对心力衰竭的干预作用及其相关机制，本研究建立了心衰大鼠模型，研究了rh－GH对心衰大鼠心脏功能及结构的影响，现报告如下。

一、材料与方法

1实验动物

清洁级SD大鼠30只（湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供），，体质量200～250（225±20）g，标准动物饲料喂养，自由饮水，室温20～25（23．4±0．9）℃，相对湿度45～65（52．6±1．5）％。

2药品、试剂

rh－GH（长春金赛药业有限责任公司），乌拉坦（上海贝合化工有限公司），肝素（北京格源天润生物技术有限公司），盐酸阿霉素（深圳万乐药业有限公司），水合氯醛、乙醇（重庆试剂厂），二甲苯（上海化学试剂厂），TNF－αELISA试剂盒（天津九鼎医学生物工程有限公司），大鼠cTnⅠELISA试剂盒、NT－proBNP试剂盒（上海西塘生物科技有限公司）。

3仪器

彩色多普勒诊断仪（德国SIEMENS公司），透射电镜（荷兰Philips公司），普通光学、偏光显微镜（德国leica公司，日本Olympus公司），Medlab生物信号采集处理系统（南京美易科技有限公司），放射免疫分析仪（北京科思佳科技有限责任公司），细胞图像分析仪（北京大恒图像视觉有限公司），石蜡包埋机、切片机（德国leica公司），离心机（北京医用离心机厂），全自动放免计数仪（中国科技大学实业总公司），低温冰箱（青岛电冰箱总厂），天平（上海分析仪器厂）。

4建模、分组及处理

将30只SD大鼠均分为空白组、模型组、rh－GH组各10只，除空白组外均采用阿霉素法［5］建立心力衰竭大鼠模型，腹腔注射阿霉素，2．5mg／kg，3次／周，注射1周后，间隔2周后注射1周，重复6次，总剂量为15mg／kg，若大鼠左心室收缩功能迅速减退，心肌细胞水肿或变性，间质内可见毛细血管扩张增生视为造模成功。rh－GH组建模后，每日皮下注射0．4U／kgrh－GH，连续注射1个月；模型组每日经皮下注射等量生理盐水，时间为1个月；空白组正常进食，自由饮水，不予其他处理。三组均于2个月后观察各项。

5观察指标

5．1心脏功能测定：腹腔注射5ml／kg乌拉坦（20％）行腹腔麻醉，经颈动脉逆行插管至左心室，采用彩色多普勒诊断仪测定LVDD、LVSD、LVPWT、IVS、EF，完成超声检查后，分离右侧颈动脉，插管，连接生理仪，测定LVEDP、CVP、LVSP等指标的变化。

5．2血清生化指标测定：眼眶采血，肝素抗凝，混合15min，静置2h，离心10min，冷冻待测，采用单克隆夹心酶联免疫法测定cTnⅠ，采用ELISA法测定NT－proBNP水平，采用放射免疫法测定TNF－α水平，均严格参照试剂使用说明操作。

5．3心脏病理观察：完成上述各项检测后处死大鼠，留取心脏组织，取心肌组织，冲洗、脱水、石蜡包埋，切片，Masson染色，光镜下观察心肌间质纤维化程度，采用细胞图像分析仪计算间质纤维容积指数（间质纤维面积／总面积×100％）；并采用透射电镜观察心肌超微组织结构的变化。

6统计学方法

采用SPSS19．0统计学软件。计量资料以珚x±s表示，采用t检验，计数资料采用χ2检验，等级资料用秩和检验，P＜0．05为差异有统计学意义。

二、结果

1各组彩色多普勒诊断结果比较

见表1。与空白组比较，模型组、rh－GH组LVDD、LVSD增加，LVPWT、IVS、EF降低（P＜0．05），与模型组比较，rh－GH组LVDD、LVSD降低、LVPWT、IVS、EF上升（P＜0．05）。

2各组血流动力学指标比较

见表2。与空白组比较，模型组、rh－GH组LVSP降低，CVP、LVEDP上升（P＜0．05），与模型组比较，rh－GH组LVSP上升，CVP、LVEDP降低（P＜0．05）。

3各组生化指标比较

见表3。与空白组比较，模型组、rh－GH组LVSP降低，cTnⅠ、NT－proBNP、TNF－α均上升（P＜0．05），与模型组比较，rh－GH组cTnⅠ、NT－proBNP、TNF－α均降低（P＜0．05）。

4各组心肌间质纤维程度及心肌超微结构比较

见表4。与空白组比较，模型组、rh－GH组心肌间质纤维指数上升（P＜0．05），与模型组比较，rh－GH组心肌间质纤维指数下降（P＜0．05）。光镜下观察，空白组心肌细胞排列整齐、规律，未见心肌细胞变性、破坏或增大；模型组心肌细胞可见小块坏死，肌丝排列紊乱，粗细不均，伴灶性溶解，可见不同程度空泡变性与颗粒变性，细胞核增大，心肌细胞间质纤维组织明显增加，间质可见淋巴结浸润，肌浆网、横管系统均见扩张；rh－GH组心肌细胞变性、坏死程度减轻，范围小，呈局灶性变化，少见淋巴结浸润，心肌细胞排列略紊乱。

三、讨论

心力衰竭为心血管疾病的重要死亡原因，且报道显示：其发病率呈逐渐上升趋势［4］。心力衰竭后，左心室继发扩张，可导致心功能不全，诱导心肌细胞凋亡，激活金属蛋白酶、胶原酶，导致心肌细胞增生，引起心室重构。以往对心力衰竭患者的治疗多采用血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）类药物，研究证实其可延缓左室重构，阻断心室扩大，降低外周血管阻力，改善左室收缩及舒张功能，目前已成为预防及治疗左室重构的有效的药物［5］。但Hudson等［6］发现：ACEI类药物仅可阻断由ACE途径产生的AngⅡ。近期也有研究者发现，生长激素与胰岛素样生长因子1（IGH－1）可参与心肌肥厚及心肌结构的调节，在心衰发生及进展过程中有重要作用，且心肌表层GH受体表达高于其他组织［7］。GH对心脏功能的调节主要通过GH／IGF－1轴来实现，其可直接增加心肌细胞收缩能力，增大心肌细胞体积；同时可改善心输出量，增加心肌细胞基质，降低收缩末期室壁压力，减少能耗，降低心肌氧耗量，增加血容量，减轻炎症反应，对抗心肌缺血［8］。韩曦等［9］对心力衰竭大鼠给予GH干预，结果发现其可抑制模型大鼠心室重构，延缓心室重构，避免室壁变薄。Wang等［10］建立心力衰竭大鼠模型后，分别予以安慰剂及GH干预，结果发现GH组大鼠心功能各指标均明显改善，血管外周阻力降低，每搏量及心输出量均增加，证实GH对心力衰竭大鼠有较好的治疗效果。GH经由腺垂体合成与分泌，可刺激骨骼及肌肉生长，且在维持心脏正常功能及结构中发挥重要作用。rh－GH则与内源性GH有相似的作用，可缩小心脏管腔，减轻心室重构，对心功能及心脏血流动力学均有一定的改善作用。本研究建立心衰大鼠模型，并给予rh－GH干预，结果发现治疗1个月后，rh－GH组LVDD、LVSD缩小，LVPWT、IVS增厚，EF明显上升，表明rh－GH可逆转心衰大鼠心室重构，改善其心脏功能。LVSD、LVPWT、IVS、LVDD、EF均为反映左心室收缩及舒张功能的重要指标［11］，而rh－GH可增加心肌细胞收缩成分，减轻心腔扩张，减少室壁应激，增加心室壁厚度，优化心脏收缩功能。cTnⅠ则为提示心肌细胞受损的关键因子，其表达上升，提示心肌损伤程度增加，下调则表示心肌损害得到修复。NT－proBNP则为反映心肾综合功能的有效指标，是心脏分泌的神经内分泌激素，是诊断及评定心衰预后的关键指标，左室室壁压力上升可促进心肌细胞分泌大量NT－proBNP，同时心肌缺氧、缺血亦可上调NT－proBNP表达。TNF－α则为具备多种生物效应的细胞因子，经由活化单核／巨噬细胞分泌，一般其表达水平与心衰程度呈正相关。本研究发现，rh－GH组cTnⅠ、NT－proBNP、TNF－α均降低，与模型组对比差异有统计学意义，与空白组趋向一致，表明rh－GH可减轻心衰程度，促进心肌细胞修复。其机制可能与rh－GH可促进心肌细胞存活，抗心肌细胞凋亡，减轻脑水肿有关，同时其可促进微血管生成，改善缺血区灌注，促进神经修复及再生。此外，心力衰竭以心肌间质纤维化为特征。本研究中，模型组心肌间质纤维指数较空白组上升，表明其心肌间质纤维化程度上升，给予rh－GH干预后，rh－GH组心肌间质纤维指数下调，提示rh－GH可抑制心肌间质纤维增生，减轻心肌纤维化。由此可知，采用rh－GH可改善心力衰竭大鼠心脏功能及结构，减轻心肌间质纤维化程度，可作为心力衰竭药物治疗研究的新靶点。

参考文献：

［1］秦薇，陈艳卿．重组人生长激素对大鼠心力衰竭的影响［J］．国际心血管病杂志，2013，40（5）：319－322．

［2］陈立强，徐振宇，韩曦，等．生长激素释放肽6对心衰模型大鼠心肌细胞PI3K／Akt／Caspase－9信号通路蛋白表达的影响［J］．中国老年学杂志，2015，35（21）：6005－6007．

［3］张英萍，李艳丽．慢性充血性心衰者血清生长激素与肿瘤坏死因子水平变化及意义［J］．心血管康复医学杂志，2011，20（2）：139－140．

［4］尹兴忠，田国忠，赵冬梅，等．生长激素释放肽对心衰大鼠心肌细胞中ERK－P表达的影响［J］．中国老年学杂志，2011，31（21）：4170－4172．

［8］刘安梅，呼雪梅，张利平，等．慢性心力衰竭合并低钠血症38例临床治疗体会［J］．延安大学学报：医学科学版，2010，8（3）：24－24．

［9］韩曦，齐亚灵，扈清云，等．生长激素释放肽对慢性心力衰竭大鼠心肌组织中白细胞介素－1β水平的影响［J］．吉林大学学报：医学版，2012，38（3）：490－494．

作者:朱永明 单位:延安大学医学院