达格列净对肺动脉高压致右心衰竭大

网络出版时间:2022-12-0917:57:56 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail//34.1086.R.20221209.1427.008.html◇心血管药理学◇
达格列净对肺动脉高压致右心衰竭大鼠房性
心律失常的影响及机制
吴金春1,2,3,4,刘 韬1,2,3,崔 博1,2,3,范致星1,2,3,张 伟1,2,3,
罗俊苗1,2,3,唐艳红1,2,3,吴 钢1,2,3,黄 鹤1,2,3,黄从新1
,2,3(1.武汉大学人民医院心内科,2.武汉大学心血管病研究所,3.心血管病湖北省
重点实验室,湖北武汉 430060;4.青海省人民医院心血管内科,青海西宁 810007)
收稿日期:2022-08-26,修回日期:2022-10-10
基金项目:国家自然科学基金面上项目(No82270365);青海省科技
厅应用基础研究项目(No2022 ZJ 758)
作者简介:吴金春(1986-),男,博士,副主任医师,研究方向:心律
失常,
E mail:wujinchun117@sina.com;刘 韬(
1987-),男,博士,副主任医师,研究方向:心律失常,心血管药理,通信作者,E mail:taoliu@whu.edu.cn;
黄从新(1951-),男,博士,主任医师,教授,博士生导师,
研究方向:心律失常,通信作者,E mail:huangcongxin@
vip.163.comdoi:10.12360/CPB202203101
文献标志码:A文章编号:1001-1978(2023)01-0029-07
中国图书分类号:R 332;R364 5;R544;R541 61;R541 7
摘要:目的 探讨达格列净(dapagliflozin,DAPA)对肺动脉高
压(pulmonaryarterialhypertension,PAH)致右心衰竭(right
heartfailure,RHF)大鼠房性心律失常(atrialtachyarrhythmia,
AT)的影响。方法 60只♂SD大鼠随机分为4组:对照组
(CTL组)、模型组(MCT组)、MCT+低剂量DAPA干预组
(MCT+LD组)和MCT+高剂量DAPA干预组(MCT+HD
组),持续干预35d后,完成模型及心功能评价,心房结构重
构评估,炎症因子检测,在体心脏电生理实验。结果 DAPA
可降低模型大鼠的平均肺动脉压(PAP)及平均右心室压
(mRVP)(P<0 05),减轻炎症反应(P<0 05),减轻右心房
纤维化(P<0 05),降低AT诱发率(P<0 05)及平均AT持
续时间(meanatrialtachyarrhythmiaduration,MATD)(P<
0 05),其程度在高剂量DAPA干预组中更明显。结论 
DAPA能够降低PAH致RHF大鼠的AT易感性,其机制主
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要可能与DAPA抑制系统炎症和抗心房纤维化有关。
关键词:肺动脉高压;右心衰竭;房性心律失常;达格列净;纤
针灸师
维化;炎症开放科学(资源服务)标识码(OSID):  右心衰竭(rightheartfailure,RHF)是多种原因导致右心室收缩和(或)舒张功能不全,进而引起心排血量下降和循环障碍的一类临床综合征,其中肺动脉高压(pulmonaryarterialhypertension,PAH)为常见病因。RHF时,由于右心压力及容量负荷明显增加,引起心房重构、自主神经和内分泌失衡,导致RHF容易合并各种房性心律失常(atrialtachya rrhythmia,AT)[1]。达格列净(dapagliflozin,DAPA)是钠-葡萄糖共转运体2型抑制剂(SodiumGlucosecotransporter2inhibitor,SGLT2i)中的一种代表物,已被证明除降糖作用之外,兼有改善心功能、抗炎、抑
制心律失常等多种心血管保护作用[2]。新近研究表明,SGLT2i具有降低PAH及右心室重塑,降低心衰后心律失常发生,同时可能具有抗纤维化等作用[3],而PAH后的心律失常与炎症、纤维化及心脏电重构密切相关[4]。DAPA是否能够通过抑制炎症及纤维化来改善PAH致RHF后的心房重构,降低RHF相关AT易感性目前无相关报道,其可能机制尚不清楚。本研究通过构建大鼠RHF模型,以
DAPA进行干预,通过模型评估、炎症检测、心房纤
维化评价,综合分析炎症及纤维化改变对模型大鼠
心脏电生理特征的影响,旨在探讨DAPA对RHF大
鼠AT易感性影响及可能机制,为探究DAPA的心
血管保护机制做进一步的研究补充。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组 60只♂SD大鼠,(190~210)g,购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司,饲养于武汉大学人民医院实验动物中心SPF级小动物房[动物使用许可证号:SYX
K(鄂)2020 0027],环境温度为20~25℃,湿度为50%~70%,12h明暗循环。适应性饲养5d后称重并随机分为4组:对照组(CTL)、模型组(MCT)、模型组+低剂量DA PA干预组(MCT+LD)和模型组+高剂量DAPA干
预组(MCT+HD)。CTL组给予单次生理盐水0 5
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92·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2023Jan;39(1):29~35Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
mL腹腔注射,其它3组根据既往研究给予无水酒精溶解的野百合碱(monocrotaline,MCT)单次腹腔注射(60mg·kg-1)形成PAH,并逐渐进展成RHF[5]。造模d2起,MCT+LD组和MCT+HD组分别接受干预药物(DAPA,1或3mg·kg-1·d-1,批准文号:国药准字J20170040)灌胃,CTL组和MCT组给予等体积生理盐水灌胃,持续干预35d。本实验由武汉大学动物实验伦理委员会审核并批准实施,WDRM动(福)第20201211号。
1.2 超声心动图检查 大鼠称重(每组5只),以2%异氟醚麻醉,使用高频单晶探头彩超声
心动图仪(VINNO,苏州)评估大鼠心脏结构和功能。测量指标:右心室横径(RV width)、右心室长径(RV length)、肺动脉直径(PAD)、肺动脉加速时间(PAAT)、三尖瓣环平面收缩压偏移(TAPSE)、右心室面积变化分数(RVFAC)、左心室射血分数(LVEF)。上述心脏超声指标测量由同一位超声专业医师操作完成,结果取自5个心动周期下获得的平均值。
1.3 右心导管测量肺动脉高压(PAP)及标本取材 大鼠(每组5只)以3%钠(40mg·kg-1)腹腔注射麻醉并肝素化(400U),将肝素盐水液冲洗的2F聚乙烯(PE)导管连接换能器至PowerLab多道电生理记录仪并较零,LabChart8 0软件同步记录体表心电图及压力波形曲线。参照既往研究方法[6],经右心导管测量并分析平均肺动脉压(mPAP)和平均右心室压(mRVP)。测压完成后,大鼠断颈处死,开胸游离心脏,经下腔静脉取血液样本2mL,分离剪取右心房组织。血液离心制备成血清至-80℃冰箱冷冻保存,右心房组织以4%多聚甲醛固定并石蜡包埋。
1.4 血液学指标分析 酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清心房脑钠肽(atrialnatriureticpep tide,ANP)、高敏C反应蛋白(high sensitivityC reac tiveprotein,hs CRP)、白介素 1β(interleukin 1,IL 1β)、白介素 6(interleukin 6,IL 6)、肿瘤坏死因子(tumo
rnecrosisfactor α,TNF α)水平,以此评估大鼠心功能及炎症反应状态。
1.5 组织学分析 将右心房组织石蜡块切割成4μm切片,常规脱蜡,采用HE染观察右心房心肌细胞肥大情况,Masson三染检测右心房纤维化,并用图像分析软件(Image proplus6 0)计算右心房胶原体积分数(collagenvolumefraction,CVF),以此评估纤维化程度。
1.6 在体心脏电生理研究1.6.1 右心房微电极阵列芯片记录分析 大鼠
(每组5只)以3%钠(40mg·kg-1)腹腔注射麻醉,仰卧位固定连接体表心电图,气管插管后连接小动物呼吸机并给予机械通气(70次·min-1)。于左侧第三肋间隙水平开胸,然后逐层钝性分离直至暴露心脏,连接PowerLab多道电生理记录仪,LabChart8 0软件同步记录体表心电图。参照既往研究方法[7],将MEA256生理记录仪(MutiChannelSystems,Germany)记录电极片贴敷于右心房处并固定(3×3)mm,电极记录信号经过放大器放大后由Cardio2D软件记录,进一步由Cardio2D+软件分析右心房激动传导速度(conductionve locity,CV)。
1.6.2 心脏电生理指标测定 记录分析体表心电图指标:P波时限、P波振幅、PR间期、QRS波间期、QT间期;在体心脏电生理指标:心房间传导时间(interatrialcond
uctiontime,IACT)、心房有效不应期(atrialeffectiverefractoryperiodat150ms,AERP
150
,S1=150ms)、心房动作电位时程复极90%的时限
(actionpotentialduration90%,APD
90%
)、AERP/APD比值、AT诱发率(atrialtachyarrhythmiainducibility,ATI)、平均AT持续时间(meanatrialtachyarrhythmiaduration,MATD)。AT指左心房burst刺激,在右心房记录到的房颤、房扑或房速,且持续时间超过1s的快速性房性心律失常。ATI为每组AT诱发成功的大鼠与该组所有大鼠的比值,MATD为每只大鼠诱发AT起始至终止出现窦性心律的时间。
1.7 统计学处理 所有数据应用GraphPadprism软件(Version8 0 2)进行统计学分析及作图。连续变量采用均数±标准差(珋x±s)表示,组间比较采用单因素方差分析或Tukey的多重比较检验,率的比较采用χ2检验。
2 结果
2.1 4组大鼠血流动力学及心脏结构功能评价结果 Fig1A显示了4组大鼠代表性的经胸骨旁短轴4腔心M型超声图像,Fig1B显示了4组大鼠经右心导管测量PAP的波形图像。与CTL组相比,MCT组mPAP明显升高(18 94±2 13mmHgvs51 75±4 53mmHg,P<0 05),mRVP明显升高(11 72±1 72mmHgvs36 77±1 90mmHg,P<0 05)ANP水平明显升高(244 99±27 66ng·L-1vs649 04±53 75ng·L-1,P<0 05),RV width增加(4 56±0 29mmvs5 84±0 16mm,P<0 05)、RV length增加(9 50±0 60mmvs11 41±0 16mm,P<0 05)、PAD增加(2 15±0 07mmvs3 70±0 18
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·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2023Jan;39(1)
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mm,P<0 05)、PAAT增加(36 25±3 07msvs21 4
±2 41ms,P<0 05)、Tapes增加(2 96±0 16mm
vs2 21±0 12mm,P<0 05)、RVFAC降低(0 45%
±0 03%vs0 27%±0 12%,P<0 05),而LVEF
无统计学意义(81 3%±3 08%vs83 42%±
3 07%P>0 05),提示大鼠RHF模型造模成功。
然而,经DAPA干预后,MCT+LD组mPAP较RHF
组下降(40 94±3 53mmHgvs51 75±4 53mmHg,
P<0 05),mRVP下降(30 14±2 68mmHgvs
36 77±1 90mmHg,P<0 05),ANP下降(459 66
±25 19ng·L-1vs649 04±53 75ng·L-1,P<0 05),其余超声指标提示右心功能有所改善,且高
剂量DAPA干预较低剂量DAPA干预后右心改善效
果明显(
Tab1)。2.2 4组大鼠血清炎症指标结果 与CTL组相比,
MCT组IL 1β(17 41±3 94ng·L-1vs90 36±10 84ng·L-1)、IL 6(16 31±3 95ng·L-1vs71 09±10 75ng·L-1)、TNF α(20 31±3 51ng·L-1vs224 44±19 83ng·L-1)、hs CRP(3221 57±707 84ng·L-1vs11045 6±1835 51ng·L-1)明显升高(全P<0 05),经DAPA干预后,MCT+LD组与MCT+HD组炎症指标IL 1β(56 26±5 40ng·L-1vs38 02±4 31ng·L-1)、IL 6(36 38±4 10ng·L-1vs25 88±4 01ng·L-1)、TNF α(135 75±15 13ng·L-1vs52 05±7 98ng·L-1)、hs CRP(6295 65±464 60ng·L-1vs4483 58±441 64ng·L-1)均下降,且下降程度与
DAPA剂量相关(P<0 05)(Tab2)。2.3 4组大鼠心房组织学结果 Fig2A显示了4组大鼠右心房组织HE染及Masson三染示例图片及相关分析。在心房肌组织HE染切片中,CTL组心肌横纹清晰,心肌细胞排列整齐,
细胞
Fig1 Ultrasoundandhemodynamicsassessmentoffourgroupsofrats
  A:Representativetransthoracicshort axisfour chamberheartM modeultrasoundimagesoffourgroupsofrats;B:WaveformimagesofPAPmeasuredviarightheartcatheterinfourgroupsofrats.1mmHg=0 133kPa.
Tab1 Resultsofhemodynamicandcardiacstructuralandfunctionalevaluationinfourexperimentalgroupsofrats(珋x±s,n=5)
CTL
dsp解密MCTMCT+LDMCT+HDmPAP/mmHg
18.94±2.1351.75±4.53 40.94±3.53#34.11±3.53#△mRVP/mmHg
11.72±1.7236.77±1.90 30.14±2.68#25.87±3.41#△ANP/ng·L
-1244.99±27.66649.04±53.75 459.66±25.19#319.92±27.08#△RV width/mm4.56±0.295.84±0.16
5.55±0.185.22±0.32#RV length/mm9.50±0.6011.41±0.16
10.91+0.4210.79±0.64PAD/mm2.15±0.073.70±0.18
3.56±0.282.65±0.14#△PAAT/ms36.25±3.0721.4±2.41
25.40±3.3628.20±1.92#△Tapes/mm2.96±0.162.21±0.12
2.85±0.14#2.82±0.10#RVFAC/%0.45±0.030.27±0.12
0.38±0.04#0.36±0.03#LVEF/%81.3±3.0883.42±3.0781.49±6.34
90.31±4.77  mPAP
meanpulmonaryarterialpressure;mRVP:meanrightventricularpressure;ANP:atrialnatriureticpeptide;RV width:rightventricularwidth;RV length:rightventricularlength;PAD:pulmonaryarterialdiameter;PAAT:pulmonaryarterialflowaccelerationtime;Tapes:tricuspidannularsystolic
displacement;RVFAC:rightventricularfractionalareachange;LVEF:leftventricularejectionfraction. P<0 05vsCTL;#P<0 05vsMCT;△P<
深二度烧伤0 05vsMCT+LD.1mmHg=0 133kPa
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13·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2023Jan;39(1)Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
核大小、形态基本一致,胞质染均匀,MCT组可见
心肌横纹肥大疏松,心肌细胞排列紊乱,结构破坏,
部分心肌横纹消失,DAPA干预后上病理改变明显
减轻,且MCT+HD组改善情况优于MCT+LD组。
在心房肌组织M
asson三染中,CTL组可见心肌细胞排列整齐,心肌细胞呈红,几乎无蓝标记的
胶原纤维,MCT组可见心肌细胞排列紊乱,大量心
肌细胞被蓝胶原纤维包绕,MCT+LD组可见散在
蓝标记的胶原纤维,MCT+HD组蓝标记的胶
原纤维减少(
Fig2B)。右心房CVF分析提示DAPA能够改善RHF后的右心房纤维化(MCT:5 60%vs
CTL:0 57%),且高剂量干预改善效果更加明显
(MCT+LD:2 82%vsMCT+HD:1 56%)(P<
0 05)(Fig2C)。2.4 4组大鼠微电极阵列芯片分析结果 Fig3A为微电极阵列记录右心房单向动作电位示意图。CV测量中,CTL组右心房CV较快且传导均一,MCT组CV较CTL组明显减慢且传导明显不均一(41 33cm·s-1vs22 17cm·s-1)(P<0 05),DA PA干预组CV及传导均一性改善(P<0 05),且高剂量组改善更明显(MCT+HD:31 83cm·s-1vsMCT+LD:26 67cm·s-1),但高、低剂量组间CV差异无统计学意义(P>0 05)(Fig3B)。2.5 4组大鼠在体电生理测定结果 Tab3汇总了4组大鼠在体电生理测定结果。与CTL组比较,MCT组QT间期延长(55 43±4 28msvs91 71±3 45ms,P<0 05)、IACT150
延长(16 08±1 93msvs27 42±4 27ms,P<0 05)、AERP150
延长(27 50±Tab2 Seruminflammationindicatorsinfourgroupsofrats(珋x±s,n=5)
CTL
MCTMCT+LDMCT+HDIL 1β
/ng·L-1)17.41±3.9490.36±10.84 56.26±5.40#38.02±4.31#△IL 6/ng·L
-116.31±3.9571.09±10.75 36.38±4.10#25.88±4.01#△TNF α
/ng·L-120.31±3.51224.44±19.83 135.75±15.13#52.05±7.98#△hs CRP/ng·L-13221.57±707.84
11045.60±1835.51 6295.65±464.60#4483.58±441.64#△  IL 1β:interleukin 1β;IL 6:interleukin 6;TNF α
:tumornecrosisfactor;hs CRP:high sensitivityC reactiveprotein. P<0 05vsCTL;#P<0 05vsMCT;△P<0 05vsMCT+LD
Fig2 Characteristicsofhistologicalchangesandanalysisofatriainfourgroupsofrats
  A:RepresentativeH Estainedimageoftherightatrium(×400);B:RepresentativeMassontrichromestainedimageoftherightatrium(×200);
长兴撤县设区C:QuantitativeanalysisoffibrosisinMassontrichromestainedsections. P<0 05vsCTL;#P<0 05vsMCT;△P<0 05vsMCT+LD.
Tab3 ECGandcardiacelectrophysiologicalparametersinfourgroupsofrats(珋x±s,n=10)
CTL
MCTMCT+LDMCT+HDHR/bpm
409±26372±28395±21388±31Pwaveduration/ms
16.71±1.7517.34±2.3217.40±4.1617.36±2.83PRinterval/ms
菲涅尔双棱镜
48.31±3.2151.46±2.5847.49±4.0245.25±3.64QRSinterval/ms
17.43±2.3417.58±2.2018.07±2.2317.87±3.21QTinterval/ms
55.43±4.2891.71±3.45 78.98±5.6265.56±3.83#IACT150/ms
16.08±1.9327.42±4.27 23.00±2.22#19.08±2.07#△AERP150/
ms31.50±4.1940.50±3.92 36.50±4.19#34.00±2.62#△APD90%150/
ms38.35±3.4251.46±4.38 45.32±2.4742.28±3.59#AERP/APD0.820.780.81
0.81  IACT
interatrialconductiontime;AERP:atrialeffectiveexpirationperiod;APD90%:actionpotentialdurationat90%repolarizationtime. P<0 05vsCTL;#P<0 05vsMCT;△P<0 05vsMCT+LD.
·23·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2023Jan;39(1)
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标签:大鼠   右心房   分析
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