慢性心衰動(dòng)物模型的制備及指標(biāo)評(píng)定PPT幻燈片.ppt

慢性心衰動(dòng)物模型的制備及指標(biāo)評(píng)定 方劑學(xué)李文佳2015 10 1 1 常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 小鼠大鼠兔子犬 2 CHF模型制備的方法 藥物誘導(dǎo)性模型壓力超負(fù)荷型模型容量超負(fù)荷型模型心臟快速起搏模型遺傳性心衰模型 3 藥物誘導(dǎo)性模型 4 阿霉素戊巴比妥鈉異丙腎上腺素乙醇 5 阿霉素 簡(jiǎn)介 是一種廣譜抗腫瘤化療藥物 對(duì)心臟組織有明顯毒性 靜注數(shù)小時(shí)或數(shù)日可造成劑量依賴性不可逆的心肌損害和心力衰竭 機(jī)制 其心肌毒性機(jī)制可能與部分自由基釋放 線粒體損傷及代謝失衡有關(guān) 方法 1 腹腔注射法a 阿霉素每周1次4mg kg 持續(xù)給藥6周 b 阿霉素每周3次2 5mg kg 間隔2周后 重復(fù)給藥1周 2 尾靜脈注射法阿霉素每周1次1mg kg 持續(xù)給藥6周 優(yōu)劣 1 腹腔注射法藥物經(jīng)膜吸收入血 易造成腹部積液 網(wǎng)膜腫脹受損等不良反應(yīng) 影響心衰模型的評(píng)估 2 尾靜脈注射簡(jiǎn)單 易行 重復(fù)性好 減少了對(duì)腹膜的影響 但其注射操作較難 易出現(xiàn)爛尾現(xiàn)象 6 戊巴比妥鈉 簡(jiǎn)介 為中時(shí)作用的巴比妥類催眠藥 作用時(shí)間可維持3 6小時(shí) 顯效較快 用作催眠和麻醉前給藥 亦可用于治療癲癇和破傷風(fēng)的痙攣 機(jī)制 負(fù)性肌力作用 嚴(yán)重抑制心肌收縮功能導(dǎo)致心衰 方法 恒流泵經(jīng)輸液管恒速輸入2 戊巴比妥鈉0 2ml kg min 當(dāng)左心室內(nèi)壓上升最大速度下降到基礎(chǔ)值的20 左右停輸 當(dāng)左心室內(nèi)壓上升最大速度有回升者 可予2 戊巴比妥鈉0 1ml kg min 滴速維持 優(yōu)劣 簡(jiǎn)便 重復(fù)性好 多用來建立急性心衰動(dòng)物模型 不能反映臨床病理變化 7 鹽酸異丙腎上腺素 IPH 簡(jiǎn)介 為 受體激動(dòng)劑 對(duì) 1和 2受體均有強(qiáng)大的激動(dòng)作用 對(duì) 受體幾無作用 用于治療心源性或感染性休克 完全性房室傳導(dǎo)阻滯 心搏驟停 機(jī)制 導(dǎo)致快速心率及心肌持續(xù)強(qiáng)烈收縮 產(chǎn)生廣泛的心肌細(xì)胞壞死和纖維化 并導(dǎo)致心室重構(gòu) 最終導(dǎo)致心力衰竭 方法 腹腔注射IPH15mg kg d 連續(xù)7天 優(yōu)劣 制作簡(jiǎn)單 創(chuàng)傷性小 易于重復(fù)并且誘導(dǎo)時(shí)間短 適用于以心肌病變?yōu)樵l(fā)病的心力衰竭研究 但發(fā)病機(jī)制尚不明確 與臨床常見心力衰竭差異較大 故較少應(yīng)用 8 乙醇 簡(jiǎn)介 乙醇中毒嚴(yán)重者可引起心血管損害 最終導(dǎo)致心力衰竭 機(jī)制 乙醇及其代謝物乙醛 脂肪酸乙烷酯在血液中沉積可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡 明顯減低心肌收縮力及心房自律性 抑制左心房靜息后增強(qiáng)效應(yīng) 延長(zhǎng)左心房功能不應(yīng)期 方法 以0 1g kg min 恒速靜脈滴注低濃度 0 2g ml 乙醇 40 8 13 6 min后誘導(dǎo)家兔心衰 優(yōu)劣 誘導(dǎo)時(shí)間較長(zhǎng) 但恒速靜脈注射可控性好 能夠較好的復(fù)制急性乙醇中毒引起的心血管疾病 9 壓力超負(fù)荷型模型 10 實(shí)驗(yàn)性高血壓動(dòng)物主動(dòng)脈狹窄肺動(dòng)脈狹窄 11 實(shí)驗(yàn)性高血壓動(dòng)物 Ddhl鹽敏感性高血壓大鼠飲用生理鹽水條件下 首先出現(xiàn)血壓升高 8周后發(fā)生心肌肥厚 進(jìn)一步出現(xiàn)心臟擴(kuò)大 15 20周出現(xiàn)心衰癥狀 自發(fā)性高血壓大鼠 SHR SHR為遺傳性高血壓大鼠 有明顯的左心室肥厚 LVH 在1年內(nèi)心功能保持正常 18 24個(gè)月后發(fā)展成心衰 出現(xiàn)心功能障礙 左心室內(nèi)的纖維化細(xì)胞和凋亡細(xì)胞增多 腎血管性高血壓大鼠在鹽負(fù)荷下形成心衰 動(dòng)物易得廉價(jià) 但心衰所需時(shí)間長(zhǎng) 12 主動(dòng)脈狹窄 方法 分離主動(dòng)脈上升支或腎動(dòng)脈分支以上的腹主動(dòng)脈 用線結(jié)扎或套上壓縮環(huán)使主動(dòng)脈口徑縮小 原理 左心室血液流出道受阻 左室后負(fù)荷加重 先出現(xiàn)代償性心肌肥厚 部分動(dòng)物發(fā)展成心衰 13 肺動(dòng)脈狹窄 方法 分離肺動(dòng)脈用線結(jié)扎或套上壓縮環(huán)使主動(dòng)脈口徑縮小 原理 右心排血受阻 右室負(fù)荷增加 體循環(huán)回心血液不能完全進(jìn)去肺循環(huán) 出現(xiàn)右心衰竭 發(fā)生內(nèi)臟器官充血和全身水腫等癥狀 14 容量超負(fù)荷型模型 15 動(dòng)靜脈瘺二尖瓣關(guān)閉不全主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全下腔靜脈狹窄 16 動(dòng) 靜脈瘺 方法 腎動(dòng)脈以下的腹主動(dòng)脈與下腔靜脈間造瘺 原理 體循環(huán)動(dòng)脈血液直接進(jìn)入靜脈 形成回心血量增加 心臟前負(fù)荷加重 從而使左心室舒張末容積及壓力增高 心排血量增加 造成高心排出量心衰 17 二尖瓣關(guān)閉不全 方法 切斷二尖瓣腱索或用帶氣囊的塑料管破壞二尖瓣引起二尖瓣關(guān)閉不全 原理 左心室收縮時(shí) 血射入主動(dòng)脈的同時(shí)一部分反流至左心房 致左心室排出量降低 左心房血量增多 壓力增高 逐漸產(chǎn)生左心房代償性擴(kuò)大增厚 左心室舒張時(shí) 左心室充盈量增多 負(fù)荷加重 導(dǎo)致心室逐漸肥厚增大 逐漸形成左心衰 18 主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全 方法 在麻醉?xiàng)l件下 將塑料導(dǎo)管從頸動(dòng)脈插至主動(dòng)脈瓣尖端 多次拉動(dòng)導(dǎo)管 以損傷主動(dòng)脈瓣 當(dāng)血壓下降至40mmHg 表明主動(dòng)脈已經(jīng)被破壞 出現(xiàn)主動(dòng)脈血反流 原理 舒張期血液自主動(dòng)脈反流至左心室 導(dǎo)致左心室充盈過度 使左心室舒張期容量負(fù)荷過重 左心室逐漸擴(kuò)張肥厚 最終導(dǎo)致左心衰 19 下腔靜脈狹窄 縮窄犬下腔靜脈 造成靜脈回心血量減少 形成HF 該模型適用于研究HF時(shí)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)改變 20 心臟快速起搏模型 21 方法 a 在無菌條件下 將起搏器放置在兩肩胛骨之間的皮下 起搏電極從右頸靜脈插至右心室尖部 b 心外膜起搏 即將電極縫在右心室或左心室尖部心外膜下進(jìn)行起搏 原理 心臟快速起搏 血流動(dòng)力學(xué)發(fā)生嚴(yán)重紊亂 心肌供血減少 心肌收縮力降低 形成失代償性心衰 22 心肌梗塞后模型 23 冠狀動(dòng)脈結(jié)扎法冠狀動(dòng)脈微栓子注入法 24 冠狀動(dòng)脈結(jié)扎法 方法 通常結(jié)扎左前降支或回旋支冠狀動(dòng)脈 亦有使用多處結(jié)扎法 即同時(shí)或先后結(jié)扎幾處的冠狀動(dòng)脈分支 形成一個(gè)梗塞區(qū)域或采用一種遇水膨脹的纖維素環(huán)套在欲要閉塞的冠狀動(dòng)脈上 術(shù)后2周可將冠狀動(dòng)脈逐漸閉塞 原理 左室逐漸擴(kuò)大 出現(xiàn)心功能不全 心排出量 左室射血分?jǐn)?shù)及左室壓力最大上升速度均下降 左室舒張末期壓力升高 此種模型多采用哺乳動(dòng)物 25 冠脈內(nèi)微栓子注入法 方法 早期多采用油質(zhì) 石松子抱或汞等彌散性冠狀動(dòng)脈微栓塞或選擇性冠狀動(dòng)脈栓塞 近年來多采用塑料微球及明膠海綿法 常以某支冠狀動(dòng)脈為目標(biāo) 通過導(dǎo)管技術(shù)輸入微粒樣或小球類異物 以其數(shù)量的多少或球體的大小 可致不同范圍的梗塞區(qū) 需多次冠脈內(nèi)注射 一般需3 6周形成HF 特點(diǎn) 該種模型多適用于大動(dòng)物 克服了以往開胸結(jié)扎法造成創(chuàng)傷大 死亡率高的缺點(diǎn) 手術(shù)創(chuàng)傷相對(duì)小 定位準(zhǔn)確 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物較少出現(xiàn)生理紊亂 死亡率低 26 遺傳型和轉(zhuǎn)基因型模型 27 遺傳型 SH HF大鼠同種交配18個(gè)月發(fā)生的SHR 有facp基因的大鼠發(fā)病較早 這些大鼠的血漿腎素活性 ANP和醛固酮水平隨鼠齡逐漸增高 血漿腎素活性與心肌肥厚獨(dú)立相關(guān) 28 基因敲除法 基因打靶斷裂小鼠肌肉LIM蛋白是一種新的HF模型 MLP敲除的純合子小鼠易發(fā)生擴(kuò)張型心肌病 并有心肌肥厚 間質(zhì)細(xì)胞增殖和纖維化 成年小鼠有與人類HF近似的血流動(dòng)力學(xué)和臨床體征 29 轉(zhuǎn)基因法 采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)建立的HF小鼠模型對(duì)研究HF相關(guān)基因改變起到了重要作用 研究發(fā)現(xiàn) 基因打靶斷裂小鼠肌肉LIM蛋白 MLP 是一種新的HF模型 血清應(yīng)答因子 serumresponsefactor SRF 不足小鼠 TNF1 6小鼠可能為可誘導(dǎo)HF模型 30 離體法 乏氧灌流使心臟缺氧 結(jié)扎冠脈或停灌而使心肌缺血 或用異丙腎上腺等藥物損害心肌等都可使體外心臟心室功能最終處于HF狀態(tài) 多用于評(píng)價(jià)強(qiáng)心藥物以及某些影響心肌代謝的藥物 31 細(xì)菌或病毒性心肌炎HF模型 Grandel等采用葡萄球菌毒素灌注離體雄性大鼠心臟 導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈灌注壓增高 心肌收縮力下降 水腫形成 也有接種腦心肌炎變異株誘發(fā)心肌炎 急性期過后發(fā)生充血性 接種后一天病毒血癥階段出現(xiàn)心肌細(xì)胞壞死 雙心室擴(kuò)張和充血性的體征 心肌功能改變和神經(jīng)內(nèi)分泌活化 32 CHF判斷指標(biāo) 行為體征觀察初體重和終末體重測(cè)量心重及心體比心功能測(cè)定血清酶學(xué)指標(biāo)心 肝 肺病理學(xué)光鏡觀察心肌病理學(xué)電鏡觀察 33 行為體征觀察 每天早 中 晚觀察大鼠的精神狀態(tài) 活動(dòng)情況 皮毛變化 飲食情況及呼吸頻率 CHF體征 精神狀態(tài)差 眼瞼分泌物增多 活動(dòng)能力下降 活動(dòng)逐漸減少 進(jìn)食減少 被毛松軟 脫毛 呼吸加快 體溫下降 喜歡聚團(tuán)等出現(xiàn)了生命體征發(fā)生變化的現(xiàn)象 34 初體重和終末體重測(cè)量 用天平分別稱量實(shí)驗(yàn)前1d 初重 和末次給藥24h后取材時(shí)體重 終重 CHF組與正常組比 終體重明顯減輕 差異有統(tǒng)計(jì)意義 P 0 05 35 心重及心體比 取材時(shí)斷頭處死 打開胸腔觀察心臟收縮情況及心臟大小 并拍照 分別取心 肝及肺 用預(yù)冷生理鹽水沖洗 吸干 分別稱其全量 并分別計(jì)算其與初重和終重的比 CHF組顯著大于正常組 P 0 01 說明CHF組比正常組心臟相對(duì)增重 36 心功能測(cè)定 分離右頸總動(dòng)脈切開后插入直徑1mm且有1 肝素的心導(dǎo)管 接BL 4205生物機(jī)能分析系統(tǒng) 緩慢推進(jìn)同時(shí)觀測(cè)動(dòng)脈壓 描記記錄血壓曲線 再繼續(xù)插入 使其通過主動(dòng)脈瓣進(jìn)入左心室 描記記錄左心室內(nèi)壓 心臟舒張期左室內(nèi)壓變化最大速率及心率 與正常組相比CHF模型組大鼠收縮與舒張功能明顯障礙 左心室內(nèi)壓 心臟舒張期左室內(nèi)壓變化最大速率及心率 顯著低于正常組 左心室收縮和舒張壓差變小 而脈壓差增大 37 血清酶學(xué)指標(biāo) 肌鈣蛋白I cTnI 肌酸激酶同工酶 CK一MB 谷草轉(zhuǎn)氨酶 AST 谷丙轉(zhuǎn)氨酶 ALT 乳酸脫氫酶 LDH 肌酸激酶 C均有不同程度升高 38 心 肺 肝臟病理學(xué)光鏡觀察 分別取部分左心室肌 肝臟及肺臟組織 以10 福爾馬淋固定 常規(guī)石蠟切片 HE染色 光鏡觀察及拍片 39 心臟變化 正常組心肌細(xì)胞形態(tài) 胞質(zhì) 間質(zhì)及橫 縱紋均正常 肌纖維排列整齊 胞質(zhì)豐富均勻 而ADR至CHF模型組心肌呈波浪狀 細(xì)胞水腫 輕度空泡變性 脂肪變性 部分心肌細(xì)胞肌漿凝聚 核固縮 橫 縱紋不清 不同程度的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和間質(zhì)水腫 甚至出血 40 肺臟變化 肺臟與正常組相比 ADR模型組肺組織明顯水腫 肺間質(zhì)可見大量紅細(xì)胞滲出 壞死后轉(zhuǎn)變?yōu)楹F血黃素 未見到較明顯的肺巨噬細(xì)胞吞噬含鐵血黃素而出現(xiàn)典型的心衰細(xì)胞 41 肝臟變化 肝臟與正常組相比 模型組肝血竇明顯擴(kuò)大 肝小葉細(xì)胞索斷裂 門管區(qū)充血變大 小葉中央靜脈周圍組織有核溶解現(xiàn)象 42 心肌病理學(xué)電鏡觀察 新鮮心臟標(biāo)本取心尖部1mm 大小組織塊 放入3 戊二醛加1 5 多聚甲醛固定 磷酸緩沖液沖洗 切成50um厚的半薄切片 定位 然后 2