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1/12014年普伐他汀與阿托伐他汀對(duì)大鼠心梗后胞外基質(zhì)重構(gòu)及基質(zhì)金屬蛋白酶的影響【藥學(xué)論文】藥學(xué)論文-普伐他汀與阿托伐他汀對(duì)大鼠心梗后胞外基質(zhì)重構(gòu)及基質(zhì)金屬蛋白酶的影響【摘要】目的探討他汀類藥物對(duì)大鼠心肌梗死(MI)后胞外基質(zhì)重構(gòu)的作用機(jī)制,以及普伐他汀與阿托伐他汀對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP2)和心室重構(gòu)的影響。
方法將雄性大鼠50只隨機(jī)分為MI組、MI+普伐他汀組、MI+阿托伐他汀組和偽手術(shù)組。
結(jié)扎冠狀動(dòng)脈前降支建立心肌梗死(MI)模型,在相應(yīng)部位掛線不結(jié)扎作為偽手術(shù)組。
8周后血流動(dòng)力學(xué)檢查,測(cè)量體質(zhì)量(BW)、左、右心室質(zhì)量(LVW,RVW);苦味酸-酸性品紅染色檢測(cè)非梗死區(qū)的膠原容積分?jǐn)?shù)(CVF),ELISA法檢測(cè)血清基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP2)水平。
結(jié)果MI組RVW/BW,LVW/BW,左室舒張末壓(LVEDP)、非梗死區(qū)CVF均顯著升高,MMP2的水平亦明顯升高(P均0.05);與MI組比較,MI+他汀組的RVW/BW,LVW/BW,LVEDP,CVF顯著降低,血清MMP2水平顯著減弱(P均0.05)。
兩用藥組間上述指標(biāo)差異均無顯著性(P0.05)。
結(jié)論他汀類藥物緩解了MI后心肌細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu),其機(jī)制可能與基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的表達(dá)和活性調(diào)節(jié)有關(guān)。
而普伐他汀與阿托伐他汀兩組藥物在心肌重構(gòu)中差異無顯著性。
【關(guān)鍵詞】普伐他汀阿托伐他汀細(xì)胞外基質(zhì)基質(zhì)金屬蛋白酶2Abstract:ObjectiveToinvestigatethestatinseffectonmyocardialextracellularmatrixremodelingaftermyocardialinfarction(MI)inrats,andpravastatinandatorvastatininfluencedmatrixmetalloproteinase2(MMP2)expressionandventricularremodeling.MethodsFiftyratswererandomizedinto4groups:
MIgroup,MI+pravastatingroup,MI+atorvastatingroupandshamoperationgroup.ThemodelsofMIwereinducedbyligatedwithanteriordescendingcoronaryartery;theshamoperationgroupwasmadebythesameprocedurewithoutligation.Theratswerekilled8weeksafteroperationtoexaminehemodynamicparameters,bodyweight(BW),leftandrightventricularweight(LVW,RVW).Collagenvolumefraction(CVF)wasmeasuredbyusingVanGieson(VG)innoninfarctedregion;theexpressionsofMMP2weredetectedwithELISA.ResultsTheRVW/BW,LVW/BW,leftventricularenddiastolicpressure(LVEDP)andCVFincreasedsignificantly,andthelevelofMMP2wereenhancedinMIgroup(P0.05).ComparedwiththeMIgroup,RVW/BW,LVW/BW,LVEDPandCVFdecreasedsignificantlyandthelevelofMMP2wereweakenedintheMI+statinsgroup(P0.05).Buttherewasnosignificantdifferencebetweenthestatinstreatedgroups(P0.05).ConclusionStatinscanpreventmyocardialextracellularmatrixremodeling,whichisassociatedwiththeMMP2expressionsandactivities.Therewerenosignificantdifferencesinpreventingmyocardialextracellularmatrixremodelingbetweenpravastatinandatorvastatingroups.Keywords:pravastatin;atorvastatin;extracellularmatrix;matrixmetalloproteinases2心肌梗死(MI)后發(fā)生心室重構(gòu)是MI后的代償性反應(yīng),主要是非梗死區(qū)的心肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞增生肥大及基質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò)的代謝異常[1],它貫穿于MI后心室肥大和心力衰竭的發(fā)展過程中。
基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)在細(xì)胞外基質(zhì)降解和重構(gòu)過程中起關(guān)鍵性作用[2]。
近期研究顯示他汀類藥物有改善心衰和逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)的作用[3],然而目前其機(jī)制尚不十分清楚。
本實(shí)驗(yàn)用普伐他汀與阿托伐他汀管飼MI大鼠,采用ELISA法測(cè)定血清基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP2)的變化,旨在了解MMP2在MI后左室重構(gòu)及心衰發(fā)展過程中的改變及他汀類藥物的干預(yù)作用,為預(yù)防和逆轉(zhuǎn)左室重構(gòu)與治療MI后心衰提供理論依據(jù),并通過對(duì)MI后血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)及MMP2水平的測(cè)定來比較普伐他汀與阿托伐他汀對(duì)胞外基質(zhì)重構(gòu)作用的差別。
1材料與方法1.1材料1.1.1動(dòng)物雄性Wistar大鼠50只,體質(zhì)量200~250g,山西醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,合格證號(hào):
山醫(yī)字第070101號(hào)。
主要試劑:
阿托伐他汀(商品名立普妥,輝瑞制藥有限公司);普伐他汀(商品名美白樂鎮(zhèn),施貴寶制藥有限公司);MMP2試劑盒(購(gòu)自美國(guó)RDSystem公司)。
1.1.2儀器HX200動(dòng)物呼吸機(jī),BL420E生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(山西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院機(jī)能實(shí)驗(yàn)室);Mias圖像分析系統(tǒng)(山西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理教研室);顯微攝像系統(tǒng)OlympusBXS0;數(shù)碼相機(jī)PolaroidOMC。
1.2方法1.2.1動(dòng)物分組及MI模型制備將50只Wistar大鼠隨機(jī)抽取42只作為MI模型組,其余8只作為偽手術(shù)組。
模型組給予戊巴比妥鈉(30~50mg/kg)麻醉,氣管切開行氣管插管,連接動(dòng)物呼吸機(jī),在左側(cè)第4肋間逐層打開胸腔、心包,暴露心臟,用無損傷縫合線(7-0)結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支,結(jié)扎后心電圖標(biāo)準(zhǔn)肢體導(dǎo)聯(lián)Ⅱ?qū)?lián)ST段明顯抬高,心室前壁變白。
逐層關(guān)胸并排除胸腔氣體。
術(shù)后存活24h者,MI模型組隨機(jī)分為MI組(n=14)、MI+阿托伐他汀組(n=14)、MI+普伐他汀組(n=14)。
偽手術(shù)組手術(shù)方法同模型組,但不結(jié)扎冠狀動(dòng)脈。
MI+阿托伐他汀組、MI+普伐他汀組分別管飼阿托伐他汀(5mgkg-1d-1)、普伐他?。?mgkg-1d-1),假手術(shù)組和心梗組管飼等量生理鹽水,至術(shù)后8周。
實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)隨機(jī)抽取各組存活大鼠6只進(jìn)行有關(guān)指標(biāo)檢測(cè)。
1.2.2血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定麻醉大鼠,分離右頸動(dòng)脈并插管(PE50),穩(wěn)定10min后記錄動(dòng)脈收縮壓(APs),然后將導(dǎo)管輕輕送入左室,經(jīng)多導(dǎo)生理記錄儀測(cè)量心率(HR),左室舒張終末壓(LVEDP)和左室內(nèi)壓上升和下降最大速率(dp/dtmax)。
記錄完畢后,導(dǎo)管內(nèi)注入100g/L氯化鉀3mL處死大鼠,迅速開胸取出心臟并修剪,生理鹽水沖洗后濾紙吸干,用電子天平分別稱取右室質(zhì)量(RVW)及左室質(zhì)量(LVW)(包括室間隔),分別與體質(zhì)量(BW)相比得到相對(duì)質(zhì)量,以LVW/BW表示左室肥厚程度。
隨后將左心室自結(jié)扎線分為心尖部與心底部,心尖部置于甲醛溶液固定24h,脫水、石蠟包埋作組織切片待檢.心底部迅速置于液氮中凍存。
1.2.3梗死面積的測(cè)定垂直于長(zhǎng)軸將左心室均勻切成4份,每份取5m切片脫蠟做VG染色,在同樣參數(shù)下用圖象分析軟件測(cè)量梗死面積并取平均值。
梗死面積=疤痕弧長(zhǎng)/[(外周長(zhǎng)+內(nèi)周長(zhǎng))/2]100%。
每張切片在遠(yuǎn)離梗死區(qū)隨機(jī)取5個(gè)視野,以視野中所有膠原面積之和除以心肌纖維和結(jié)締組織面積總和,得到膠原容積分?jǐn)?shù)(CVF),血管旁膠原面積不計(jì)。
1.2.4血清MMP2表達(dá)水平的測(cè)定暴露心尖部,抽取5mL心室血,靜置1h后離心分離血清,標(biāo)本置-20℃冰凍保存,采用夾心酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)法測(cè)定血清MMP2水平。
試劑盒由美國(guó)RDSystem公司提供,采用酶標(biāo)多克隆抗體夾心法,使用美國(guó)伯樂公司生產(chǎn)550型酶標(biāo)儀測(cè)定。
1.2.5數(shù)據(jù)處理所有資料均采用SPSS12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
所有數(shù)據(jù)均采用s表示,組間比較用單因素方差分析(ANOVA),組間兩兩比較用SNK-q檢驗(yàn),P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果2.1普伐他汀與阿托伐他汀對(duì)血流動(dòng)力學(xué)及左、右心室相對(duì)質(zhì)量的影響術(shù)后8周MI組的左室舒張末壓(LVEDP),LVW/BW,RVW/BW較假手術(shù)組顯著增加(P0.01);dp/dtmax較假手術(shù)組顯著減低(P0.01);與MI組相比,MI+他汀組HR,LVEDP,LVW/BW,RVW/BW顯著降低(P0.01),但高于假手術(shù)組(P0.01),dp/dtmax增高(P0.01)但低于假手術(shù)組(P0.01)。
MI+阿托伐他汀組(MI+A),MI+普伐他汀組(MI+P)之間上述指標(biāo)均差異無顯著性(P0.05)。
見表1。
表1各組L(R)VW/BW和血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化(略)Tab.1VariationofhemodynamicsandL(R)VW/BWineachgroup與假手術(shù)組比較:
aP0.01;與MI組比較:
bP0.012.2普伐他汀與阿托伐他汀對(duì)膠原沉積的影響VG染色示梗死面積在各組間無差異;MI組非梗死區(qū)小血管周圍及心肌間質(zhì)有較多膠原沉積,左室非梗死區(qū)CVF明顯增高(P0.05)。
與MI組相比,MI+他汀組左室非梗死區(qū)CVF降低(P0.05),但高于假手術(shù)組(P0.01)。
MI+阿托伐他汀組,MI+普伐他汀組之間上述指標(biāo)差異均無顯著性(P0.05),見表2。
2.3普伐他汀與阿托伐他汀對(duì)血清MMP2水平的影響MI組MMP2水平表達(dá)較假手術(shù)組顯著增高(P0.01)。
MI+他汀組與MI組相比,MMP2水平表達(dá)降低(P0.05)但較假手術(shù)組高(P0.05)。
MI+阿托伐他汀組,MI+普伐他汀組間上述指標(biāo)差異無顯著性(P0.05)。
見表2。
表2各組心梗面積、CVF及MMP2水平變化(略)Tab.2VariationofMIarea,CVFandMMP2ineachgroup與MI組比較:
aP0.05,bP0.01;與假手術(shù)組比較:
cP0.01;與MI組比較:
dP0.053討論近年研究發(fā)現(xiàn)他汀類藥物羥甲基戊二酸單酰輔酶A(HMGCoA)非調(diào)脂作用日益受到重視,其能提高血管內(nèi)皮的功能,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞釋放氧化亞氮(NO),增強(qiáng)NO依賴的冠狀動(dòng)脈血管舒張及調(diào)節(jié)NO介導(dǎo)的心肌氧耗[4]。
Dechend等[5]報(bào)道,長(zhǎng)期服用他汀類藥物能夠減輕心肌肥厚,減少心肌纖維化,并可使心功能獲得改善,提示他汀類藥物對(duì)心肌結(jié)構(gòu)和功能有良好的保護(hù)作用。
他汀類延緩和緩解心肌細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)的作用已被廣泛應(yīng)用于各種器質(zhì)性心臟病引起的慢性心力衰竭,但對(duì)其干預(yù)細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)的作用機(jī)制目前尚不清楚。
重構(gòu)是MI后心力衰竭的重要原因。
基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一組重要的降解基質(zhì)蛋白的酶類,能降解所有細(xì)胞外基質(zhì)成分。
在衰竭心臟中,正常膠原組織被升高的MMPs降解,隨后被缺乏連接結(jié)構(gòu)的纖維性間質(zhì)取代,從而室壁變薄,左室擴(kuò)張[6]。
因此抑制MMPs的活性,減少正常心肌膠原網(wǎng)絡(luò)的破壞有益于預(yù)防逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)。
MMP2是明膠酶,可降解明膠、纖維黏連蛋白、層連蛋白及IV、V型膠原,還能啟動(dòng)纖維性膠原裂解過程。
有報(bào)道MMP2改變?cè)缬谧笫抑貥?gòu),其活性改變可能觸發(fā)左室重構(gòu)。
大鼠心梗后MMP2的活性和蛋白含量在梗死區(qū)和非梗北區(qū)均增加,并可持續(xù)高表達(dá)[7]。
他汀通過抑制MMP2減少纖維降解、穩(wěn)定粥樣斑塊[8]。
阿托伐他汀和普伐他汀為他汀類藥物。
阿托伐他汀通過細(xì)胞色素P450系統(tǒng)3A4途徑進(jìn)行代謝或生物轉(zhuǎn)化,而普伐他汀則顯著不同,并不通過CYP途徑進(jìn)行代謝。
普伐他汀與其它他汀類藥物相比具有極高的親水性。
這種他汀類藥物在親水性能上的不同尚未證實(shí)具有臨床意義。
因此比較普伐他汀與阿托伐他汀二者在心肌梗死后胞外基質(zhì)重構(gòu)及基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá)上的強(qiáng)弱也有一定的臨床意義。
本實(shí)驗(yàn)顯示手術(shù)24h后給予他汀類管飼,他汀類藥物能改善鹽敏感性大鼠高鹽飲食后發(fā)生的心衰和心肌肥厚[9]。
管飼他汀的心梗大鼠,其心室肥厚程度在用藥8周明顯輕于未用藥的心梗大鼠。
且心臟舒張功能改善,證實(shí)了他汀類藥物的心臟功能保護(hù)效應(yīng)。
8周后MI組LVW/BW,RVW/BW較假手術(shù)組明顯增加,左室CVF顯著增高,表明發(fā)生了心室重構(gòu),這是引起舒張功能減退的主要原因。
與MI組相比,MI+他汀組HR,LVW/BW,RVW/BW,LVEDP降低,dp/dtmax增高,明顯改善了鼠MI8周后的心功能,這與張軍等[10]的研究結(jié)果一致。
MI+阿托伐他汀組,MI+普伐他汀組兩個(gè)用藥組之間上述指標(biāo)差異均無顯著性(P0.05)。
這些結(jié)果表明他汀類藥物能有效地延緩心室重構(gòu)的進(jìn)程,改善左室舒張功能。
而阿托伐他汀與普伐他汀在心肌重構(gòu)上差異無顯著性。
本實(shí)驗(yàn)顯示,大鼠心梗后8周時(shí)血清MMP2水平表達(dá)增加,實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)他汀能降低血清MMP2水平表達(dá),提示他汀類藥物可能通過抑制MMP2的表達(dá),減少心肌正常膠原網(wǎng)絡(luò)的破壞,從而緩解心梗后室壁變薄及左室擴(kuò)張的趨勢(shì)。
綜上所述,他汀類藥物可能通過抑制MMP2,減少膠原網(wǎng)絡(luò)的分解破壞,減少反應(yīng)性膠原過度沉積,從而預(yù)防和逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu),改善心臟功能。
在臨床上,AMI后他汀類藥物的應(yīng)用可能有利于改善心室重構(gòu)、保護(hù)心臟結(jié)構(gòu),相對(duì)延緩心力衰竭,具有重要的臨床意義,而阿托伐他汀與普伐他汀在心室重構(gòu)方面差異無顯著性。
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