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目的:采用腹主动脉缩窄法制备压力负荷型心力衰竭大鼠模型,分别应用选择性β3-AR抑制剂及激动剂进行干预:1)观察β3-AR调节后在心衰进展中对对心功能及能量代谢的影响;2)探讨β3-AR在心衰大鼠心肌重构中介导能量代谢的相关机制。方法:1)采用改良腹主动脉缩窄法建立慢性心衰大鼠模型:将大鼠随机分为5组:正常对照组(15只);手术组(心衰组,20只);假手术组(15只),β3-AR激动剂组(BRL组,20只);β3-AR抑制剂组(SR组,20只)。其中正常对照组给予常规饲养,不做特殊处理。手术组、BRL组、SR组给予改良腹主动脉缩窄手术。喂养8周后给予干预:(1)正常组和假手术组不予特殊处理;(2)手术组:尾静脉注射生理盐水,1 ml/kg体重,每周2次,共4周;(3)BRL组:静脉注射BRL37344,0.4nmol/kg·min,10min,每周2次,连续4周;(4)SR组:腹腔注射SR59230A,80nmol/ml,1ml,每周2次,连续4周。分别于干预结束后及干预结束4周后进行其他相关指标的检测。2)分别于12、16周应用超声心动图、左心导管技术检测大鼠心功能及血流动力学指标;3)HE染色观察各组大鼠心肌形态学变化,免疫组化观察各组大鼠心肌组织β3-AR、PPARα、ERK2、AMPKα2、UCP2蛋白表达定位;4)试剂盒检测各组大鼠心肌组织FFA、葡萄糖、乳酸、丙酮含量,ATP酶活性;5)RT-PCR技术检测各组大鼠心肌组织β3-AR、PPARα、ERK2、AMPKα2、UCP2 m RNA表达;6)Western Blotting技术检测各组大鼠心肌组织β3-AR及PPARα蛋白表达。结果:1)超声心动图结果显示:与正常对照组比较,假手术组各项指标均没有明显变化。12周组大鼠与正常组比较,心衰组、BRL组、SR组LVIDD、LVIDS、IVSD、IVSS均增高,FS、EF减低,差异有统计学意义(P<0.05),与心衰组比较,正常对照组各项指标均有差异(P<0.05),SR组除IVSS、IVSD无统计学意义外,其余各项指标均有统计学差异(P<0.05),BRL组各项指标均较心衰组有差异(P<0.05)。16周组大鼠与正常组比较,心衰组、BRL组、SR组LVIDD、LVIDS、IVSD、IVSS均增高,FS、EF减低,差异有统计学意义(P<0.05),与心衰组比较,正常对照组各项指标均有差异(P<0.05),SR组除IVSS无差异,其余各项指标均有统计学差异(P<0.05),BRL组各项指标均较心衰组有差异(P<0.05)。2)血流动力学结果显示:血流动力学检查结果显示:与正常对照组比较,假手术组各项指标均没有明显变化,心衰组、BRL组、SR组HR、LVSP、±dp/dtmax均降低,LVEDP增高,差异有统计学意义(P<0.05)。与12周心衰组比较,正常对照组各项指标均有差异(P<0.05),SR组及BRL组心率较心衰组无明显差异,BRL组LVSP、±dp/dtmax、LVEDP较心衰组有差异(P<0.05);SR组只有-dp/dtmax和LVEDP较心衰组有差异(P<0.05)。与16周心衰组比较,正常对照组各项指标均有差异(P<0.05),BRL组心率较心衰组有差异,BRL组及SR组LVSP、±dp/dtmax、LVEDP均较心衰组有差异(P<0.05)。3)HE染色镜下观察发现:假手术组较正常组无明显变化,心衰组、BRL组大鼠心肌均出现心肌细胞变性、萎缩,可见局灶性坏死,心肌纤维排列疏松、紊乱,甚至出现断裂,间质有炎细胞浸润,BRL组更为明显,SR组变化较心衰组轻。免疫组化结果示:正常组及假手术组大鼠心肌组织中β3-AR、PPARα、ERK2、AMPKα2、UCP2蛋白表达量无明显差异,心衰组、BRL组β3-AR、ERK2、UCP2蛋白表达量较正常组增加,BRL组增加更明显,心衰组、BRL组PPARα、AMPKα2表达量较正常组降低,BRL组降低更明显;SR组β3-AR、ERK2、UCP2表达量较心衰组低,较正常组增加,SR组PPARα、AMPKα2表达量较心衰组增加,但较正常组低,16周组上述变化较12周组更明显。4)心肌组织FFA、葡萄糖、乳酸、丙酮含量,ATP酶活性检测结果:与正常组比较:假手术组心肌组织游离脂肪酸、葡萄糖、乳酸、丙酮酸含量,ATP酶活力均较正常组无差异(P>0.05),心衰组、BRL组大鼠心肌组织游离脂肪酸、乳酸、丙酮酸含量均较正常组明显升高(P<0.05或P<0.01),葡萄糖含量、Na+K+-ATPase、Ca2+Mg2+-ATPase活性均较正常组降低,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),SR组心肌组织游离脂肪酸、乳酸、丙酮酸含量较心衰组降低,Na+K+-ATPase、Ca2+Mg2+-ATPase活性较心衰组升高。5)RT-PCR结果:假手术组心肌组织β3-AR、PPARα、AMPKα2、UCP2、ERK2的m RNA含量较正常组无明显差异(P>0.05);12周心衰组、BRL组、SR组β3-AR、PPARα、AMPKα2m RNA表达量较正常组明显升高(P<0.05);16周组较12周组更明显(P<0.05),BRL组β3-AR、PPARα、AMPKα2 m RNA表达量较心衰组有差异(P<0.05)。12周心衰组、BRL组PPARα、AMPKα2 m RNA表达量较正常组降低(P<0.05),16周组较12周组明显(P<0.05)。12周心衰组、BRL组β3-AR、UCP2、ERK2 m RNA表达量较正常组明显降低(P<0.05);16周组较12周组更明显(P<0.05),BRL组UCP2、ERK2 m RNA表达量较心衰组有差异(P<0.05)。6)Western Blotting结果:假手术组心肌β3-AR、PPARα蛋白含量较正常组无明显差异(P>0.05);12周心衰组、BRL组、SR组β3-AR蛋白表达量(2.01±0.01,2.35±0.06,1.96±0.03)较正常组明显升高(P<0.05);16周组较12周组更明显(P<0.05),BRL组β3-AR蛋白表达量较心衰组有差异(P<0.05)。12周心衰组、BRL组PPARα蛋白表达量(1.08±0.05,0.88±0.03)较正常组降低(P<0.05),16周组较12周组明显(P<0.05)。BRL组、SR组PPARα蛋白表达量较心衰组有差异(P<0.05)。结论:1)β3-AR激活后可能通过促进能量代谢重构,恶化心功能,促进心室重构等机制参与心衰进展;2)β3-AR介导心衰大鼠能量代谢重构的可能机制是,其通过调节能量代谢的关键酶PPARα、AMPKα2、UCP2、ERK2的表达来参与能量代谢重构。