压力超负荷心肌肥大晚期和心衰大鼠心肌力学及Ca2+反应性 的改变
作者：黄焰 张世勤 李云霞
单位：湖南医科大学分子药理研究室，长沙 410078
关键词：心肌肥大；充血性心衰；大鼠；Ca2+反应性
中国应用生理学杂志000308摘要 目的：观测比较肥大心肌和衰竭心肌在基础力学性能、[Ca2+]o正性 变力作用和Ca2+通道阻滞剂负性变力作用三方面的变化和差别。方法：大 鼠升主动脉缩窄法建立左心室肥大(LVH)和充血性心衰(CHF)模型，记录离体灌流乳头肌的长 度-张力曲线，比较基础状态和nifidipine处理后[Ca2+]o与峰张力的量效关 系。结果：① CHF组长度-张力曲线较LVH组和假手术对照组(Sham)明显下 移；基础状态下([Ca2+]o=0.5 mmo1/L)，LVH等长收缩峰张力(PT)尚能维持，但 CHF组 PT分别低于LVH组和 Sham组37.9%和43.7%(P均<0.01)；±dT/dtmax 也较LVH组进一步下降(P<0.01)；②各组峰张力随[Ca2+]o的升高而增强 ，但CHF组[Ca2+]o作用的量效曲线较LVH和 Sham明显下移；③ nifedjpine的负 性肌力作用具明显剂量依赖性，但其抑制程度在三组间没有明显差异(P>0.05)。结论：肥大心肌以收缩强度不变区别于衰竭心肌的收缩低抑。两组收缩速度、舒张速 率和[Ca2+]o正变力效应的下降程度递增，但Ca2+通道阻滞剂的负变力效 应均无改变。
, 百拇医药
中图分类号： R541.6文献标识码:A文章编号:1000-6834(2 000)03-0222-05
CHANGES IN MECHANICAL PROPERTIES AND Ca2+ RESPONSIBILITY OF MYOCARDIUM IN RAT WITH PRESSURE OVERLOAD CARDIAC HYPERTROPHY AND HEART FAILURE
HUANG Yan, ZHANG Shi-qin, LI Yun-xia
(Laboratory of Molecular Pharmacology, H unan Medical University, Changsha 410078)
ABSTRACT
, 百拇医药
Aim and Methods: Pathological rat models of congestive heart failure (C HF) and left ventricle hypertrophy (LVH) were produced by ascending aortic bandi ng. The mechanical index of myocardial contraction were obtained in left ventric ular papillary muscles Results: ①Eighteen weeks after aortic ba nding, the ratio of left ventricle weight to body weight in CHF group were 4.07 ±0.06, being 8% and 103.5% higher than LVH and sham operated control (Sham) gro ups (P<0.01); the length-tension curve shifted downward compared with LVH a nd Sham;② Under basal conditio n ([Ca2+]o=0.5 mmol/L), the amplitude of contraction in LVH remained a t a high level, but the isometric peak tensions in CHF were 0.49±0.12 (g/mm2) , were 37.9% and 43.7%lower than that in LVH and Sham groups (P<0.01): and t he ± dT/dtmax values decreased significantly compared with LVH (P<0. 01),respectively;③ Peak tensions of papillary muscles increased with [Ca2+ ]o increment, the dose-effect curve in CHF shifted downward compared with LVH and Sham; the negative inotropic effect of nifedipine were dose dependent, m eanwhile the extents of its inhibitory effects were similar in three groups ( P>0.05). Conclusion: The decreased responsibility of myocardi um to [Ca2+]o in CHF group was probably not due to the abnormality of Ca2+ channel on sarcolema.
, 百拇医药
KEY WORDS: cardiac hypertrophy; heart failure; rat; Ca 2+ responsibility
心力衰竭是危害人类生命的重要疾病，其最主要的病理症状是心脏泵血功能低下以致心 脏不能供应足够的血流，而心脏泵血功能低下的主要原因在于心肌力学性能的异常改变。众 所闻知，Ca2+在心肌收缩活动中起着十分重要的作用，探明衰竭心肌力学性能及其 C a2+反应性改变的规律和特征，对揭示衰竭心肌功能低下的病理生理机制具有重要意 义。目前用于心衰研究的动物病理模型有多种，其发病机理也各不相同[1]。临床 上各种原因导致的高血压通过增加心脏负荷引起心肌肥大，再逐渐转变为心衰，是心衰发生 最常见的原因。鉴于此，本实验选择升主动脉缩窄法[2]制备压力超负荷左心室肌 肥大和心衰大鼠病理模型，分析代偿性心肌肥大晚期及失代偿心力衰竭心肌力学性能改变与 心肌Ca2+反应性异常的特征,为进一步揭示充血性心衰心肌功能异常的机理提供基础 性的实验资料。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 病理模型制备与分组
3～4周龄(体重50～70 g)雄性健康Wistar大鼠，3%戊巴比妥钠腹腔麻醉(40 mg/kg)，人 工呼吸。左第四肋间开胸，于升主动脉第一分支前用内径0.9 mm的改良脑外科银夹缩窄升主动脉使其横截面积减少约75%。假手术对照组除不放置银夹外，其它处理与手术组相同。术 后18周根据呼吸困难、发绀等心衰的临床症状将大鼠分为充血性心衰组(CHF)、相应的同 龄左室肥大组(LVH)和同龄假手术对照组(Sham)。
1.2 离体乳头肌收缩功能测定
断颈处死大鼠，观察心包和胸腔积液、心房血栓等病理表现；迅速取其心脏置于氧合(9 5%O2，5%CO2)改良K-H液中(mmol/L)：NaCl 119.8，KCl 4.5，KH2PO4 1.2 ，Mg SO4 1.2，CaCl2 0.5，NaHCO3 25，Glucose 10，pH 7.4。分离左室乳头肌，水平位 放置于高精度乳头肌灌流槽内，腱端与换能器相联，非腱端固定于可移动座架，与螺旋测微 千分尺相接，乳头肌长度可通过该千分尺进行调节，精度为0.01 mm。用30℃K-H液以12 ml /min流量进行非循环灌流，场刺激频率0.2 Hz，方波波宽10 ms，强度为130%阈电压(约3.1 V)。肌肉收缩的力信号经载波放大器和一个串联耦合的微分器(时间常数1 ms，高切75 Hz ，输入四道生理记录仅(RM 6000型，光电公司，日本)，同步记录力、力的一阶导数，并按 横截面积＝重量/长度的圆柱体公式将力信号换算成张力数据。调节乳头肌长度至L0位， 在肌槽中平衡30 min，以步幅增量每次0.02 mm牵拉肌肉至Lmax位，记录不同肌长度下的主 动张力峰值 PT和静息张力RT。肌肉在Lmax位平衡15 min，由展开的等长收缩曲线读取和计算 下列各项指标：主动张力峰值(PT)，张力上升最大速率(+dT/dtmax)，张力下降最大 速率(-dT/dtmax)，半舒张时程(RT1/2)。
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1.3 [Ca2+]o和Ca2+拮抗剂对离体乳头肌力学 性能的影响
依次用含 CaCl2 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mmol/L的灌流液进行顺序灌流，待每一 剂量CaCl2的正性肌力作用达峰值并作用稳定后，以50 mm/s的走纸速度记录上述各项力 学指标；在达到2.5 mmol/L剂量后平衡30 min，将灌流改为循环灌流，依次给予不同浓度钙 通道拮抗剂nifedipine，终浓度为10-9、10-8、10-7、10-6和1 0-5 mol/L，记录各项力学指标的改变。
1.4 数据处理
实验数据以均数±标准差(±s)表示，组间均数比较采用ANOVA和q检验 。
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2 实验结果
2.1 心脏形态学指标-心室重/体重比值
心室重/体重比是衡量心室肥厚程度的重要形态学指标。各组大鼠的体重(BW)、左右心 室重(LVW和RVW)及左室重/体重比(LVW/BW)、右室重/体重比(RVW/BW)等数据列于表1。升 主动脉缩窄产生的压力超负荷导致左室心肌肥厚，术后18周肥大组LVW/BW较同龄假手术对照 组增加88.5%(P<0.01)；心衰组LVW/BW进一步增高，比同龄对照组高103.5%(P <0.01)，比同龄(LVW/BW)肥大组高8%(P<0.01)；RVW/BW也有类似的改变(表1)。
Tab.1 General features of rat hearts f rom Sham，LVH and CHF groups(±s，n=8)
BW(g)
, 百拇医药
LVW(mg)
PVW(mg)
LVW/BW
RVW/BW
Sham
270.00±15.60
538.87±26.25
159.50±9 .02
2.00±0.10
0.59±0.04
LVH
253.87±15.89
, 百拇医药
956.87±52.41
182.75±9.92
3.77±0.11 * *
0.72±0.04* *
CHF
249.50±10.30
1015.75±60.20
253.00±26.00
4.07±0.16** ＃
1.01±0.08* * ＃ ＃
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* P<0.05，* * P<0.01，vs Sh am；＃ P<0.05，＃ ＃ P<0.01，vs LV H
2.2 乳头肌长度-张力关系曲线
长度-张力关系曲线是判定心衰的重要力学指标。从获得的乳头肌长度-张力关系曲线 看，心衰组的长度-张力曲线较同龄肥大和假手术组明显下移位(图1)。
Fig.1 Relationship detween developing tension and muscle length(%Lmax) of rat left ventrcular papillary muscles in cong estive heart failure(CHF)，left ventricle hypertrophy(LVH) and sham operated (Sh am)groups.(n=8)
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* P<0.05,* * P<0.01，vs Sham；# P<0.05，# # P<0.01，vs LVH
2.3 乳头肌基础力学指标
[Ca2+]o为0.5 mmol/L情况下，测定乳头肌 Lmax位的力学指标表明,肥大心 肌收缩强度尚能代偿，而衰竭心肌等长张力峰值为(0.49±0.12)g/mm2，较正常组的(0 .79±0.10)g/mm2和肥大组的(0.87±0.08)g/mm2分别下降37.9%和43.7%，( P均<0.01)。速度指标中，Sham组的最大收缩和最大舒张速度分别为(14.23±2.77)g/ (s.mm2)和(9.82±2.07)g/(s.mm2)，肥大心肌为(8.54±1.69)g/(s.mm2 )和(5.82±1.76)g/(s.mm2)，较 Sham组分别下降了40.0%和40.7%,P均<0 .01)；衰竭心肌最大收缩和舒张速度分别为(5.17±1.82)g/(s.mm2)和(3.08 ±1.23)g/(s.mm2)，比Sham组降低了63.7%和68.6%，(P均<0.01)，较肥大组 也明显下降，分别降低39.4%和47.1%，(P均<0.01)；肥大和心衰组半舒张时 程分别为(133.75±9.16)ms和(122.5±10.35)ms，均较正常组的(103.75± 14.08)ms明显延长(P均<0.05)，而心衰与肥大组间无显著差异(P>0.05,图 2)
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Fig.2 Mechanical function of rat pap illary muscles from congestive heart failure(CHF)，left ventricle hypertrophy(LV H) and sham operated (Sham) groups.(n=8)
* P<0.05，* * P<0.01，vs Sham；# P<0.05，# # P<0.01，vs LVH
2.4 乳头肌峰张力对不同[Ca2+]o及Ca2+拮抗剂的反应
不同浓度[Ca2+]o及Ca2+拮抗剂nifedipine干预下的乳头肌等长收缩峰 张力显示，随着[Ca2+]o的升高，心肌收缩峰值逐渐增高，而nifedipine干预下 心肌收缩峰值递减(图3)。
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Fig.3 The twitch contractions of left ventricular papill ary muscles in response to different concentration of [Ca2+]o and nife dipine in congestive heart failure(CHF)， left ventricle hypertrophy (LVH) and sham op erated (Sham) groups
从量效曲线上看，以[Ca2+]o=0.5 mmol/L时的等长收缩峰张力为100%，心 衰组相对峰张力随[Ca2+]o升高的递增幅值较同龄肥大、同龄假手术组明显低抑 ，[Ca2+]o达到2 mmol/L以上时，心肌收缩强度低抑更为明显(图4)；nifedipine 对心肌的负性肌力作用具有明显剂量依赖效应，但其抑制作用的程度在心衰组与同龄肥大和 同龄假手术对照组之间没有显著差异(图5)。
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Fig.4 Dose-effect curves of[Ca2+ ]o to isometric tension of left ventricular papillary muscles from congesti ve heart failure(CHF)，left ventricle hypertrophy(LVH) and sham operated (Sham) groups(n=8)
* * P<0.01, vs sham；# # P<0.01，vs LVH
Fig.5 Dose-effect curves of nifedipine to is ometric tension of left ventricular papillary muscles from congestive heart fail ure(CHF)，1eft ventricle hypertrophy (LVH) and sham operated (Sham) groups(n =8)
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3 讨论
本文结果表明，升主动脉缩窄可造成大鼠持续性左心室压力超负荷，继而引起左室心肌 肥大，并发展为心力衰竭。这种病理模型，经临床症状、形态学和力学指标的综合鉴定，其 发病率稳定，而且与临床上充血性心衰的发病模式具有一定的相似性，是研究代偿性心肌 肥大及发展为失代偿心力衰竭过程中，心肌功能改变及其机理的理想动物模型[3] 。
实验观察到，心衰大鼠与同龄假手术对照大鼠相比，其心肌力学性能改变的主要特征为 ，收缩峰张力明显低抑，收缩和舒张最大速率下降，舒张时程延长。而衰竭心肌与同龄肥大 心肌比较，最主要的区别是肥大心肌尚能维持较高的收缩强度，其主动张力未出现显著下降 ；衰竭心肌主动张力明显低抑，并且对[Ca2+]o的反应性也明显下降，这一结果 与自发性心肌病仓鼠模型的心肌表现基本相似[4]。
在心肌兴奋-收缩活动中，Ca2+扮演了中心角色。心肌的收缩强度则取决于细胞 膜上Ca2+跨膜内流、SR的Ca2+释放及收缩系统对Ca2+的反应性。据此， 导致衰竭心肌收缩强度低抑和对外Ca2+刺激反应性下降的原因可能有以下三种机制： (1)细胞膜上的L型电压依赖性Ca2+通道功能或数目发生改变，使通过该通道进入胞内 的 Ca2+减少；(2)细胞膜上的 Ca2+通道正常，即进入胞内的 Ca2+不变 ，但肌浆网的 Ca2+释放减少；(3)[Ca2+]i未出现异常，而收缩蛋白对C a2+的敏感性下降。从本实验结果看，当[Ca2+]o增高到一定程度时，衰竭 心肌的收缩峰张力不再继续增强；并且，作为二氢吡啶(dihydropyridine，DHP)受体特异性 桔抗剂的nifedipine，对衰竭心肌的作用与其对同龄肥大和假手术对照组的作用相类似，初 步推测，衰竭心肌的电压依赖性Ca2+通道DHP受体的功能及数目可能没有发生异常改 变。这种推测与文献报道衰竭心肌 DHP受体在电生理或蛋白水平未出现明显改变的研究结果 相一致[5,6]。但是有关肥大或衰竭心脏的DHP受体密度或功能活性的研究在不同动 物实验结果中尚存在争议[7,8]。就本文结果看，衰竭心肌对Ca2+通道阻滞 剂的反应性未见明显异常，提示衰竭心脏的收缩强度低抑，可能与 Ca2+跨膜内流无 关，是否与肌浆网Ca2+释放或收缩蛋白Ca2+敏感性的改变有关，还需进一步研 究证实。
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基金项目:卫生部基金资助项目(94-1-117)
作者简介:黄焰(1968-),女，江苏南京市人,讲师,医学博士,从事心肌 收缩能力调节的细胞和分子机制研究。
参考文献
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[8] Rannou F, Sainte-Beuve C, Oliviero P, et al. The effects of compensat ed cardiac hypertrophy on dihydropyridine and ryanodine receptors in rat, ferret and guinea-pig hearts[J]. J Mol Cell Cardiol, 1995,27:1225-1234.
收稿日期:1998-11-23;修回日期:2000-01-31, 百拇医药
单位：湖南医科大学分子药理研究室，长沙 410078
关键词：心肌肥大；充血性心衰；大鼠；Ca2+反应性
中国应用生理学杂志000308摘要 目的：观测比较肥大心肌和衰竭心肌在基础力学性能、[Ca2+]o正性 变力作用和Ca2+通道阻滞剂负性变力作用三方面的变化和差别。方法：大 鼠升主动脉缩窄法建立左心室肥大(LVH)和充血性心衰(CHF)模型，记录离体灌流乳头肌的长 度-张力曲线，比较基础状态和nifidipine处理后[Ca2+]o与峰张力的量效关 系。结果：① CHF组长度-张力曲线较LVH组和假手术对照组(Sham)明显下 移；基础状态下([Ca2+]o=0.5 mmo1/L)，LVH等长收缩峰张力(PT)尚能维持，但 CHF组 PT分别低于LVH组和 Sham组37.9%和43.7%(P均<0.01)；±dT/dtmax 也较LVH组进一步下降(P<0.01)；②各组峰张力随[Ca2+]o的升高而增强 ，但CHF组[Ca2+]o作用的量效曲线较LVH和 Sham明显下移；③ nifedjpine的负 性肌力作用具明显剂量依赖性，但其抑制程度在三组间没有明显差异(P>0.05)。结论：肥大心肌以收缩强度不变区别于衰竭心肌的收缩低抑。两组收缩速度、舒张速 率和[Ca2+]o正变力效应的下降程度递增，但Ca2+通道阻滞剂的负变力效 应均无改变。
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中图分类号： R541.6文献标识码:A文章编号:1000-6834(2 000)03-0222-05
CHANGES IN MECHANICAL PROPERTIES AND Ca2+ RESPONSIBILITY OF MYOCARDIUM IN RAT WITH PRESSURE OVERLOAD CARDIAC HYPERTROPHY AND HEART FAILURE
HUANG Yan, ZHANG Shi-qin, LI Yun-xia
(Laboratory of Molecular Pharmacology, H unan Medical University, Changsha 410078)
ABSTRACT
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Aim and Methods: Pathological rat models of congestive heart failure (C HF) and left ventricle hypertrophy (LVH) were produced by ascending aortic bandi ng. The mechanical index of myocardial contraction were obtained in left ventric ular papillary muscles Results: ①Eighteen weeks after aortic ba nding, the ratio of left ventricle weight to body weight in CHF group were 4.07 ±0.06, being 8% and 103.5% higher than LVH and sham operated control (Sham) gro ups (P<0.01); the length-tension curve shifted downward compared with LVH a nd Sham;② Under basal conditio n ([Ca2+]o=0.5 mmol/L), the amplitude of contraction in LVH remained a t a high level, but the isometric peak tensions in CHF were 0.49±0.12 (g/mm2) , were 37.9% and 43.7%lower than that in LVH and Sham groups (P<0.01): and t he ± dT/dtmax values decreased significantly compared with LVH (P<0. 01),respectively;③ Peak tensions of papillary muscles increased with [Ca2+ ]o increment, the dose-effect curve in CHF shifted downward compared with LVH and Sham; the negative inotropic effect of nifedipine were dose dependent, m eanwhile the extents of its inhibitory effects were similar in three groups ( P>0.05). Conclusion: The decreased responsibility of myocardi um to [Ca2+]o in CHF group was probably not due to the abnormality of Ca2+ channel on sarcolema.
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KEY WORDS: cardiac hypertrophy; heart failure; rat; Ca 2+ responsibility
心力衰竭是危害人类生命的重要疾病，其最主要的病理症状是心脏泵血功能低下以致心 脏不能供应足够的血流，而心脏泵血功能低下的主要原因在于心肌力学性能的异常改变。众 所闻知，Ca2+在心肌收缩活动中起着十分重要的作用，探明衰竭心肌力学性能及其 C a2+反应性改变的规律和特征，对揭示衰竭心肌功能低下的病理生理机制具有重要意 义。目前用于心衰研究的动物病理模型有多种，其发病机理也各不相同[1]。临床 上各种原因导致的高血压通过增加心脏负荷引起心肌肥大，再逐渐转变为心衰，是心衰发生 最常见的原因。鉴于此，本实验选择升主动脉缩窄法[2]制备压力超负荷左心室肌 肥大和心衰大鼠病理模型，分析代偿性心肌肥大晚期及失代偿心力衰竭心肌力学性能改变与 心肌Ca2+反应性异常的特征,为进一步揭示充血性心衰心肌功能异常的机理提供基础 性的实验资料。
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1 材料与方法
1.1 病理模型制备与分组
3～4周龄(体重50～70 g)雄性健康Wistar大鼠，3%戊巴比妥钠腹腔麻醉(40 mg/kg)，人 工呼吸。左第四肋间开胸，于升主动脉第一分支前用内径0.9 mm的改良脑外科银夹缩窄升主动脉使其横截面积减少约75%。假手术对照组除不放置银夹外，其它处理与手术组相同。术 后18周根据呼吸困难、发绀等心衰的临床症状将大鼠分为充血性心衰组(CHF)、相应的同 龄左室肥大组(LVH)和同龄假手术对照组(Sham)。
1.2 离体乳头肌收缩功能测定
断颈处死大鼠，观察心包和胸腔积液、心房血栓等病理表现；迅速取其心脏置于氧合(9 5%O2，5%CO2)改良K-H液中(mmol/L)：NaCl 119.8，KCl 4.5，KH2PO4 1.2 ，Mg SO4 1.2，CaCl2 0.5，NaHCO3 25，Glucose 10，pH 7.4。分离左室乳头肌，水平位 放置于高精度乳头肌灌流槽内，腱端与换能器相联，非腱端固定于可移动座架，与螺旋测微 千分尺相接，乳头肌长度可通过该千分尺进行调节，精度为0.01 mm。用30℃K-H液以12 ml /min流量进行非循环灌流，场刺激频率0.2 Hz，方波波宽10 ms，强度为130%阈电压(约3.1 V)。肌肉收缩的力信号经载波放大器和一个串联耦合的微分器(时间常数1 ms，高切75 Hz ，输入四道生理记录仅(RM 6000型，光电公司，日本)，同步记录力、力的一阶导数，并按 横截面积＝重量/长度的圆柱体公式将力信号换算成张力数据。调节乳头肌长度至L0位， 在肌槽中平衡30 min，以步幅增量每次0.02 mm牵拉肌肉至Lmax位，记录不同肌长度下的主 动张力峰值 PT和静息张力RT。肌肉在Lmax位平衡15 min，由展开的等长收缩曲线读取和计算 下列各项指标：主动张力峰值(PT)，张力上升最大速率(+dT/dtmax)，张力下降最大 速率(-dT/dtmax)，半舒张时程(RT1/2)。
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1.3 [Ca2+]o和Ca2+拮抗剂对离体乳头肌力学 性能的影响
依次用含 CaCl2 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mmol/L的灌流液进行顺序灌流，待每一 剂量CaCl2的正性肌力作用达峰值并作用稳定后，以50 mm/s的走纸速度记录上述各项力 学指标；在达到2.5 mmol/L剂量后平衡30 min，将灌流改为循环灌流，依次给予不同浓度钙 通道拮抗剂nifedipine，终浓度为10-9、10-8、10-7、10-6和1 0-5 mol/L，记录各项力学指标的改变。
1.4 数据处理
实验数据以均数±标准差(±s)表示，组间均数比较采用ANOVA和q检验 。
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2 实验结果
2.1 心脏形态学指标-心室重/体重比值
心室重/体重比是衡量心室肥厚程度的重要形态学指标。各组大鼠的体重(BW)、左右心 室重(LVW和RVW)及左室重/体重比(LVW/BW)、右室重/体重比(RVW/BW)等数据列于表1。升 主动脉缩窄产生的压力超负荷导致左室心肌肥厚，术后18周肥大组LVW/BW较同龄假手术对照 组增加88.5%(P<0.01)；心衰组LVW/BW进一步增高，比同龄对照组高103.5%(P <0.01)，比同龄(LVW/BW)肥大组高8%(P<0.01)；RVW/BW也有类似的改变(表1)。
Tab.1 General features of rat hearts f rom Sham，LVH and CHF groups(±s，n=8)
BW(g)
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LVW(mg)
PVW(mg)
LVW/BW
RVW/BW
Sham
270.00±15.60
538.87±26.25
159.50±9 .02
2.00±0.10
0.59±0.04
LVH
253.87±15.89
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956.87±52.41
182.75±9.92
3.77±0.11 * *
0.72±0.04* *
CHF
249.50±10.30
1015.75±60.20
253.00±26.00
4.07±0.16** ＃
1.01±0.08* * ＃ ＃
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* P<0.05，* * P<0.01，vs Sh am；＃ P<0.05，＃ ＃ P<0.01，vs LV H
2.2 乳头肌长度-张力关系曲线
长度-张力关系曲线是判定心衰的重要力学指标。从获得的乳头肌长度-张力关系曲线 看，心衰组的长度-张力曲线较同龄肥大和假手术组明显下移位(图1)。
Fig.1 Relationship detween developing tension and muscle length(%Lmax) of rat left ventrcular papillary muscles in cong estive heart failure(CHF)，left ventricle hypertrophy(LVH) and sham operated (Sh am)groups.(n=8)
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* P<0.05,* * P<0.01，vs Sham；# P<0.05，# # P<0.01，vs LVH
2.3 乳头肌基础力学指标
[Ca2+]o为0.5 mmol/L情况下，测定乳头肌 Lmax位的力学指标表明,肥大心 肌收缩强度尚能代偿，而衰竭心肌等长张力峰值为(0.49±0.12)g/mm2，较正常组的(0 .79±0.10)g/mm2和肥大组的(0.87±0.08)g/mm2分别下降37.9%和43.7%，( P均<0.01)。速度指标中，Sham组的最大收缩和最大舒张速度分别为(14.23±2.77)g/ (s.mm2)和(9.82±2.07)g/(s.mm2)，肥大心肌为(8.54±1.69)g/(s.mm2 )和(5.82±1.76)g/(s.mm2)，较 Sham组分别下降了40.0%和40.7%,P均<0 .01)；衰竭心肌最大收缩和舒张速度分别为(5.17±1.82)g/(s.mm2)和(3.08 ±1.23)g/(s.mm2)，比Sham组降低了63.7%和68.6%，(P均<0.01)，较肥大组 也明显下降，分别降低39.4%和47.1%，(P均<0.01)；肥大和心衰组半舒张时 程分别为(133.75±9.16)ms和(122.5±10.35)ms，均较正常组的(103.75± 14.08)ms明显延长(P均<0.05)，而心衰与肥大组间无显著差异(P>0.05,图 2)
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Fig.2 Mechanical function of rat pap illary muscles from congestive heart failure(CHF)，left ventricle hypertrophy(LV H) and sham operated (Sham) groups.(n=8)
* P<0.05，* * P<0.01，vs Sham；# P<0.05，# # P<0.01，vs LVH
2.4 乳头肌峰张力对不同[Ca2+]o及Ca2+拮抗剂的反应
不同浓度[Ca2+]o及Ca2+拮抗剂nifedipine干预下的乳头肌等长收缩峰 张力显示，随着[Ca2+]o的升高，心肌收缩峰值逐渐增高，而nifedipine干预下 心肌收缩峰值递减(图3)。
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Fig.3 The twitch contractions of left ventricular papill ary muscles in response to different concentration of [Ca2+]o and nife dipine in congestive heart failure(CHF)， left ventricle hypertrophy (LVH) and sham op erated (Sham) groups
从量效曲线上看，以[Ca2+]o=0.5 mmol/L时的等长收缩峰张力为100%，心 衰组相对峰张力随[Ca2+]o升高的递增幅值较同龄肥大、同龄假手术组明显低抑 ，[Ca2+]o达到2 mmol/L以上时，心肌收缩强度低抑更为明显(图4)；nifedipine 对心肌的负性肌力作用具有明显剂量依赖效应，但其抑制作用的程度在心衰组与同龄肥大和 同龄假手术对照组之间没有显著差异(图5)。
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Fig.4 Dose-effect curves of[Ca2+ ]o to isometric tension of left ventricular papillary muscles from congesti ve heart failure(CHF)，left ventricle hypertrophy(LVH) and sham operated (Sham) groups(n=8)
* * P<0.01, vs sham；# # P<0.01，vs LVH
Fig.5 Dose-effect curves of nifedipine to is ometric tension of left ventricular papillary muscles from congestive heart fail ure(CHF)，1eft ventricle hypertrophy (LVH) and sham operated (Sham) groups(n =8)
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3 讨论
本文结果表明，升主动脉缩窄可造成大鼠持续性左心室压力超负荷，继而引起左室心肌 肥大，并发展为心力衰竭。这种病理模型，经临床症状、形态学和力学指标的综合鉴定，其 发病率稳定，而且与临床上充血性心衰的发病模式具有一定的相似性，是研究代偿性心肌 肥大及发展为失代偿心力衰竭过程中，心肌功能改变及其机理的理想动物模型[3] 。
实验观察到，心衰大鼠与同龄假手术对照大鼠相比，其心肌力学性能改变的主要特征为 ，收缩峰张力明显低抑，收缩和舒张最大速率下降，舒张时程延长。而衰竭心肌与同龄肥大 心肌比较，最主要的区别是肥大心肌尚能维持较高的收缩强度，其主动张力未出现显著下降 ；衰竭心肌主动张力明显低抑，并且对[Ca2+]o的反应性也明显下降，这一结果 与自发性心肌病仓鼠模型的心肌表现基本相似[4]。
在心肌兴奋-收缩活动中，Ca2+扮演了中心角色。心肌的收缩强度则取决于细胞 膜上Ca2+跨膜内流、SR的Ca2+释放及收缩系统对Ca2+的反应性。据此， 导致衰竭心肌收缩强度低抑和对外Ca2+刺激反应性下降的原因可能有以下三种机制： (1)细胞膜上的L型电压依赖性Ca2+通道功能或数目发生改变，使通过该通道进入胞内 的 Ca2+减少；(2)细胞膜上的 Ca2+通道正常，即进入胞内的 Ca2+不变 ，但肌浆网的 Ca2+释放减少；(3)[Ca2+]i未出现异常，而收缩蛋白对C a2+的敏感性下降。从本实验结果看，当[Ca2+]o增高到一定程度时，衰竭 心肌的收缩峰张力不再继续增强；并且，作为二氢吡啶(dihydropyridine，DHP)受体特异性 桔抗剂的nifedipine，对衰竭心肌的作用与其对同龄肥大和假手术对照组的作用相类似，初 步推测，衰竭心肌的电压依赖性Ca2+通道DHP受体的功能及数目可能没有发生异常改 变。这种推测与文献报道衰竭心肌 DHP受体在电生理或蛋白水平未出现明显改变的研究结果 相一致[5,6]。但是有关肥大或衰竭心脏的DHP受体密度或功能活性的研究在不同动 物实验结果中尚存在争议[7,8]。就本文结果看，衰竭心肌对Ca2+通道阻滞 剂的反应性未见明显异常，提示衰竭心脏的收缩强度低抑，可能与 Ca2+跨膜内流无 关，是否与肌浆网Ca2+释放或收缩蛋白Ca2+敏感性的改变有关，还需进一步研 究证实。
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基金项目:卫生部基金资助项目(94-1-117)
作者简介:黄焰(1968-),女，江苏南京市人,讲师,医学博士,从事心肌 收缩能力调节的细胞和分子机制研究。
参考文献
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收稿日期:1998-11-23;修回日期:2000-01-31, 百拇医药