心室扩张及其逆转时心肌胶原的变化
作者：张贵生 申叶珍 张 霞 仇宏伟 张文玲 李隆贵
单位：解放军第二六四医院(030001)张贵生 申叶珍 张 霞 仇宏伟 张文玲；第三军医大学新桥医院心内科 李隆贵
关键词：心肌病，充血性；心室；胶原
实用医学杂志990233摘 要 目的：观察犬心室扩张和逆转时心肌胶原含量，Ⅰ/Ⅲ型比值变化。方法：17只家犬，随机分为(1)持续起搏(PC n=6)组，以250次/分频率起搏4周；(2)恢复(RC，n=6)组，持续右室快速起搏4周停止起搏，恢复4周；(3)对照(SO，n=5)组。PC、RC组分别于起搏和恢复4周后，SO组于假手术1周后，以羟脯氨酸法测定心肌胶原含量、十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)法测定心肌胶原Ⅰ/Ⅲ型比值。结果：与SO组比，PC组心肌胶原含量增加，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值显著降低(P<0.05)，而RC组心肌间质胶原及Ⅰ/Ⅲ型胶原比值也有相应的恢复。结论：右室快速起搏时，心肌间质胶原含量增加，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值降低，停止起搏扩张心室逆转后，胶原含量和成分也随之恢复。
, 百拇医药
心肌细胞外基质，特别是其中的胶原纤维，对维护心脏结构和功能正常状态非常重要。心室肥大及心腔扩张，不仅有心肌细胞的肥大，且常伴有心肌间质细胞的增生及胶原的堆积。本文通过观察犬右室快速起搏诱发心室扩张及逆转时心肌胶原含量、表型的变化，探讨其对心功能的影响。
1 材料与方法
1.1 动物分组与心衰病理模型复制 杂种家犬17只，雌雄不拘，体重12.5±0.65 kg，随机分为三组。(1)右室快速持续起搏组(PC组，n=6)：起搏器安置，用3%戊巴比妥钠按(0.8～1 mg/kg)体重，静脉注射麻醉。将犬固定至手术台上，于颈外静脉处作一5 cm左右创面切口，在X线透视下经颈外静脉将导管电极送至右心室，根据X线、心腔心电图调整电极的位置，使电极头嵌入肌小梁，接通起搏器，于犬肩胛区作一囊袋，将消毒的起搏器置于囊袋，缝合皮肤，恢复5～7天，在体外启动起搏器，频率250次/分，持续4周。所用起搏器系我们与重庆华康心脏起搏技术工程研究所联合研制的YCP-D型(输出电压6V，频率250次/分，脉冲宽度0.46 ms)；(2)逆转组(RC组，n=6)：起搏器安置方法同PC组，于右室快速起搏4周后，体外关闭起搏器，恢复4周；(3)假手术组(SO组，n=5)：手术步骤同PC组，不安起搏器。
, 百拇医药
1.2 检测指标 (1)胶原含量测量：采用羟脯氨酸法[1]；(2)胶原Ⅰ/Ⅲ型比值测定：采用十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法[2]，通过光密度扫描(CS-930薄层扫描仪)计算Ⅰ/Ⅲ型胶原比值。
1.3 统计处理 用本校数理教研室SPMR程序包中单因素或双因素方差分析，结果以
±s表示。
2 结果
PC组起搏4周时与SO组相比，心肌胶原含量显著高于SO组，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值明显低于SO组，而RC组逆转恢复4周时，与PC组比有恢复趋势，心肌胶原含量一定程度低于PC组，Ⅰ/Ⅲ型比值高于PC组，见表1。
表1 犬心室快速起搏心室扩张及其逆转时心肌胶原(μg/mg 干重)变化
, http://www.100md.com
SO组(n=5)
PC组(n=6)
RC组(n=6)
胶原含量
7.21±2.19
11.39±3.07*
8.26±2.08△
Ⅰ/Ⅲ型胶原比值
1.14±0.35
0.67±0.21*
1.20±0.46△△
, 百拇医药
与SO组比较*P<0.01；与PC组比较△P<0.05，△△P<0.01
3 讨论
迄今为止，已知心肌胶原至少有5种，约占心肌重量的2%～5%，其中Ⅰ、Ⅲ型是构成心肌间质的主要成分[3]，Ⅰ型胶原约占85%，Ⅲ型约占11%，其余为Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ。Ⅰ型胶原是构成纤维的主要成分，有极强的抗张力强度，Ⅲ型胶原主要形成细网状纤维，是构成心脏回弹性的主要结构基础，胶原网络除为心肌细胞和毛细血管提供了一个良好的支持保护网架外，还具有防止肌束及肌细胞之间的滑移、错位及心室腔的扩张变形，维持舒张和收缩期心脏几何构型，防止心肌重构，调整力向心脏传递，保证心室舒张和收缩功能的协调。
右室快速起搏犬心室扩张，类似人类扩张型心肌病(DCM)。病理研究证实[4]：DCM心肌Ⅲ型胶原比例增加，并伴有Ⅰ型胶原纤维紊乱、断裂、脱失和心肌细胞相互之间的滑移(slippage)、再排列等改变。Weber等[5]观察持续快速心室起搏心衰犬心肌可见间质水肿，胶原纤维断裂、排裂紊乱等改变。本实验心室扩张犬心肌间质胶原变化与人类DCM相符。PC组动物心肌胶原含量显著增加，Ⅲ型胶原含量增高，Ⅰ/Ⅲ型比值降低，提示Ⅰ型胶原相对减少；而RC组心肌胶原含量有一定程度降低，Ⅰ/Ⅲ型比值增加。因此，可以初步推测：以扩张为主的心肌病变，心肌胶原含量是增加的，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值减少，当心室扩张逆转(或病因解除后)，心肌胶原含量及其构型，又趋于恢复正常范围，这与Weber等结果一致。认为Ⅰ/Ⅲ型胶原比值的下降，意味着Ⅲ型胶原增加，通过肌内膜及肌束网状成分增加，而防止心肌细胞及肌束相互间的进一步滑移，有利于心肌的延伸性和回弹性，以适应心室扩张，维护扩张心室的舒缩功能。Ⅰ型胶原相对减少，则可使心肌扩张力强度降低，利于心室前负荷的增加。因此，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值这种改变，在一定程度上是心肌的一种代偿适应性改变，通过starling机制而提高泵功能，但若这种改变进一步发展，Ⅰ型胶原进一步下降，则使心室腔进一步扩张，室壁变薄，室壁张力增加，心肌缺血缺氧，加速心功能不全，从而形成恶性循环。因此，维持正常心肌胶原含量及Ⅰ/Ⅲ型胶原比值，逆转胶原异常增生，对保证心脏舒张、收缩功能，防止心力衰竭的发生、发展具有一定的生理意义。
, 百拇医药
4 参考文献
1 Cannon RO，et al. Early degradation of collagen after myocardial infaction in the rat. Am J Cardiol,1983,52(4):390.
2 Hayashi T,Nagai Y. Separtion of the a chains of type Ⅰ and Ⅲ collagen by SDS-Polyacrylamide gelelectrop horesis. J Biochem,1979,86:453.
3 Mukherjee D,Sen S. Collage phenotypes during development and regression of myocardial hypertrophy in spontaneously hypertensive rats. Circ Res,1990,67(6):1474～1480.
4 Weber KT,Brilla CG. Pathological hypertrophy and cardiac interstitium. Fibrosis and renin-angiotensin-aldosterone system. Circulation,1991,83(6):1849～1865.
5 Weber KT,et al. Fibrillar collagen and remodeling of dilated canine left ventricle. Circulation,1990,82(4):1387～1401., http://www.100md.com
单位：解放军第二六四医院(030001)张贵生 申叶珍 张 霞 仇宏伟 张文玲；第三军医大学新桥医院心内科 李隆贵
关键词：心肌病，充血性；心室；胶原
实用医学杂志990233摘 要 目的：观察犬心室扩张和逆转时心肌胶原含量，Ⅰ/Ⅲ型比值变化。方法：17只家犬，随机分为(1)持续起搏(PC n=6)组，以250次/分频率起搏4周；(2)恢复(RC，n=6)组，持续右室快速起搏4周停止起搏，恢复4周；(3)对照(SO，n=5)组。PC、RC组分别于起搏和恢复4周后，SO组于假手术1周后，以羟脯氨酸法测定心肌胶原含量、十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)法测定心肌胶原Ⅰ/Ⅲ型比值。结果：与SO组比，PC组心肌胶原含量增加，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值显著降低(P<0.05)，而RC组心肌间质胶原及Ⅰ/Ⅲ型胶原比值也有相应的恢复。结论：右室快速起搏时，心肌间质胶原含量增加，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值降低，停止起搏扩张心室逆转后，胶原含量和成分也随之恢复。
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心肌细胞外基质，特别是其中的胶原纤维，对维护心脏结构和功能正常状态非常重要。心室肥大及心腔扩张，不仅有心肌细胞的肥大，且常伴有心肌间质细胞的增生及胶原的堆积。本文通过观察犬右室快速起搏诱发心室扩张及逆转时心肌胶原含量、表型的变化，探讨其对心功能的影响。
1 材料与方法
1.1 动物分组与心衰病理模型复制 杂种家犬17只，雌雄不拘，体重12.5±0.65 kg，随机分为三组。(1)右室快速持续起搏组(PC组，n=6)：起搏器安置，用3%戊巴比妥钠按(0.8～1 mg/kg)体重，静脉注射麻醉。将犬固定至手术台上，于颈外静脉处作一5 cm左右创面切口，在X线透视下经颈外静脉将导管电极送至右心室，根据X线、心腔心电图调整电极的位置，使电极头嵌入肌小梁，接通起搏器，于犬肩胛区作一囊袋，将消毒的起搏器置于囊袋，缝合皮肤，恢复5～7天，在体外启动起搏器，频率250次/分，持续4周。所用起搏器系我们与重庆华康心脏起搏技术工程研究所联合研制的YCP-D型(输出电压6V，频率250次/分，脉冲宽度0.46 ms)；(2)逆转组(RC组，n=6)：起搏器安置方法同PC组，于右室快速起搏4周后，体外关闭起搏器，恢复4周；(3)假手术组(SO组，n=5)：手术步骤同PC组，不安起搏器。
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1.2 检测指标 (1)胶原含量测量：采用羟脯氨酸法[1]；(2)胶原Ⅰ/Ⅲ型比值测定：采用十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法[2]，通过光密度扫描(CS-930薄层扫描仪)计算Ⅰ/Ⅲ型胶原比值。
1.3 统计处理 用本校数理教研室SPMR程序包中单因素或双因素方差分析，结果以
±s表示。2 结果
PC组起搏4周时与SO组相比，心肌胶原含量显著高于SO组，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值明显低于SO组，而RC组逆转恢复4周时，与PC组比有恢复趋势，心肌胶原含量一定程度低于PC组，Ⅰ/Ⅲ型比值高于PC组，见表1。
表1 犬心室快速起搏心室扩张及其逆转时心肌胶原(μg/mg 干重)变化
, http://www.100md.com
SO组(n=5)
PC组(n=6)
RC组(n=6)
胶原含量
7.21±2.19
11.39±3.07*
8.26±2.08△
Ⅰ/Ⅲ型胶原比值
1.14±0.35
0.67±0.21*
1.20±0.46△△
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与SO组比较*P<0.01；与PC组比较△P<0.05，△△P<0.01
3 讨论
迄今为止，已知心肌胶原至少有5种，约占心肌重量的2%～5%，其中Ⅰ、Ⅲ型是构成心肌间质的主要成分[3]，Ⅰ型胶原约占85%，Ⅲ型约占11%，其余为Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ。Ⅰ型胶原是构成纤维的主要成分，有极强的抗张力强度，Ⅲ型胶原主要形成细网状纤维，是构成心脏回弹性的主要结构基础，胶原网络除为心肌细胞和毛细血管提供了一个良好的支持保护网架外，还具有防止肌束及肌细胞之间的滑移、错位及心室腔的扩张变形，维持舒张和收缩期心脏几何构型，防止心肌重构，调整力向心脏传递，保证心室舒张和收缩功能的协调。
右室快速起搏犬心室扩张，类似人类扩张型心肌病(DCM)。病理研究证实[4]：DCM心肌Ⅲ型胶原比例增加，并伴有Ⅰ型胶原纤维紊乱、断裂、脱失和心肌细胞相互之间的滑移(slippage)、再排列等改变。Weber等[5]观察持续快速心室起搏心衰犬心肌可见间质水肿，胶原纤维断裂、排裂紊乱等改变。本实验心室扩张犬心肌间质胶原变化与人类DCM相符。PC组动物心肌胶原含量显著增加，Ⅲ型胶原含量增高，Ⅰ/Ⅲ型比值降低，提示Ⅰ型胶原相对减少；而RC组心肌胶原含量有一定程度降低，Ⅰ/Ⅲ型比值增加。因此，可以初步推测：以扩张为主的心肌病变，心肌胶原含量是增加的，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值减少，当心室扩张逆转(或病因解除后)，心肌胶原含量及其构型，又趋于恢复正常范围，这与Weber等结果一致。认为Ⅰ/Ⅲ型胶原比值的下降，意味着Ⅲ型胶原增加，通过肌内膜及肌束网状成分增加，而防止心肌细胞及肌束相互间的进一步滑移，有利于心肌的延伸性和回弹性，以适应心室扩张，维护扩张心室的舒缩功能。Ⅰ型胶原相对减少，则可使心肌扩张力强度降低，利于心室前负荷的增加。因此，Ⅰ/Ⅲ型胶原比值这种改变，在一定程度上是心肌的一种代偿适应性改变，通过starling机制而提高泵功能，但若这种改变进一步发展，Ⅰ型胶原进一步下降，则使心室腔进一步扩张，室壁变薄，室壁张力增加，心肌缺血缺氧，加速心功能不全，从而形成恶性循环。因此，维持正常心肌胶原含量及Ⅰ/Ⅲ型胶原比值，逆转胶原异常增生，对保证心脏舒张、收缩功能，防止心力衰竭的发生、发展具有一定的生理意义。
, 百拇医药
4 参考文献
1 Cannon RO，et al. Early degradation of collagen after myocardial infaction in the rat. Am J Cardiol,1983,52(4):390.
2 Hayashi T,Nagai Y. Separtion of the a chains of type Ⅰ and Ⅲ collagen by SDS-Polyacrylamide gelelectrop horesis. J Biochem,1979,86:453.
3 Mukherjee D,Sen S. Collage phenotypes during development and regression of myocardial hypertrophy in spontaneously hypertensive rats. Circ Res,1990,67(6):1474～1480.
4 Weber KT,Brilla CG. Pathological hypertrophy and cardiac interstitium. Fibrosis and renin-angiotensin-aldosterone system. Circulation,1991,83(6):1849～1865.
5 Weber KT,et al. Fibrillar collagen and remodeling of dilated canine left ventricle. Circulation,1990,82(4):1387～1401., http://www.100md.com