新生豚鼠离体心脏顺灌左心做功模型的建立
作者：钟前进 刘欲团 曹新来 肖家思 闫淑芝
单位：钟前进 刘欲团 第三军医大学新桥医院心外科(重庆 400037)；肖家思 闫淑芝 生理教研室；曹新来 解放军第304医院麻醉科
关键词：
新生豚鼠离体心脏顺灌左心做功模型的建立 摸索新生豚鼠离体心脏顺灌左心做功模型的各种条件并建立该模型，为其应用提供依据。
材料与方法
一、模型的建立：
新生豚鼠(0～2d)，体重50～80g，♀♂不拘。灌注装置(图1)根据Neely等[1]的设计改装而成。
灌注技术：动物处死前15min腹腔注射500 IU肝素，钝器击动物头部致晕，开胸取心，置之于4℃预冷液中停跳，挤出积血。套主动脉插管，行Langendorff[2]逆灌，灌注液为K-H液[3]，心脏复跳。从击晕动物到逆灌在1.5min内完成。在主肺动脉开口处剪一小口，以利冠状液流出。左房插管，逆灌使心脏平稳跳动15min以上停逆灌，经左房顺灌，连接生理记录仪，使心脏平稳跳动3h。
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Fig 1 Isolated antegrade perfused left-side working heart preparation.
A:pool for oxygenation;B:bubbler;C:pressure-controlling tube;D:pool for retrograde-perfusion solution;E:left atrial catheter;F:aortic catheter;G:temperature controller;37℃ water;---perfusion solution;95% O2，5% CO2 图1 离体工作心脏灌流装置
在试建模型、摸索适宜的前后负荷时发现，前负荷在1.27～1.47kPa，左房灌流量在12～15mL/min时，心脏收缩幅度大，左室内压为7.1～10.5kPa，处于生理范围(6.3～3.95kPa)[4]，心率230 beats/min，律齐，经主动脉搏出的液面最高，可达3.63～3.95kPa。心脏可平稳跳动达6h以上。大于或小于比左房灌流量，心脏或收缩无力，或左室膨胀，或心率缓慢，左室内压不到6.3 kPa，经主动脉搏出的高度均不到3.63kPa。遂初步调定前、后负荷分别为1.27～1.47 kPa和3.95 kPa。
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二、指标：
(一)心功能：顺灌时每隔15min测定冠脉流量(CF)，主动脉搏出量(AO)，心输出量(CO＝CF+AO)。用SJ-42型四道生理记录仪测定左室收缩峰压(LVPSP)，舒张末压(LVEDP)，左室发展压(LVDP＝LVPSP-LVEDP)，左室内压正、负相最大变化速率(±dp/dtmax)和心率(HR)。
(二)三磷酸腺苷(ATP)：用高效液相色谱仪测定顺灌开始、1h和3h时左室组织ATP含量。
(三)心肌超微结构：在顺灌开始和3h时取左室壁，电镜观察并摄像，定性分析。
(四)数据处理：结果用均值±标准差(
±s)表示，方差分析判定均数差异显著性。
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结 果
(一)心功能和ATP(表1)：各时相点各心功能指标和心肌ATP含量较顺灌开始时均无显著差异(P>0.05)，心脏可平稳跳动达6h以上。
(二)心脏超微结构(图2)：在顺灌开始时为正常结构。顺灌3h时仅见个别线粒体肿胀。
讨 论
离体灌注左心工作心脏模型可广泛用于心脏动力学、生物化学、药理学和心肌缺血再灌注等许多领域的研究。新生小哺乳动物(豚鼠和大鼠)的离体心脏顺行灌注左心做功模型少有报道。成功建立该模型的因素主要有：
(1)前、后负荷的调整：此乃关键。新生豚鼠心脏腔小、心脏收缩力弱，其离体工作心脏的前、后负荷较低。本实验显示前、后负荷分别为1.27～1.47kPa和3.95kPa适宜。
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(2)灌流液和灌注温度：K-H液的酸碱度，氧合程度和渗透压与模型成功与否关系密切。灌流液应新鲜配制。注意保持恒温系统正常运转，并连续监控，使灌注温度维持在37℃。
(3)主动脉插管：插管口径过小往往即造成后负荷(阻力)的增加，又使冠脉系统灌注不良，导致心缩无力。口径过大，则不易插管。本实验将12号注射针头去掉尖端作为插管，效果满意。插管宜在主动脉瓣上0.5cm，忌过深。
(4)左房插管：此乃难点。新生豚鼠左房极小、壁极薄、极脆，易致左室撕裂，左房漏，左房插管贴壁、阻塞和插管插过二尖瓣等。
总之，建立该模型是多个环节的协同，应对整个灌注系统有全局性把握，勿顾此失彼。
表1 新生豚鼠心功能及心脏ATP含量的变化
Tab 1 Changes in cardiac functions and content of myocardial ATP(±s,n＝20)
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0
30
60
90
120
150
180(min)
LVPSE(kPa)
7.94±1.72
8.01±1.49
7.91±1.58
7.84±1.30
7.82±1.23
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7.72±1.17
7.54±2.62
LVEDP(kPa)
0.69±0.08
0.67±0.16
0.71±0.38
0.74±0.28
0.75±0.16
0.74±0.09
0.76±0.22
LVDP(kPa)
7.25±1.49
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7.27±1.31
7.24±1.23
7.23±0.57
7.21±1.01
7.10±1.55
7.02±1.36
+dp/dt max(kPa/s)
81.45±14.27
82.50±16.69
80.76±16.84
80.73±17.03
, 百拇医药
78.84±16.78
76.01±19.02
75.04±19.08
-dp/dt max(kPa/s)
52.93±12.17
51.05±9.29
51.27±9.01
50.73±10.65
51.33±15.83
49.08±8.72
49.02±10.24
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HR(best/min)
235±20.82
235±26.29
229±29.61
234±18.61
215±22.12
220±26.13
220±22.21
CF(mL/min)
6.30±0.51
6.50±0.62
6.50±0.57
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6.10±0.73
6.40±0.66
5.90±0.54
5.80±0.57
CO(mL/min)
10.10±1.04
13.90±1.74
10.50±0.95
9.70±1.36
9.30±0.92
9.40±1.23
9.20±1.26
, 百拇医药
ATP(nmol/mg protein)
39.94±6.32
37.83±10.81
33.95±11.31
Fig 2 Transmission electron microscopy at the end of three hours:the structure of myocardial myofibril was normal.Individual mitochondrion(M) swelled slightly.Lithium acetate and lemon lead electron staining.magnification,×10 000 图2 顺灌3小时末
, 百拇医药
参考文献
1 Neely JR,Lienermeister H,Battersby EJ,et al.Effect of pressure development on oxygen consumption by isolated rat heart.Am J Physiol,1967,212:804.
2 Langengdorff O.Untersuchungen am uberlebenden sangethiergerzen.Pflugers Arch Ges Physiol Mensch Tiere,1995,61:291.
3 Chandra M,Schwalb H.New experimental technique to study blood cardioplegia in the isolated,perfused rat heart.Ann Thorac Surg,1993,55:946.
4 施新猷，主编.医学动物实验方法.第1版.北京：人民卫生出版社，1983.140.
收稿日期：1996年12月16日
修稿日期：1997年6月9日, 百拇医药
单位：钟前进 刘欲团 第三军医大学新桥医院心外科(重庆 400037)；肖家思 闫淑芝 生理教研室；曹新来 解放军第304医院麻醉科
关键词：
新生豚鼠离体心脏顺灌左心做功模型的建立 摸索新生豚鼠离体心脏顺灌左心做功模型的各种条件并建立该模型，为其应用提供依据。
材料与方法
一、模型的建立：
新生豚鼠(0～2d)，体重50～80g，♀♂不拘。灌注装置(图1)根据Neely等[1]的设计改装而成。
灌注技术：动物处死前15min腹腔注射500 IU肝素，钝器击动物头部致晕，开胸取心，置之于4℃预冷液中停跳，挤出积血。套主动脉插管，行Langendorff[2]逆灌，灌注液为K-H液[3]，心脏复跳。从击晕动物到逆灌在1.5min内完成。在主肺动脉开口处剪一小口，以利冠状液流出。左房插管，逆灌使心脏平稳跳动15min以上停逆灌，经左房顺灌，连接生理记录仪，使心脏平稳跳动3h。
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Fig 1 Isolated antegrade perfused left-side working heart preparation.
A:pool for oxygenation;B:bubbler;C:pressure-controlling tube;D:pool for retrograde-perfusion solution;E:left atrial catheter;F:aortic catheter;G:temperature controller;37℃ water;---perfusion solution;95% O2，5% CO2 图1 离体工作心脏灌流装置
在试建模型、摸索适宜的前后负荷时发现，前负荷在1.27～1.47kPa，左房灌流量在12～15mL/min时，心脏收缩幅度大，左室内压为7.1～10.5kPa，处于生理范围(6.3～3.95kPa)[4]，心率230 beats/min，律齐，经主动脉搏出的液面最高，可达3.63～3.95kPa。心脏可平稳跳动达6h以上。大于或小于比左房灌流量，心脏或收缩无力，或左室膨胀，或心率缓慢，左室内压不到6.3 kPa，经主动脉搏出的高度均不到3.63kPa。遂初步调定前、后负荷分别为1.27～1.47 kPa和3.95 kPa。
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二、指标：
(一)心功能：顺灌时每隔15min测定冠脉流量(CF)，主动脉搏出量(AO)，心输出量(CO＝CF+AO)。用SJ-42型四道生理记录仪测定左室收缩峰压(LVPSP)，舒张末压(LVEDP)，左室发展压(LVDP＝LVPSP-LVEDP)，左室内压正、负相最大变化速率(±dp/dtmax)和心率(HR)。
(二)三磷酸腺苷(ATP)：用高效液相色谱仪测定顺灌开始、1h和3h时左室组织ATP含量。
(三)心肌超微结构：在顺灌开始和3h时取左室壁，电镜观察并摄像，定性分析。
(四)数据处理：结果用均值±标准差(
±s)表示，方差分析判定均数差异显著性。, http://www.100md.com
结 果
(一)心功能和ATP(表1)：各时相点各心功能指标和心肌ATP含量较顺灌开始时均无显著差异(P>0.05)，心脏可平稳跳动达6h以上。
(二)心脏超微结构(图2)：在顺灌开始时为正常结构。顺灌3h时仅见个别线粒体肿胀。
讨 论
离体灌注左心工作心脏模型可广泛用于心脏动力学、生物化学、药理学和心肌缺血再灌注等许多领域的研究。新生小哺乳动物(豚鼠和大鼠)的离体心脏顺行灌注左心做功模型少有报道。成功建立该模型的因素主要有：
(1)前、后负荷的调整：此乃关键。新生豚鼠心脏腔小、心脏收缩力弱，其离体工作心脏的前、后负荷较低。本实验显示前、后负荷分别为1.27～1.47kPa和3.95kPa适宜。
, 百拇医药
(2)灌流液和灌注温度：K-H液的酸碱度，氧合程度和渗透压与模型成功与否关系密切。灌流液应新鲜配制。注意保持恒温系统正常运转，并连续监控，使灌注温度维持在37℃。
(3)主动脉插管：插管口径过小往往即造成后负荷(阻力)的增加，又使冠脉系统灌注不良，导致心缩无力。口径过大，则不易插管。本实验将12号注射针头去掉尖端作为插管，效果满意。插管宜在主动脉瓣上0.5cm，忌过深。
(4)左房插管：此乃难点。新生豚鼠左房极小、壁极薄、极脆，易致左室撕裂，左房漏，左房插管贴壁、阻塞和插管插过二尖瓣等。
总之，建立该模型是多个环节的协同，应对整个灌注系统有全局性把握，勿顾此失彼。
表1 新生豚鼠心功能及心脏ATP含量的变化
Tab 1 Changes in cardiac functions and content of myocardial ATP(
±s,n＝20), http://www.100md.com
0
30
60
90
120
150
180(min)
LVPSE(kPa)
7.94±1.72
8.01±1.49
7.91±1.58
7.84±1.30
7.82±1.23
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7.72±1.17
7.54±2.62
LVEDP(kPa)
0.69±0.08
0.67±0.16
0.71±0.38
0.74±0.28
0.75±0.16
0.74±0.09
0.76±0.22
LVDP(kPa)
7.25±1.49
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7.27±1.31
7.24±1.23
7.23±0.57
7.21±1.01
7.10±1.55
7.02±1.36
+dp/dt max(kPa/s)
81.45±14.27
82.50±16.69
80.76±16.84
80.73±17.03
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78.84±16.78
76.01±19.02
75.04±19.08
-dp/dt max(kPa/s)
52.93±12.17
51.05±9.29
51.27±9.01
50.73±10.65
51.33±15.83
49.08±8.72
49.02±10.24
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HR(best/min)
235±20.82
235±26.29
229±29.61
234±18.61
215±22.12
220±26.13
220±22.21
CF(mL/min)
6.30±0.51
6.50±0.62
6.50±0.57
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6.10±0.73
6.40±0.66
5.90±0.54
5.80±0.57
CO(mL/min)
10.10±1.04
13.90±1.74
10.50±0.95
9.70±1.36
9.30±0.92
9.40±1.23
9.20±1.26
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ATP(nmol/mg protein)
39.94±6.32
37.83±10.81
33.95±11.31
Fig 2 Transmission electron microscopy at the end of three hours:the structure of myocardial myofibril was normal.Individual mitochondrion(M) swelled slightly.Lithium acetate and lemon lead electron staining.magnification,×10 000 图2 顺灌3小时末
, 百拇医药
参考文献
1 Neely JR,Lienermeister H,Battersby EJ,et al.Effect of pressure development on oxygen consumption by isolated rat heart.Am J Physiol,1967,212:804.
2 Langengdorff O.Untersuchungen am uberlebenden sangethiergerzen.Pflugers Arch Ges Physiol Mensch Tiere,1995,61:291.
3 Chandra M,Schwalb H.New experimental technique to study blood cardioplegia in the isolated,perfused rat heart.Ann Thorac Surg,1993,55:946.
4 施新猷，主编.医学动物实验方法.第1版.北京：人民卫生出版社，1983.140.
收稿日期：1996年12月16日
修稿日期：1997年6月9日, 百拇医药