β受体阻滞剂卡维地洛、美托洛尔对心力衰竭大鼠体液因子及ANP、TNF-α、IL-6、NE的影响分析

[摘要] 目的研讨β受体阻滞剂卡维他洛、美托洛尔对心力衰竭大鼠体液因子及心钠素(atrial natriuretic peptide，ANP)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、去甲肾上腺素(norepinephrine，NE)的影响。方法建立大鼠心力衰竭模型,采用随机数字法分为假手术组 (A组)、安慰剂组 (B组)、卡维地洛组(C组)、美托洛尔组 (D组)各20只,观察时间为6周, 对比分析各组心脏超声检查和血流动力学指标测定结果。结果左心室短轴缩短率(fractional shortening,FS) 、左心室最大下降速率(-dp/dt)及上升速率(+dp/dt)、左心室收缩末压(left vemricular end systolic pressure，LVESP)、平均血压(mean blood pressure，MBP)低于A组，左心室舒张末压(left ventricular end diastolic pressure,LVEDP)高于A组，C、D组心率(heart rate，HR)低于A组，C、D组FS、-dp/dt、+dp/dt、HR高于B组，LVEDP低于B组，D组LVESP高于B组，D组-dp/dt、+dp/dt、LVESP高于C组(P<0.05)。B、C、D组ANP、TNF-α、IL-6、NE、血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,AngⅡ)明显高于A组, C、D组ANP、TNF-α、IL-6、NE、AngⅡ明显低于B组，D组ANP、TNF-α、IL-6、NE、AngⅡ明显低于C组 (P<0.05)。B、C、D组左心室质量指数( left ventricular weight index LVWI)、室间隔厚度(interventricular septal thickness，IVST)、左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall depth,LVPWD)、左心室收缩末期直径(leftventricular end-systolic diameter，LVESD)、左心室舒张末期直径(left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)高于 A组, C、D组LVWI、IVST、LVPWD、LVESD、LVEDD低于B组，D组LVWI、LVESD、LVEDD低于C组(P<0.05)。结论β受体阻滞剂能全面降低心力衰竭患者细胞因子、神经内分泌指标,可能与其改善心功能作用相关,并对左心室重塑产生抑制。而卡维地洛与美托洛尔比较,在降低细胞因子、神经内分泌、心肌重塑等方面作用更为显著。

[关键词]心力衰竭；肾上腺素能β受体拮抗剂；大鼠 doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2018.09.021

心力衰竭是由心肌功能出现重构障碍而造成的,其症状为心肌细胞舒张和收缩异常,细胞中Ca2+转运异常属于引发心肌功能障碍的一个主要因素[1]。该疾病存在持续恶化、自行进展性特征,疾病发生和发展机制均为心室重构。心力衰竭不是一个独立存在的疾病，而是多种病因引起的心脏病严重状态，是心功能不全的失代偿阶段，存活率与恶性肿瘤相似，严重危害人类健康。各心脏疾病的终末阶段均为心力衰竭,怎样有效诊治心力衰竭一直是心血管疾病范围中的热点和难点[2]。近几年来,临床实验证实β受体阻滞剂在心力衰竭疾病上作用明显[3]。β受体阻滞剂中较为常用的药物为卡维地洛、美托洛尔,而这2种药物在治疗心力衰竭疾病时各自所具备的优劣势,目前暂无统一定论[4]。本研究旨在分析β受体阻滞剂卡维地洛、美托洛尔对心力衰竭大鼠体液因子及血流动力学的影响，报告如下。

1 材料与方法

1.1仪器、试剂与药品使用药品为卡维地洛(国药准字H0052428,宁波市天衡制药有限公司)、美托洛尔(国药准字H20057290,珠海经济特区生物化学制药厂)。血清心钠素(atrial natriuretic peptide，ANP)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、去甲肾上腺素(norepinephrine，NE)、血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,AngⅡ)试剂盒由北京东亚免疫技术研究所及北京北方生物技术研究所提供。彩色超声仪器型号为HDI 5000,购自ATL公司；多导生理信号采集处理系统型号为6240B/C；电子天平(沈阳产)及高效液相色谱仪(日本产)。

1.2方法 Wistar大鼠80只(购于河北省实验动物中心),体重182～219 g,采用随机数字法分为假手术组 (A组)、安慰剂组 (B组)、卡维地洛组(C组)、美托洛尔组(D组)各20只。A组只开腹不结扎。其他3组大鼠均制造心力衰竭模型, 使用10%乌拉坦给予腹腔麻醉, 切口部位为上腹正中,将主动脉暴露在外,肾动脉之上0.5 cm位置,将腹主动脉与7号针头进行结扎处理后,将针头拔除,缩窄管腔55%左右，观察时间为3.5个月。成功造模后, B组灌胃给予生理盐水10 mg/kg，C组灌胃给予卡维地洛10 mg/kg，D组灌胃给予美托洛尔10 mg/kg。给药频率均为1次/d,观察时间均为6周。

1.3观察指标所有大鼠均接受心脏超声检查和血流动力学指标测定。

1.3.1心脏超声测量其左乳头肌水平和左心室长轴M形曲线,测定左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall depth,LVPWD)、室间隔厚度(interventricular septal thickness，IVST)、左心室舒张末期直径(left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)、左心室收缩末期直径(left ventricular end-systolic diameterLVESD)等指标,根据测定结果计算左心室短轴缩短率(fractional shortening,FS)。

1.3.2血流动力学指标的测定分离右颈总动脉,在远心端部位结扎处理,然后夹闭近心端,打开动脉夹,将传感导管置入到左心室位置。左心室压力测定频率为400 Hz,采集时间为5 min,将所测定的数据输入到计算机进行处理,分析左心室最大下降速率(-dp/dt)及上升速率(+dp/dt)、左心室舒张末压(left ventricular end diastolic pressure,LVEDP)、左心室收缩末压(left vemricular end systolic pressure，LVESP)、平均血压(mean blood pressure，MBP)、心率(heart rate，HR)。

1.3.3ANR、TNF-α、IL-6、NE、AngⅡ测定抽取其静脉血液5 mL,离心分离血清,将其放置在-70 ℃环境中保存,待测。采用放射免疫法测定ANR、TNF-α、IL-6、AngⅡ[5],严格按照说明书进行。采用高效液相-电化学法检测NE。

1.3.4左心室质量指数(left ventricular weight index，LVWI)测定称重后,将大鼠断头处死,并快速将处死大鼠心脏取出,取出右心室及右心房,分离左心室, 用滤纸吸干血液后,称其重量,计算LVWI。

1.4统计学方法应用SPSS 13.0统计软件分析数据，计量资料比较分别采用F检验和SNK-q检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1各组心功能、血流动力学比较 B、C、D组FS、-dp/dt、+dp/dt、LVESP、MBP低于A组，LVEDP高于A组，C、D组HR低于A组，C、D组FS、-dp/dt、+dp/dt、HR高于B组，LVEDP低于B组，D组LVESP高于B组，D组-dp/dt、+dp/dt、LVESP高于C组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 4组心功能和血流动力学指标比较

2.24组细胞因子、神经内分泌指标比较 B、C、D组ANP、TNF-α、IL-6、NE、AngⅡ明显高于A组, C、D组ANP、TNF-α、IL-6、NE、AngⅡ明显低于B组，D组ANP、TNF-α、IL-6、NE、AngⅡ明显低于C组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 4组大鼠细胞因子和神经内分泌指标比较

2.34组左心室重塑指标比较 B、C、D组LVWI、IVST、LVPWD、LVESD、LVEDD高于 A组, C、D组LVWI、IVST、LVPWD、LVESD、LVEDD低于B组，D组LVWI、LVESD、LVEDD低于C组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表3。

表3 4组大鼠左心室重塑指标比较

3 讨论

近几年来临床实践发现,神经内分泌紊乱是引发慢性心力衰竭发病的主要因素之一[6]。神经内分泌激活与细胞因子异常表达之间存在互相调节作用,此两者共同促进心力衰竭疾病发展[7]。神经内分泌系统异常及细胞因子大量产生不仅仅导致心脏功能的改变，也会影响心脏结构的变化，促使心室重构的发生。心室重构加速心力衰竭进程，其机制与心脏容量负荷及压力负荷改变有关。严重时可诱发室性心动过速及心室颤动的发生[8]。本研究结果表明,B、C、D组大鼠ANP、TNF-α、IL-6、NE、AngⅡ指标明显高于A组。以上细胞因子、神经内分泌增加,不仅对心肌细胞有损害作用,其心脏负荷量加重,血流动力学恶化,而且与心肌重塑之间存在密切性关系[9]。心力衰竭疾病进展的一个重要因素为心肌重塑,发病机制与压力高负荷、心脏容量存在关系[10]。细胞因子、神经内分泌在心力衰竭发病和进展中有重要作用。NE促进产生自由基,进而使细胞出现凋亡、坏死。AngⅡ以细胞外信号作用途径调节蛋白激酶,进而致使心肌细胞凋亡或肥大,心肌细胞间质呈现纤维化改变[11]。IL-6、TNF-α因可以激活部分原癌基因,进而促进细胞凋亡[12]。心脏出现心功能不全后,大量生成ANP,交感神经系统及拮抗肾素系统兴奋作为发生心功能不全时的代偿,仍存在部分增加不利因子无法抵消的现象,随着心肌内ANP的耗竭,受体敏感性也会随之会降低,故发生心力衰竭疾病时,即使ANP水平增高,其代偿效应仍不显著[13]。机体神经内分泌系统特别是心脏肌肉局部的神经内分泌网络的失衡同时参与了心力衰竭的发生及发展过程。这些影响心力衰竭的因素单独或联合对心脏的结构和功能产生不良的影响。本研究B、C、D组大鼠FS、-dp/dt、+dp/dt、LVSP、FS明显低于A组,LVEDP水平明显高于A组,表明心肌功能(收缩功能和舒张功能)均受到损伤；LVEDD、LVESD水平高于A组,提示心室扩张;LVWI、IVST、LVPWD水平也明显高于A组,表明出现心肌重塑状况。

本研究心力衰竭大鼠接受美托洛尔、卡维地洛药物治疗后,其IL-6、TNF-α、NE、ANR水平明显降低,从AngⅡ水平上来看,卡维地洛药物组作用更明显,β受体阻滞剂能够抑制细胞因子、神经内分泌的作用得到进一步证实,药物机制为发生心功能不全时,β肾上腺素系统的早期激活,可促进分泌细胞因子及神经内分泌。黄杏婷等[14]研究指出,卡维地洛对β肾上腺素系统有阻断作用,抑制细胞因子、神经内分泌对心肌重塑、血流动力学所存在的不利影响,进而一定程度上保护心脏。本研究结果与其相符,认为所使用的β受体阻滞剂对心肌重塑和心肌功能均有改善作用。特别是卡维地洛药物,在降低LVWI、LVEDD、IL-6、AngⅡ等水平的作用更为明显,纠正细胞因子、神经内分泌紊乱的作用更有效。卡维地洛药物使用剂量在标准范围中,具备非选择性β受体阻滞剂功效,不存在内在拟交感活性[15]，外周血管阻力降低,并发挥扩血管功效,肾脏肾素分泌得到抑制。此外,卡维地洛药物可快速降压且降压作用持久，并对血脂、血浆电解质外周血流量、肾血流灌注、肾功能、心功能、左心室射血分数等无影响,HR不受影响,出现水钠潴留的可能性较小。美托洛尔片为2A类β受体阻断剂,可选择性阻断β1受体,不存在部分激动活性和膜稳定功效,可减慢HR、降低自律性、抑制心收缩力、延缓房室传导时间,其作用与阿替洛尔、普萘洛尔药物基本一致,而对支气管平滑肌收缩和血管的功效较普萘洛尔药物弱,故对呼吸道影响不大。另外,此药物还具有降血浆肾素活性的功效。

综上所述,β受体阻滞剂能全面降低心力衰竭患者细胞因子、神经内分泌指标,可能与其改善心功能作用相关,并对左心室重塑产生抑制。卡维地洛与美托洛尔比较,在降低细胞因子、神经内分泌、心肌重塑等方面作用更为显著。

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[作者简介]张楠(1980-)，男，河北沧州人，河北省沧州市中心医院副主任医师，医学硕士，从事心胸外科疾病诊治研究。

β受体阻滞剂卡维地洛、美托洛尔对心力衰竭大鼠体液因子及ANP、TNF-α、IL-6、NE的影响分析

1 材 料 与 方 法

2 结 果

3 讨 论

1 材料与方法

2 结果

3 讨论