益气活血复方联合运动训练对慢性心衰大鼠的心功能及左室重构影响的实验研究

论文摘要

目的:本实验通过建立心肌梗死后慢性心衰大鼠模型,以益气活血复方、运动训练作为干预因素,旨在探讨基质金属蛋白酶（MMP-1）及其组织抑制剂（TIMP-1）、MMP-1/ TIMP-1、Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原与慢性心衰左室重构的关系,以及益气活血复方联合运动训练保护慢性心衰大鼠的心功能及减轻左室重构的机制,为慢性心衰的机制研究及慢性心衰的康复治疗提供科学依据和有效方法。材料与方法:1.慢性心衰大鼠造模:取普通级12周龄健康SD雄性大鼠60只,体重200-230克,以冠脉结扎法配合力竭式游泳、减食等方法造成大鼠慢性心衰动物模型,后经多普勒超声心动图检测左心室射血分数（EF）≤60%,且观察大鼠状态及心肌组织形态判定慢性心衰大鼠动物造模是否成功。2.实验动物分组:大鼠在造模及造模过程中共死亡8只,造模成功的44只大鼠随机分为5组,分别是心衰模型组8只、益气活血中药组8只、运动训练组10只、益气活血中药联合运动训练组（中运组）10只、西药组8只。假手术组8只为对照组。3.选用药物:益气活血复方由黄芪、人参、红花、丹参、益母草、三七粉、葶苈子等中药组成,颗粒制剂由本溪第三制药厂提供。西药组赖诺普利片:由上海信谊万象药业股份生产,每片10mg。4.实验动物给药及运动训练:除模型组、（假手术）对照组,其他各组于造模成功后即给予药物治疗和（或）运动训练。对照组和模型组大鼠予常规等容积生理盐水灌胃,各给药组大鼠按人鼠剂量公式换算给药剂量,西药组灌服赖诺普利,中药组灌服益气活血复方,灌胃6周。运动训练于造模成功后一周进行。采用Bedford据鼠体重/摄氧量回归方程建立的模型。采用间歇式训练,每运动15 min,休息5 min。大鼠先在跑台上进行5 min适应性训练,随后将跑台调整为5°,10 m/min（相当于最大氧摄取45%VO2max）,第1次运动15 min,第2次30 min,第3次45 min,且在整个实验过程中保持这个运动量,每周5天,连续训练5周。5.超声心动图测定心功能:给药和（或）运动训练前及结束后,分别对各组大鼠做超声心动图,以M型超声心动图连续测量3个不同心动周期收缩末期及舒张末期左心室内径（LVIDs和LVIDd, mm）,取其平均值,并计算左心室射血分数（EF）、左室收缩末期及舒张末期容积（LVESV、LVEDV）、每博输出量（SV）及短轴缩短率（FS）。6.常规HE染色,镜下观察各组大鼠心肌细胞的形态学变化。7.采用实时荧光定量PCR技术分别测定各组大鼠心肌组织中MMP-1、TIMP-1、MMP-1/ TIMP-1、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原基因表达水平。8.采用Western-blot法分别测定各组大鼠心肌组织中MMP-1、TIMP-1、MMP-1/ TIMP-1Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原的蛋白水平。9.免疫组化方法检测各组大鼠心肌组织中MMP-1、TIMP-1、MMP-1/ TIMP-1、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原的形态学变化。结果:1.模型组EF、FS、SV显著降低,LVEDV、LVESV显著升高,与假手术对照组比较有显著差异（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后,各治疗组EF、FS、SV均升高,LVEDV、LVESV均降低,与模型组相比,均有显著性差异（P<0.01）。（1）对于EF,中药联合运动组升高最明显,是模型组的1.77倍（P<0.01）,中药组是模型组的1.49倍（P<0.01）,西药组是模型组的1.52倍（P<0.01）,运动组是模型组的1.16倍（P<0.01）;中药联合运动组与中药组、西药组和运动组比较有统计学意义（P<0.01）,中药组与运动组,西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）。中药组与西药组比无统计学意义（P>0.05）。（2）对于FS,中药联合运动组升高最明显,是模型组的1.58倍（P<0.01）,中药组是模型组的1.48倍（P<0.01）,西药组是模型组的1.48倍（P<0.01）,运动组是模型组的1.37倍（P<0.01）;中药联合运动组与中药组、西药组和运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组、西药组、运动组各组间比无统计学意义（P>0.05）。（3）对于SV,中药联合运动组升高最明显,是模型组的1.81倍与（P<0.01）,中药组是模型组1.71倍（P<0.01）,西药组是模型组1.76倍（P<0.01）,运动组是模型组的1.62倍（P<0.01）,仅中药联合运动组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）。（4）对于LVESV,中药联合运动组下降最明显,是模型组的0.48倍（P<0.01）,中药组、西药组均是模型组的0.59倍（P<0.01）,运动组是模型组的0.67倍（P<0.01）仅中药联合运动组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）。（5）对于LVEDV,中药联合运动组下降最明显,是模型组的0.72倍（P<0.01）,中药组是模型组的0.86倍（P<0.01）,西药组是模型组的0.83倍（P<0.01）,运动组是模型组的0.91（P<0.01）;仅中药联合运动组与中药组、西药组和运动组比较有统计学意义（P<0.01）。2.模型组MMP-1 mRNA表达明显升高,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组MMP-1 mRNA明显下降,与模型组相比,均有显著性差异（P<0.01）。中药联合运动组下降最明显,是模型组的0.42倍（P<0.01）,中药组是模型组的0.53倍（P<0.01）,西药组是模型组的0.58倍（P<0.01）,运动组是模型组的0.88倍（P>0.05）;中运联合运动组与中药组、西药组、运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组与运动组,西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组与西药组相比有统计学意义（P<0.05）。3.模型组MMP-1蛋白表达明显升高,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组MMP-1 mRNA明显下降,与模型组相比,均有显著性差异（P<0.01）。中药联合运动组下降最明显,是模型组的0.31倍（P<0.01）,中药组是模型组的0.50倍（P<0.01）,西药组是模型组的0.46倍（P<0.01）,运动组是模型组的0.82倍（P<0.01）;中药联合运动组与中药组、西药组和运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组与运动组,西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组与西药组相比有统计学意义（P<0.05）。4.模型组TIMP-1 mRNA表达明显降低,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组TIMP-1 mRNA明显升高,其中中药联合运动组升高最明显,是模型组的2.69倍（P<0.01）,中药组是模型组的2.50倍（P<0.01）,西药组是模型组的2.05倍（P<0.01）,运动组是模型组的1.68倍（P>0.05）;中药联合运动组与西药组、运动组比较有统计学意义（P<0.01）,中药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组与西药组比较有统计学意义（P<0.05）。5.模型组TIMP-1蛋白表达明显降低,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组TIMP-1的蛋白表达明显升高,其中中药联合运动组升高最明显,是模型组的2.12倍（P<0.01）,中药组是模型组的2.09倍（P<0.01）,西药组是模型组的1.93倍（P<0.01）,运动组是模型组的1.46倍（P<0.01）;中药联合运动组与西药组、运动组比较有意义（P<0.01）;中药组与运动组,西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组与西药组比较有意义（P<0.01）。6.模型组Ⅰ型胶原mRNA表达明显降低,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后,西药组、运动组Ⅰ型胶原mRNA的表达略有降低,与模型组比较（P>0.05）,中药联合运动组、中药组Ⅰ型胶原mRNA明显升高,分别是模型组的1.37倍（P<0.01）、1.27倍（P<0.01）;中药联合运动组与运动组、西药组比较有意义（P<0.01）;中药组与西药组、运动组比较有意义（P<0.01）。7.模型组Ⅰ型胶原蛋白表达明显下降,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组Ⅰ型胶原蛋白表达明显升高,以中药联合运动组效果最为明显,是模型组2.21倍（P<0.01）,中药组是模型组的1.84倍（P<0.01）,西药组是模型组1.65倍（P<0.01）,运动组是模型组的1.23倍（P<0.01）;中药联合运动组与中药组、西药组、运动组比较有意义（P<0.01）。中药组与运动组,西药组与运动组比较有意义（P<0.01）。8.模型组Ⅲ型胶原mRNA表达明显降低,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组Ⅲ型胶原mRNA明显升高,西药组升高最明显,是模型组的2.41倍（P<0.01）,中药组是模型组的1.20倍（P>0.05）,中运组是模型组1.90倍（P<0.01）,运动组是模型组1.19倍（P>0.05）;西药组与中药组、运动组比较有意义（P<0.01）;中药联合运动组与中药组、运动组比较有意义（P<0.01）。9.模型组Ⅲ型胶原蛋白表达明显降低,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组Ⅲ型胶原蛋白表达明显升高,以中药联合运动组效果最为明显,是模型组的2.31倍（P<0.01）,中药组是模型组的2.15倍（P<0.01）,西药组是模型组的2.20倍（P<0.01）,运动组是模型组的1.41倍（P<0.01）;中药联合运动组与中药组、西药组、运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组与运动组,西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）;西药组与中药组比较无统计学意义。10.HE染色在光镜下观察结果显示:模型组心肌细胞相互交织,无横纹走形;心肌细胞核固缩,可出现空白区,相邻细胞闰盘间隙明显增宽,肌原纤维排列紊乱、断裂及缺失。各治疗组心肌细胞形态与模型组比较均有所改善,中药联合运动组改善最明显。11.利用免疫组化法分析,模型组MMP-1的平均灰度值为550.14±132.83,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）,经药物和（或）运动训练干预后各治疗组的MMP均降低,其中中药联合运动组下降最明显,是模型组的0.18倍（P<0.01）,中药组是模型组的0.23倍（P<0.01）,西药组是模型组的0.21倍（P<0.01）,运动组是模型组的0.95倍（P>0.05）;中药联合运动组、中药组、西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）。12.利用免疫组化法分析,模型组TIMP-1的平均灰度值为115.83±43.25,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组TIMP-1均升高,西药组升高最为明显,是模型组的1.56倍（P<0.01）,中药组是模型组的1.49倍（P<0.01）,中药联合运动组是模型组的1.41倍（P<0.01）,运动组是模型组的1.04倍（P>0.05）;中药联合运动组、中药组、西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）。13.利用免疫组化法分析,模型组Ⅰ型胶原的平均灰度值为45.34±8.10,与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组的胶原均升高,以中药联合运动组效果最为明显为621.95±9.88（与模型组比较P<0.01）,中药组为468.73±42.45（与模型组比较P<0.01）西药组为396.20±39.95（与模型组比较P<0.01）,运动组为52.37±7.89（与模型组比较P>0.05）,中药联合运动组与西药组、中药组、运动组比较有统计学意义（P<0.01）;中药组与运动组,西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）。14.利用免疫组化法分析,模型组Ⅲ型胶原的平均灰度值为61.46±7.11与假手术对照组比较有显著意义（P<0.01）;经药物和（或）运动训练干预后各治疗组Ⅲ型胶原均升高,中药联合运动组升高最明显为150.26±8.87（与模型组比较P<0.01）,中药组为108.26±8.99（与模型组比较P<0.01）,西药组为132.40±55.34（与模型组比较P<0.01）,运动组为70.64±6.78（与模型组比较P>0.05）,中药联合运动组与西药组、中药组、运动组比较有统计学意义（P<0.01）。中药组与运动组,西药组与运动组比较有统计学意义（P<0.01）。结论:1.经超声心动图检测及对大鼠行为变化、心肌组织形态的观察,证实大鼠冠状动脉结扎结合饥饿、减食与力竭式游泳的方法可以成功建立慢性心衰的动物模型。2.益气活血复方联合运动训练可通过提高心衰大鼠的EF、SV、FS,显著降低LVEDV、LVESV,保护心功能,抑制心腔扩大。3.慢性心衰大鼠左室重构与心肌组织中MMP-1蛋白及基因表达的增加、TIMP-1蛋白及基因表达的下降,MMP-1/ TIMP-1比例的提高,Ⅰ型、Ⅲ型胶原含量的减少有关。4.益气活血复方联合运动训练可通过减轻心肌组织中MMP-1蛋白及基因表达,提高TIMP-1蛋白及基因表达,降低MMP-1/TIMP-1的比率,进而调节心肌胶原含量,改善心功能及心肌组织结构,减轻心室重构。5.益气活血复方联合运动训练保护心功能,减轻心室重构的效果优于益气活血中药组、运动训练组、西药组,为慢性心衰的康复治疗提供科学依据和有效方法。

论文目录

• 中英文名词术语对照表
• 摘要
• Abstract
• 前言
• 文献综述
• 综述一:基质金属蛋白酶及其组织抑制剂在心力衰竭心室重构中的作用
• 综述二:慢性心衰的研究进展
• 正文
• 1 实验材料
• 2 实验方法
• 3 结果
• 分析讨论
• 1 慢性心衰模型的评价
• 2 慢性心衰的发病机制及治疗模式的变迁
• 3 益气活血复方联合运动训练治疗慢性心衰的依据
• 4 益气活血复方联合运动训练对慢性心衰大鼠心功能影响的分析
• 5 益气活血复方联合运动训练对慢性心衰大鼠心室重构影响的分析
• 结论
• 参考文献
• 附图
• 致谢
• 个人简历