李彪，趙強，許頂立，曾芳，吳同果

·基礎與實驗研究·

β3腎上腺素能受體激動對慢性心力衰竭大鼠心臟重構及血流動力學的影響

李彪，趙強，許頂立，曾芳，吳同果

目的：探討 β3腎上腺素能受體 (β3-adrenoreceptor,β3-AR)激動對慢性心力衰竭 (心衰 ) 大鼠心臟重構及血流動力學的影響。

心力衰竭；β3腎上腺素能受體；大鼠；心臟重構；血流動力學

(Chinese Circulation Journal, 2013,28:455.)

心力衰竭（心衰）是各種心臟疾病發(fā)展的最終階段，心衰患者 1 年內的累積再住院或死亡率為34.3%[1]。β 受體阻滯劑是治療心衰的重要藥物，個體化調整 β 受體阻滯劑，會使心衰患者更大獲益[2]。β1腎 上 腺 素 能 受 體 (adrenoreceptor, AR)、β2-AR、β3-AR 屬于 G 蛋白偶聯(lián)受體超家族。心衰時，心肌 β3-AR 表達上調[3,4]，并與心室重構及心功能不全的程度相一致。目前對于 β3-AR 激動對于心臟收縮功能影響的研究結果卻存在不一致性：部分研究提示 β3-AR 激動對于心臟呈正性肌力作用或無影響，也有研究表明 β3-AR 激動對于心臟呈負性肌力作用。本研究建立心衰大鼠模型，探討 β3-AR激動對衰竭心臟重構及血流動力學的影響。

1 材料與方法

心衰大鼠模型的建立：實驗時間為 2012-03-01 至 2012-09-15，實驗對象為體重 200～250 g，8 周齡清潔級雄性 Wistar 大鼠 24 只，隨機分為假手術組 (n=6)，并用主動脈縮窄法建立慢性心衰模型（n=18）。大鼠以 20% 烏拉坦 (0.3 ml/100 g)腹腔注射麻醉，仰臥位固定、去腹毛、消毒，沿腹正中線切開皮膚及肌層，分離出腹主動脈，在腎動脈上方將腹主動脈與鈍頭 9 號探針 (外徑 0.8 mm)一起結扎后，小心抽出針頭。術后腹腔內滴注青霉素，分別縫合肌層和皮膚。結扎線留置持續(xù)縮窄腹主動脈，使后負荷增加，逐步進展至心衰。而假手術組同樣經麻醉、開腹及分離動脈等步驟，但不予動脈縮窄。

實驗分組：大鼠由專人在廣東省動物實驗中心飼養(yǎng)，模型開始（腹主動脈縮窄），12 周后假手術組6只大鼠全部存活，用主動脈縮窄法建立的慢性心衰模型 18 只大鼠中存活 16 只，將存活的大鼠隨機分為心衰組（n=8）和 β3-AR 藥物組（n=8），β3-AR藥物組大鼠尾靜脈注射 β3-AR 特異性激動劑 BRL-37344（Sigma,美 國 ），0.4 nmol/（kg·min） 注 射 10 min、每周 2 次、連續(xù) 4 周。假手術組、心衰組尾靜脈注射等量的生理鹽水。4周后假手術組、心衰組大鼠全部存活，β3-AR 藥物組大鼠死亡 1 只（n=7）。超聲心動圖參數(shù)、血流動力學檢測提示大鼠心衰模型建模成功（數(shù)據(jù)見結果部分）。

超聲心動圖檢測：大鼠以氯胺酮 (50 mg/kg)和甲 苯噻嗪 (0.5 mg/kg)肌 肉注 射麻 醉后， 仰臥 位固定、剪去大鼠左胸前毛。在其前兩爪、左后爪貼上電極片，并連接心電圖。使用經胸超聲心動圖儀(Vevo2100, Isualsonics, Canada)評估心臟結構和功能，反映心臟結構的指標包括左心室舒張末期內徑、左心室收縮末期內徑、室間隔舒張末期厚度和左心室后壁舒張末期厚度。左心室重量采用以下計算公式：1.04[(左心室舒張末期內徑 + 室間隔舒張末期 厚度+ 左心室后壁舒張末期厚度 )3- (左心室舒張末期內徑 )3]-14 g。反映心臟功能的指標包括左心室射血分數(shù)和短軸縮短率。每個指標均取5個心動周期的平均值。

血流動力學檢測：麻醉大鼠，經右頸總動脈插管（傳感器）入左心室；同時從右側頸外靜脈插入導管，送到上腔靜脈，先后進入右心房、右心室、肺動脈，應用BL-410生物機能實驗系統(tǒng)完成血流動力學檢測。穩(wěn)定 10 min 后，測定心率、左心室收縮末壓、左心室舒張末壓、左心室內壓最大上升和下降速率、平均肺動脈壓。各數(shù)值均為10個心搏的平均值。

2 結果

3組大鼠超聲心動圖參數(shù)的變化：與假手術組比較，β3-AR 藥物組和心衰組的左心室舒張末期內徑、左心室收縮末期內徑、室間隔舒張末期厚度、左心室后壁舒張末期厚度和左心室重量均顯著增加（P＜0.05或P＜0.01）；而左心室射血分數(shù)和短軸縮短率均顯著降低（P＜0.05）,差異均有統(tǒng)計學意義。與心衰組比較，β3-AR 藥物組的左心室舒張末期內徑、左心室收縮末期內徑、室間隔舒張末期厚度、左心室后壁舒張末期厚度和左心室重量均顯著增加（P＜0.05 或P＜0.01）；而左心室射血分數(shù)和短軸縮短率均顯著降低（P＜0.05）,差異均有統(tǒng)計學意義。表1

表1 3 組大鼠超聲心動圖參數(shù)的變化（±s）

3組大鼠血流動力學參數(shù)的變化：與假手術組比較，β3-AR 藥物組和心衰組大鼠心率顯著增快、左心室舒張末壓、左心室內壓最大下降速率、平均肺動脈壓均顯著升高（P＜0.01）；而左心室收縮末壓、左心室內壓最大上升速率均顯著降低（P＜0.01），差異均有統(tǒng)計學意義。與心衰組比較，β3-AR 藥物組的左心室舒張末壓、左心室內壓最大下降速率、平均肺動脈壓均顯著升高（P＜0.01）；而左心室收縮末壓、左心室內壓最大上升速率均顯著降低（P＜0.01），差異均有統(tǒng)計學意義。表2

表2 3 組大鼠血流動力學參數(shù)的變化（±s）

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn) β3-AR 特異性激動劑 BRL-37344加重心衰大鼠的心臟重構及促進衰竭心臟收縮功能下降，促進心衰大鼠血流動力學的惡化，與目前大部分研究結果相似。

Stephane 等[4]發(fā) 現(xiàn)， 心 衰 患 者 的 心 臟 β3-AR mRNA 表達明顯增加，β3-AR 蛋白較正常心臟含量高 2～3 倍，Gi蛋白亦升高，提示 β3-AR 受體激動直接對心肌產生了負性肌力作用。目前大多數(shù)學者認 為 β3-AR 介 導 負 性 肌 力作用[5，6]。 其 細 胞 內 的作用機制為：β3-AR 與 Gi/o 蛋白偶聯(lián)，刺激一氧化氮合酶（NOS）,導致一氧化氮（NO）產生 ,細胞內環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）增加[5-7]。細胞內環(huán)磷酸鳥苷增加通過兩個細胞內途徑降低心肌收縮力的[8]：①激活細胞內環(huán)磷酸鳥苷依賴的蛋白激酶，降低 L-型鈣通道鈣流或降低肌絲蛋白變化引起收縮反應；②細胞內環(huán)磷酸鳥苷激活磷酸二酯酶，降低環(huán)磷酸腺苷（cAMP）水平。

田穎等[9]用異丙腎上腺素（ISO）誘導心衰大鼠模型研究 BRL-37344 對心衰的影響，發(fā)現(xiàn)心衰組和 β3-AR 藥物組大鼠血漿腫瘤壞死因子 -α、血管緊張素 II、內皮素 -1 均明顯高于對照組（P＜0.01）, β3-AR 藥物組內皮素 -1、血管緊張素 II 水平均高于心衰組（P＜0.01）。心衰進展至 6 周時 β3-AR 藥物組上述指標均高于 2 周時水平（P＜0.01）。Kitamura 等[10]發(fā)現(xiàn) BRL37344 濃度在 10-11～10-8mmol/L 時，對正常豚鼠心功能產生劑量依賴的負性肌力作用，和對照組相比，左心室舒張壓（LVDP）最大降至（80±2）%，左心室壓力上升速率（+dp/dt）降至（81±2）%，左心室壓力下降速率（-dp/dt）降至（81±3）%，鈣瞬變幅度也降至（92±3）%。

目前對于 β3-AR 在心衰發(fā)病機理中的影響未完全闡明，結論也不一致，有待更深入的研究明確。

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Effect of β3-Adrenoreceptor Agonist BRL-37344 on Cardiac Remodeling and Hemodynamic in Chronic Heart Failure Model in Rats

LI Biao, ZHAO Qiang, XU Ding-li, ZENG Fang, WU Tong-guo.
Department of Cardiology, The Forth Affiliated Hospital of Jinan University and Red Cross Hospital of Guangzhou City, Guangzhou (510220), Guangdong, China
Co-Corresponding Author: ZHAO Qiang, Email: scheldon@163.com, XU Ding-Li, Email: dinglixu@fimmu.com

Objective: To investigate the effect of selective β3-adrenoreceptor (β3-AR) agonist BRL-37344 on cardiac remodeling and hemodynamic in chronic heart failure (CHF) model in rats.Methods: A total of 24 male Wistar rats were divided into 3 groups. Sham operation group, n=6, the rest 18 rats were established for CHS model and 16 survival rats were further divided in 2 groups, CHF group and CHF with BRL-37344 group, in which the rats received BRL-37344 at 0.4 nmol/kg·min, twice/week for 4 weeks. n=8 in each group. Echocardiography was performed to assess the cardiac structure and function, some hemodynamic indicators were measured by BL-410 biological experimental system in all animals.Results: ① By echocardiography examination, compared with Sham operation group or CHF group, CHF with BRL-37344 group showed increased LVEDD, LVESD, left ventricular thickness at diastole and left ventricular weight, P＜0.05 or P＜0.01; while decreased LVEF, P＜0.05. ② For hemodynamic changes, compared with Sham operation group or CHF group, CHF with BRL-37344 group had increased LVEDP and MPAP, P＜ 0.01; while decreased LVESP, P＜0.01.Conclusion: β3-adrenoreceptor agonist BRL-37344 may aggravate cardiac remodeling and systolic function and further worsening the hemodynamic in CHF model in rats.

Heart failure; β3-adrenoreceptor; Rat; Cardiac remodeling; Hemodynamic

2013-06-17）

（編輯：梅平）

510220 廣東省廣州市，暨南大學醫(yī)學院第四附屬醫(yī)院 廣州市紅十字會醫(yī)院 心血管內科（李彪、趙強、曾芳、吳同果）；南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院 心血管內科（許頂立）

李彪 主治醫(yī)師 博士研究生 主要從事心血管疾病的診療和研究工作 Email: libiao2025@163. com

趙強 Email: scheldon@163.com 共同通訊作者：許頂立 Email: dinglixu@fimmu.com

R541

A

1000-3614（2013）06-0445-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2013.06.014

方法：24 只 Wistar 大 鼠分 為 假手 術組 (n=6)， 其余 大 鼠用 主動脈 縮窄 法 建立 慢 性心 衰模 型 后，分 為 心衰 組 (n=8)和 β3-AR 藥物組 [n=8，經尾靜脈注射 β3-AR 特異性激動劑 BRL-37344 0.4 nmol/（kg·min）, 注射 10 min，每周 2 次，連續(xù) 4 周 ]，隨后用超聲心動圖檢測心臟結構和功能，應用 BL-410 生物機能實驗系統(tǒng)完成血流動力學檢測。

結果：① 3 組大鼠超聲心動圖參數(shù)的變化：與假手術組或心衰組比較，β3-AR 藥物組的左心室舒張末期內徑、左心室收縮末期內徑、室間隔舒張末期厚度、左心室后壁舒張末期厚度和左心室重量均顯著增加（P＜0.05 或P＜0.01），而左心室射血分數(shù)和短軸縮短率均顯著降低（P＜0.05）,差異均有統(tǒng)計學意義。② 3 組大鼠血流動力學參數(shù)的變化：與假手術組或心衰組比較，β3-AR 藥物組的左心室舒張末壓、左心室內壓最大下降速率、平均肺動脈壓均顯著升高（P＜0.01），而左心室收縮末壓、左心室內壓最大上升速率均顯著降低，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）。

結論：β3-AR 特異性激動劑 BRL-37344 加重心衰大鼠的心臟重構及促進衰竭心臟收縮功能下降，促進心衰大鼠血流動力學惡化。