心肌聲學(xué)造影評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)性頓抑心肌的微血管功能改變

1、    心肌聲學(xué)造影評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)性頓抑心肌的 微血管功能改變        【摘要】目的探討心肌頓抑時(shí)心肌微血管功能改變以及靜脈心肌聲學(xué)造影方法的價(jià)值。方法制備左前降支冠脈（LAD）不同阻斷時(shí)間(15 min和60 min)后再灌注犬心肌頓抑模型，在不同觀察時(shí)間點(diǎn)靜脈注射含全氟丙烷聲振白蛋白微泡造影劑，采用二次諧波成像和間歇發(fā)射技術(shù)行心肌聲學(xué)造影(MCE)。由主動(dòng)脈根部分別注射乙酰膽堿(ACH)和硝酸甘油(NG)后重復(fù)MCE并計(jì)算用藥后、前二維超聲上所示心肌灰階峰值（P

2、VI）和峰值比值(PVIR)。結(jié)果心肌頓抑早期心肌PVI顯著增高，60 min后恢復(fù)至結(jié)扎前水平； 15 min LAD阻斷組再灌注早期NG-PVIR和ACH-PVIR明顯減低，但分別在再灌注60 min和120 min時(shí)恢復(fù)至結(jié)扎前水平； 60 min LAD阻斷組再灌注早期NG-PVIR減低，至再灌注120 min時(shí)才恢復(fù)到結(jié)扎前水平，而再灌注期ACH-PVIR明顯減低，隨著再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)雖有逐漸回升趨勢(shì)，但至再灌注120 min仍未恢復(fù)至結(jié)扎前水平。結(jié)論心肌頓抑早期微血管擴(kuò)張，血液灌注增加，此后較快恢復(fù)正常；頓抑心肌微血管內(nèi)皮受損，血管內(nèi)皮依賴性舒張功能減弱，其恢復(fù)速度與原缺血時(shí)間長(zhǎng)短

3、有關(guān)?！娟P(guān)鍵詞】超聲心動(dòng)描記術(shù);造影劑;心肌頓抑;心肌再灌注 Observations on the changes of microvascular function in experimental myocardial stunning with intravenous myocardial contrast echocardiographyLUO Yi, LIU Yili, HUANG Xiaobo, et al（Department of Cardiology, Nanfang Hospital, the First Military Medical University, Guang

4、zhou 510515,China）【Abstract】ObjectiveTo observe the changes of microvascular function during myocardial stunning and the effect of assessing with myocardial contrast echocardiography(MCE). MethodsTwelve dogs underwent 15 or 60 min of left anterior descending coronary artery (LAD)occlusion, followed

5、by 120 min of reperfusion. MCE was performed intravenously using C3F8-exposed sonicated dextrose albumin at baseline, during coronary occlusion, and at 5,30,60,90,and 120 min after reperfusion. At baseline, 5,60,and 120 min after reperfusion, acetylcholine(ACH) and nitroglycerin(NG) were given from

6、aortic root injections and MCE was repeated, respectively. End-systolic images in short axis were acquired in harmonic mode and digitized on-line. Background-subtracted peak videointensity(PVI)in stunned myocardium area was measured from MCE and the ratios of PVI post-and pre-ACH or NG (ACH-PVIR, NG

7、-PVIR) were calculated. ResultsA marked increase in PVI occurred in all dogs with stunned myocardium in the early period of reperfusion and the PVI restored to the pre-occlusion level after 60 min of reperfusion. NG-PVIR were markedly declined in the early period of reperfusion, and restored to thei

8、r pre-occlusion levels at 60 and 120 min of reperfusion both in 15 and 60 min LAD occlusion groups. However, significantly decreased ACH-PVIR was only seen in the early period of reperfusion in the 15 min LAD occlusion group and lasted for whole period of reperfusion in the 60 min LAD occlusion grou

9、p.ConclusionsStunned myocardium is hyperemic in the early period of reperfusion and the blood perfusion restores to normal level in a short time after reperfusion. There are microvascular endothelium damage and endothelium-dependent dilatation impairments in stunned myocardium, and their improving s

10、peeds might be related to original ischemia duration.【Key words】Echocardiography;Contrast media;Myocardial stunning;Myocardial reperfusion心肌頓抑是一種可逆性心肌缺血再灌注損傷1,2，其發(fā)生機(jī)制未明。頓抑心肌是否存在微血管損傷，目前尚有爭(zhēng)議3。本研究應(yīng)用靜脈心肌聲學(xué)造影(myocardial contrast echocardiography, MCE) 在犬心肌頓抑模型中觀察不同缺血時(shí)間后再灌注心肌微血管舒張功能改變，探討頓抑心肌內(nèi)微血管是否受損。材 料

11、與 方 法 一、犬心肌頓抑模型建立18只雄性雜種犬，體重1318 kg。按實(shí)驗(yàn)先后順序，采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)將動(dòng)物分入頓抑S組、頓抑L組和假手術(shù)組。各組犬6只。動(dòng)物用戊巴比妥鈉(35 mg/kg) 靜脈全麻后，氣管插管連接呼吸機(jī)。經(jīng)右股動(dòng)脈插入豬尾導(dǎo)管并經(jīng)壓力換能器連接多道生理記錄儀監(jiān)測(cè)主動(dòng)脈壓和左室壓，同時(shí)用于注射乙酰膽堿(acetylcholine, ACH)和硝酸甘油(nitroglycerin, NG)以測(cè)定心肌中血管舒張功能。右股靜脈插入擴(kuò)張管套鞘用于靜脈輸液和注射超聲造影劑。左側(cè)第5肋間開(kāi)胸，充分暴露心前區(qū)，打開(kāi)心包壁層，用絲線將心包吊起，使心臟懸臥于心包床上。分離左冠狀動(dòng)脈前降支(L

12、AD)近段，留置一結(jié)扎線。將一水囊置于心臟表面。頓抑S組LAD結(jié)扎15 min,再灌注120 min;頓抑L組LAD結(jié)扎60 min,再灌注120 min;假手術(shù)組不行冠狀動(dòng)脈結(jié)扎。全過(guò)程監(jiān)測(cè)血流動(dòng)力學(xué)和心電。二、靜脈心肌聲學(xué)造影使用Acuson SEQUOIA 512超聲診斷儀，探頭頻率為 3.5 MHz。探頭用夾子固定并置于水囊內(nèi)，顯示左室乳頭肌水平短軸切面。探頭的位置和角度在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中不變。調(diào)節(jié)增益以獲得最佳像并維持至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。采用二次諧波成像技術(shù)行靜脈MCE，心電觸發(fā)間隔為3個(gè)心動(dòng)周期。彈丸式靜脈注射含C3F8的聲振白蛋白微泡造影劑(南方醫(yī)院臨床藥學(xué)基地提供),每次 0.01 ml/k

13、g,于注射前后連續(xù)錄取超聲像并記錄到MO光盤供嗣后分析。MCE觀測(cè)時(shí)點(diǎn)為L(zhǎng)AD結(jié)扎前、結(jié)扎后即刻、再灌注前、再灌注后5 min、30 min、60 min、90 min和120 min。三、心肌微血管舒張功能測(cè)定在LAD結(jié)扎前和再灌注后5 min、60 min、120 min行靜息狀態(tài)下行MCE后，于主動(dòng)脈根部分別注射ACH(10 g/kg)和NG(10 g/kg)，分別再重復(fù)一次MCE。四、心肌標(biāo)本處理實(shí)驗(yàn)完畢后，將心臟取下，冷鹽水浸洗，然后將心臟按短軸切面切成5 mm厚的心肌片，部分心肌片立刻置1%氯化三苯四唑(triphenyltetrazolium chloride, TTC)中37

14、染色20 min。此方法可使非梗死心肌染成磚紅色，梗死心肌不被染色。五、心肌聲學(xué)造影像分析使用TomTec像工作站對(duì)MO光盤的像視頻密度進(jìn)行定量分析。該像工作站包括一聲學(xué)造影分析軟件，可對(duì)造影效果進(jìn)行0255級(jí)的視頻密度分析。確定左室前壁感興趣區(qū)，逐幀手工拖動(dòng)感興趣區(qū)，使之避開(kāi)心內(nèi)膜和心外膜并保持于同一室壁位置，電腦將自動(dòng)分析每一幀像的感興趣區(qū)并給出數(shù)據(jù)。扣除本底，獲得每次MCE心肌視頻密度峰值(peak videointensity, PVI)。視頻密度用灰階單位表示。以注射ACH和NG后、前MCE測(cè)得的心肌PVI比值(PVI ratio, PVIR)分別表示心肌微血管內(nèi)皮依賴性舒張(end

15、othelium-dependent relaxation, EDR)功能和非EDR功能。六、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)以<".imagesessays515385010979918 (881 bytes)" src="/med/cano/201003/20100323170103397" 12 14>±s表示,同組自身前后均數(shù)比較使用配對(duì)t檢驗(yàn)。P<0.05被認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果LAD結(jié)扎期MCE示局部心肌無(wú)造影劑充填（1C），二維超聲顯像示局部室壁顯著變薄并出現(xiàn)明顯運(yùn)動(dòng)障礙。結(jié)扎解除后，原無(wú)造影劑充填區(qū)

16、獲得良好的造影劑充填（2D），再灌注期室壁厚度和運(yùn)動(dòng)雖有所改善，但直至再灌注120 min實(shí)驗(yàn)結(jié)束仍顯示明顯異常，心肌TTC染色未發(fā)現(xiàn)梗死心肌，表明心肌頓抑模型建立成功。一、頓抑心肌MCE視頻峰值的變化表1顯示，頓抑S組心肌頓抑早期（再灌注30 min內(nèi)）頓抑心肌PVI顯著增高（1B、2G），隨后恢復(fù)至結(jié)扎前水平。頓抑L組PVI變化與頓抑S組相似（1D、E、G，2A、D、G），雖再灌注30 min時(shí)的PVI仍較高，但與結(jié)扎前水平已無(wú)顯著性差異（P=0.059）。二、頓抑心肌微血管內(nèi)皮依賴性舒張功能的改變表2顯示，頓抑S組再灌注5 min和60 min時(shí)測(cè)得的ACH-PVIR顯著降低（2G、H）

17、，再灌注120 min時(shí)已恢復(fù)至結(jié)扎前水平。頓抑L組再灌注期ACH-PVIR顯著降低，雖隨著再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)ACH-PVIR有逐漸恢復(fù)趨勢(shì)，但至再灌注120 min實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)仍未恢復(fù)至結(jié)扎前水平（2A、B、D、E，1G、H）。另外，頓抑S組再灌注5 min和頓抑L組再灌注全過(guò)程測(cè)得的ACH-PVIR均<1。三、頓抑心肌微血管非內(nèi)皮依賴性舒張功能的變化表3顯示，頓抑S組再灌注5 min時(shí)NG-PVIR降低，但至再灌注60 min時(shí)已恢復(fù)至結(jié)扎前水平。頓抑L組再灌注5 min和60 min時(shí)的NG-PVIR降低（2A、C、D、F），至再灌注120 min時(shí)已恢復(fù)到結(jié)扎前水平（1G、I）。表1

18、3顯示假手術(shù)組實(shí)驗(yàn)全過(guò)程心肌PVI、ACH-PVIR和NG-PVIR均無(wú)顯著改變。表1靜脈心肌聲學(xué)造影PVI的變化比較(灰階單位,<".imagesessays515385010979918 (881 bytes)" src="/med/cano/201003/20100323170103397" 12 14>±s)組別結(jié)扎前再灌注5 min再灌注30 min再灌注60 min再灌注90 min再灌注120 min 頓抑S組99±22121±24*107±22*100±25101±2

19、598±23頓抑L組103±20126±26*115±23*108±22102±19102±21假手術(shù)組101±2397±19104±27107±2098±17100±23      注：與結(jié)扎前比較，*P<0.05,*P<0.01;PVI-心肌視頻密度峰值     1A:頓抑S組MCE前基礎(chǔ)狀態(tài);B:頓抑S組LAD結(jié)扎前MCE;C:頓抑S組再灌注前MCE;D:頓抑L組再灌注

20、30 min時(shí)MCE;E:頓抑L組再灌注90 min時(shí)MCE;F:頓抑L組再灌注120 min時(shí)MCE左室剛出現(xiàn)造影劑;G:頓抑L組再灌注120 min時(shí)MCE;H:頓抑L組再灌注120 min時(shí)ACH-MCE;I:頓抑L組再灌注120 min時(shí)NG-MCE    2A:頓抑L組LAD結(jié)扎前MCE;B:頓抑L組LAD結(jié)扎前ACH-MCE;C:頓抑L組LAD結(jié)扎前NG-MCE;D:頓抑L組再灌注5 min時(shí)MCE;E:頓抑L組再灌注5 min時(shí)ACH-MCE;F:頓抑L組再灌注5 min時(shí)NG-MCE;G:頓抑S組再灌注60 min時(shí)MCE;H:頓抑S組再

21、灌注60 min時(shí)ACH-MCE;I:頓抑S組再灌注60 min時(shí)NG-MCE     表2ACH誘發(fā)的心肌微血管EDR活性比較組別結(jié)扎前再灌注5 min再灌注60 min再灌注120 min 頓抑S組1.22±0.090.80±0.11*1.05±0.07*1.21±0.09頓抑L組1.18±0.080.73±0.09*0.84±0.09*0.94±0.10*假手術(shù)組1.21±0.071.19±0.081.19±0.061.18±0.

22、06     注：與結(jié)扎前比較，*P<0.01;ACH-乙酰膽堿,EDR-內(nèi)皮依賴性舒張 表3NG誘發(fā)的心肌微血管非EDR活性比較組別結(jié)扎前再灌注5 min再灌注60 min再灌注120 min頓抑S組1.18±0.061.04±0.07*1.17±0.061.19±0.09頓抑L組1.18±0.091.06±0.08*1.11±0.06*1.16±0.08假手術(shù)組1.19±0.081.17±0.061.17±0.071.16±0

23、.05     注：與結(jié)扎前比較，*P<0.01;NG-硝酸甘油 討論本研究主要有兩個(gè)發(fā)現(xiàn):其一，心肌頓抑早期（再灌注30 min內(nèi)）心肌微血管擴(kuò)張，血液灌注增加，此后較快恢復(fù)正常；其二，頓抑心肌微血管EDR活性減低，其恢復(fù)速度與原缺血時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，缺血時(shí)間短恢復(fù)較快，缺血時(shí)間長(zhǎng)則恢復(fù)較慢。早先的研究報(bào)道頓抑心肌血流灌注減少、血管阻力增大、血流儲(chǔ)備減低3。近年研究發(fā)現(xiàn)，頓抑心肌血流灌注不減少，甚至充血4,5，冠脈血管阻力減低而非增加，冠脈血流儲(chǔ)備也正常3。但時(shí)至今日，頓抑心肌血流灌注是否減少，微血管是否有異常改變，實(shí)驗(yàn)報(bào)道仍不一致。本研究應(yīng)用靜脈M

24、CE檢測(cè)心肌血流灌注，結(jié)果顯示頓抑心肌早期血液灌注是明顯增加的，大約在再灌注30 min至60 min血液灌注恢復(fù)至正常水平。Porter等5用超聲流量計(jì)測(cè)得頓抑心肌血流增加，同時(shí)用MCE測(cè)得心肌PVI也明顯增高。目前已趨向認(rèn)為這是缺血后再灌注引起的反應(yīng)性充血。近年較多研究顯示，缺血再灌注的心肌因一氧化氮合成酶表達(dá)增加引起一氧化氮合成增多6，這可能是缺血再灌注心肌反應(yīng)性充血的原因之一。頓抑心肌微血管EDR和非EDR活性尚未獲得充分研究。研究證實(shí)，血管內(nèi)皮受損會(huì)導(dǎo)致血管EDR活性減弱、血栓形成和內(nèi)膜增殖。用藥理性刺激測(cè)定血管EDR活性是評(píng)價(jià)血管內(nèi)皮功能的重要方法7,8，ACH是目前常用的藥理性刺

25、激劑，冠脈內(nèi)皮功能正常時(shí)，ACH作用于內(nèi)皮細(xì)胞膜上的相應(yīng)受體，經(jīng)過(guò)一系列生化環(huán)節(jié)，最后激活一氧化氮合成酶，促進(jìn)一氧化氮合成和釋放，從而引起血管舒張和血液灌注增加，內(nèi)皮受損時(shí)血管舒張效應(yīng)減弱甚至呈現(xiàn)收縮。病理?xiàng)l件下血管內(nèi)皮功能障礙與平滑肌功能障礙可伴隨存在，用外源性一氧化氮生成劑如NG直接作用于血管平滑肌引起血管舒張可用于評(píng)價(jià)血管非EDR功能8，即了解血管平滑肌舒張功能。本組資料顯示，頓抑心肌ACH-PVIR顯著降低，表明ACH誘發(fā)的頓抑心肌微血管EDR活性減低，而且資料顯示原缺血時(shí)間長(zhǎng)則EDR活性恢復(fù)慢。ACH-PVIR<1表明ACH不但未引起血管擴(kuò)張，反而刺激血管收縮，這清楚說(shuō)明內(nèi)皮受

26、損，而且提示平滑肌收縮功能存在。另外，再灌注早期NG-PVIR也降低，表明血管非EDR活性也減低，這可能是因?yàn)樾募☆D抑早期微血管已處于擴(kuò)張狀態(tài)，用NG使其再擴(kuò)張的程度有限。缺血時(shí)間的長(zhǎng)短是決定微血管功能是否發(fā)生異常的最主要因素9。關(guān)于心肌頓抑中的微循環(huán)障礙，Nicklas和Gips曾提出過(guò)“微血管頓抑”(微血管擴(kuò)張能力降低)的概念，并獲得一些實(shí)驗(yàn)研究的支持，但后來(lái)有研究報(bào)道，頓抑心肌不存在“微血管頓抑”3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不一致可能主要是因?yàn)槿毖獣r(shí)間的長(zhǎng)短不同造成的。短時(shí)間（如數(shù)分鐘）缺血后再灌注，微血管不受損；較長(zhǎng)時(shí)間（如數(shù)十分鐘）缺血后再灌注，微血管功能受損，但可逐漸恢復(fù)；長(zhǎng)時(shí)間（如數(shù)小時(shí)）缺血

27、后再灌注，微血管功能和結(jié)構(gòu)均受損，并可能發(fā)生不可逆損害。最近MCE研究表明，缺血性微血管損害在急性心肌梗死后期可恢復(fù)9，從而證實(shí)了“微血管頓抑”的存在?！拔⒀茴D抑”與心肌頓抑可以并存，也可雖發(fā)生了心肌頓抑但微血管尚未受損3，因?yàn)樾募☆D抑的發(fā)生尚有其他更重要的機(jī)制1,2。用MCE測(cè)得的心肌PVI代表心肌血流灌注可靠嗎？至今尚無(wú)研究活體冠狀微血管的直接方法，而MCE可反映心肌內(nèi)血流灌注空間分布情況，定量心肌血流量和血容量，評(píng)估冠脈血流儲(chǔ)備和內(nèi)皮功能，因此可較好地反映心肌微循環(huán)狀態(tài)10。MCE具有與單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像相似的血流成像11，用MCE測(cè)得的PVI來(lái)反映心肌血液灌注與用放射微球12、

28、超聲流量計(jì)5測(cè)得的心肌血流量密切相關(guān)。Porter等5已證實(shí)靜脈注射氟碳造影劑所產(chǎn)生的心肌視頻密度與冠狀動(dòng)脈血流有線性關(guān)系。由于聲學(xué)造影劑的改進(jìn)、二次諧波成像技術(shù)的應(yīng)用和MCE分析方法的進(jìn)步，用MCE評(píng)價(jià)心肌血流灌注和冠脈微循環(huán)的敏感性和可靠性已有顯著提高。MCE是目前評(píng)估心肌微血管功能異常最有效的技術(shù)之一9。用ACH和NG檢測(cè)的冠脈擴(kuò)張功能反映的是心肌內(nèi)微血管擴(kuò)張功能嗎？ 冠脈擴(kuò)張劑增加冠脈血流是通過(guò)擴(kuò)張冠狀阻力微動(dòng)脈和征募毛細(xì)血管從而增加心肌內(nèi)血管容積實(shí)現(xiàn)的13,而且阻力微動(dòng)脈擴(kuò)張是其主要機(jī)制14，因此用ACH和NG檢測(cè)的冠脈擴(kuò)張功能反映的主要是心肌內(nèi)微血管(尤其是阻力微動(dòng)脈)的擴(kuò)張功能。

29、資助項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金（39870329）作者單位:羅義（510515廣州,第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院心內(nèi)科)羅義（廣州市第一人民醫(yī)院心內(nèi)科，510180）劉伊麗（510515廣州,第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院心內(nèi)科)黃曉波（510515廣州,第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院心內(nèi)科)查道剛（510515廣州,第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院心內(nèi)科)劉儉（510515廣州,第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院心內(nèi)科)參考文獻(xiàn) 1，Bolli R. Basic and clinical aspects of myocardial stunning. Prog Cardiovasc Dis, 1998,40:477-516.2，Kloner RA,

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