普伐他汀與阿托伐他汀對大鼠心梗后胞外基質(zhì)重構(gòu)及基質(zhì)金屬蛋白酶的影響

普伐他汀與阿托伐他汀對大鼠心梗后胞外基質(zhì)重構(gòu)及基質(zhì)金屬蛋白酶的影響【摘要】目的探討他汀類藥物對大鼠心肌梗死(MI)后胞外基質(zhì)重構(gòu)的作用機制,以及普伐他汀與阿托伐他汀對基質(zhì)金屬蛋白酶2和心室重構(gòu)的影響。方法將雄性大鼠50只隨機分為MI組、MI+普伐他汀組、MI+阿托伐他汀組和偽手術(shù)組。結(jié)扎冠狀動脈前降支建立心肌梗死模型，在相應(yīng)部位掛線不結(jié)扎作為偽手術(shù)組。8周后血流動力學(xué)檢查,測量體質(zhì)量(BW)、左、右心室質(zhì)量(LVW，RVW)；苦味酸-酸性品紅染色檢測非梗死區(qū)的膠原容積分數(shù)(CVF)，ELISA法檢測血清基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP2)水平。結(jié)果MI組RVW／BW，LVW／BW，左室舒張末壓(LVEDP)、非梗死區(qū)CVF均顯著升高，MMP2的水平亦明顯升高(P均)；與MI組比較，MI+他汀組的RVW／BW，LVW／BW,LVEDP，CVF顯著降低，血清MMP2水平顯著減弱(P均)。兩用藥組間上述指標(biāo)差異均無顯著性()。結(jié)論他汀類藥物緩解了MI后心肌細胞外基質(zhì)的重構(gòu)，其機制可能與基質(zhì)金屬蛋白酶的表達和活性調(diào)節(jié)有關(guān)。而普伐他汀與阿托伐他汀兩組藥物在心肌重構(gòu)中差異無顯著性。

【關(guān)鍵詞】普伐他汀阿托伐他汀細胞外基質(zhì)基質(zhì)金屬蛋白酶2

Abstract:ObjectiveToinvestigatethestatins’effectonmyocardialextracellularmatrixremodelingaftermyocardialinfarction(MI)inrats,andpravastatinandatorvastatininfluencedmatrixmetalloproteinase2(MMP2)expressionandventricularremodeling.MethodsFiftyratswererandomizedinto4groups：MIgroup，MI+pravastatingroup,MI+atorvastatingroupandshamoperationgroup．ThemodelsofMIwereinducedbyligatedwithanteriordescendingcoronaryartery；theshamoperationgroupwasmadebythesameprocedurewithoutligation．Theratswerekilled8weeksafteroperationtoexaminehemodynamicparameters，bodyweight(BW)，leftandrightventricularweight(LVW，RVW)．Collagenvolumefraction(CVF)wasmeasuredbyusingVanGieson(VG)innoninfarctedregion；theexpressionsofMMP2weredetectedwithELISA.ResultsTheRVW/BW,LVW/BW,leftventricularenddiastolicpressure(LVEDP)andCVFincreasedsignificantly，andthelevelofMMP2wereenhancedinMIgroup()．ComparedwiththeMIgroup，RVW／BW，LVW／BW,LVEDPandCVFdecreasedsignificantlyandthelevelofMMP2wereweakenedintheMI+statinsgroup().Buttherewasnosignificantdifferencebetweenthestatinstreatedgroups().ConclusionStatinscanpreventmyocardialextracellularmatrixremodeling，whichisassociatedwiththeMMP2expressionsandactivities．Therewerenosignificantdifferencesinpreventingmyocardialextracellularmatrixremodelingbetweenpravastatinandatorvastatingroups.

Keywords:pravastatin；atorvastatin；extracellularmatrix；matrixmetalloproteinases2

心肌梗死(MI)后發(fā)生心室重構(gòu)是MI后的代償性反應(yīng)，主要是非梗死區(qū)的心肌細胞、成纖維細胞增生肥大及基質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò)的代謝異常［1］，它貫穿于MI后心室肥大和心力衰竭的發(fā)展過程中?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)在細胞外基質(zhì)降解和重構(gòu)過程中起關(guān)鍵性作用［2］。近期研究顯示他汀類藥物有改善心衰和逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)的作用［3］，然而目前其機制尚不十分清楚。本實驗用普伐他汀與阿托伐他汀管飼MI大鼠，采用ELISA法測定血清基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP2)的變化，旨在了解MMP2在MI后左室重構(gòu)及心衰發(fā)展過程中的改變及他汀類藥物的干預(yù)作用，為預(yù)防和逆轉(zhuǎn)左室重構(gòu)與治療MI后心衰提供理論依據(jù)，并通過對MI后血流動力學(xué)參數(shù)及MMP2水平的測定來比較普伐他汀與阿托伐他汀對胞外基質(zhì)重構(gòu)作用的差別。

1材料與方法1材料

1．1．1動物雄性Wistar大鼠50只，體質(zhì)量200～250g，山西醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心提供，合格證號：山醫(yī)字第070101號。主要試劑：阿托伐他汀(商品名立普妥，輝瑞制藥有限公司)；普伐他汀(商品名美白樂鎮(zhèn)，施貴寶制藥有限公司)；MMP2試劑盒(購自美國R&DSystem公司)。

1．1．2儀器HX200動物呼吸機，BL420E生物機能實驗系統(tǒng)(山西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院機能實驗室)；Mias圖像分析系統(tǒng)(山西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理教研室)；顯微攝像系統(tǒng)OlympusBXS0；數(shù)碼相機PolaroidOMC。2方法

1．2．1動物分組及MI模型制備將50只Wistar大鼠隨機抽取42只作為MI模型組，其余8只作為偽手術(shù)組。模型組給予戊巴比妥鈉(30～50mg／kg)麻醉，氣管切開行氣管插管，連接動物呼吸機，在左側(cè)第4肋間逐層打開胸腔、心包，暴露心臟，用無損傷縫合線結(jié)扎左冠狀動脈前降支，結(jié)扎后心電圖標(biāo)準(zhǔn)肢體導(dǎo)聯(lián)Ⅱ?qū)?lián)ST段明顯抬高，心室前壁變白。逐層關(guān)胸并排除胸腔氣體。術(shù)后存活24h者，MI模型組隨機分為MI組(n=14)、MI+阿托伐他汀組(n=14)、MI+普伐他汀組(n=14)。偽手術(shù)組手術(shù)方法同模型組，但不結(jié)扎冠狀動脈。MI+阿托伐他汀組、MI+普伐他汀組分別管飼阿托伐他汀(5mg·kg-1·d-1)、普伐他汀，假手術(shù)組和心梗組管飼等量生理鹽水，至術(shù)后8周。實驗終點隨機抽取各組存活大鼠6只進行有關(guān)指標(biāo)檢測。

1．2．2血流動力學(xué)參數(shù)測定麻醉大鼠，分離右頸動脈并插管(PE50)，穩(wěn)定10min后記錄動脈收縮壓(APs)，然后將導(dǎo)管輕輕送入左室，經(jīng)多導(dǎo)生理記錄儀測量心率(HR)，左室舒張終末壓(LVEDP)和左室內(nèi)壓上升和下降最大速率(±dp／dtmax)。記錄完畢后，導(dǎo)管內(nèi)注入100g／L氯化鉀3mL處死大鼠，迅速開胸取出心臟并修剪，生理鹽水沖洗后濾紙吸干，用電子天平分別稱取右室質(zhì)量(RVW)及左室質(zhì)量(LVW)(包括室間隔)，分別與體質(zhì)量(BW)相比得到相對質(zhì)量,以LVW／BW表示左室肥厚程度。隨后將左心室自結(jié)扎線分為心尖部與心底部，心尖部置于甲醛溶液固定24h，脫水、石蠟包埋作組織切片待檢．心底部迅速置于液氮中凍存。

1．2．3梗死面積的測定垂直于長軸將左心室均勻切成4份，每份取5μm切片脫蠟做VG染色，在同樣參數(shù)下用圖象分析軟件測量梗死面積并取平均值。梗死面積=疤痕弧長/［(外周長+內(nèi)周長)／2］×100％。每張切片在遠離梗死區(qū)隨機取5個視野，以視野中所有膠原面積之和除以心肌纖維和結(jié)締組織面積總和，得到膠原容積分數(shù)(CVF)，血管旁膠原面積不計。

1．2．4血清MMP2表達水平的測定暴露心尖部，抽取5mL心室血，靜置1h后離心分離血清，標(biāo)本置-20℃冰凍保存，采用夾心酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)法測定血清MMP2水平。試劑盒由美國R&DSystem公司提供，采用酶標(biāo)多克隆抗體夾心法，使用美國伯樂公司生產(chǎn)550型酶標(biāo)儀測定。

1．2．5數(shù)據(jù)處理所有資料均采用SPSS軟件進行統(tǒng)計。所有數(shù)據(jù)均采用±s表示，組間比較用單因素方差分析，組間兩兩比較用SNK-q檢驗，為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2．1普伐他汀與阿托伐他汀對血流動力學(xué)及左、右心室相對質(zhì)量的影響術(shù)后8周MI組的左室舒張末壓，LVW／BW，RVW／BW較假手術(shù)組顯著增加()；±dp／dtmax較假手術(shù)組顯著減低();與MI組相比，MI+他汀組HR，LVEDP，LVW／BW,RVW／BW顯著降低(),但高于假手術(shù)組()，±dp／dtmax增高(P0．01)但低于假手術(shù)組()。MI+阿托伐他汀組(MI+A)，MI+普伐他汀組(MI+P)之間上述指標(biāo)均差異無顯著性(）。見表1。

表1各組L(R)VW／BW和血流動力學(xué)參數(shù)變化

VariationofhemodynamicsandL(R)VW／BWineachgroup

與假手術(shù)組比較：;與MI組比較：

2．2普伐他汀與阿托伐他汀對膠原沉積的影響VG染色示梗死面積在各組間無差異；MI組非梗死區(qū)小血管周圍及心肌間質(zhì)有較多膠原沉積，左室非梗死區(qū)CVF明顯增高()。與MI組相比，MI+他汀組左室非梗死區(qū)CVF降低()，但高于假手術(shù)組()。MI+阿托伐他汀組，MI+普伐他汀組之間上述指標(biāo)差異均無顯著性(),見表2。

2．3普伐他汀與阿托伐他汀對血清MMP2水平的影響MI組MMP2水平表達較假手術(shù)組顯著增高()。MI+他汀組與MI組相比，MMP2水平表達降低但較假手術(shù)組高()。MI+阿托伐他汀組，MI+普伐他汀組間上述指標(biāo)差異無顯著性()。見表2。

表2各組心梗面積、CVF及MMP2水平變化

VariationofMIarea，CVFandMMP2ineachgroup

與MI組比較：,；與假手術(shù)組比較：；與MI組比較：

3討論

近年研究發(fā)現(xiàn)他汀類藥物羥甲基戊二酸單酰輔酶A非調(diào)脂作用日益受到重視,其能提高血管內(nèi)皮的功能，促進內(nèi)皮細胞釋放氧化亞氮(NO)，增強NO依賴的冠狀動脈血管舒張及調(diào)節(jié)NO介導(dǎo)的心肌氧耗［4］。Dechend等［5］報道，長期服用他汀類藥物能夠減輕心肌肥厚，減少心肌纖維化，并可使心功能獲得改善，提示他汀類藥物對心肌結(jié)構(gòu)和功能有良好的保護作用。他汀類延緩和緩解心肌細胞外基質(zhì)重構(gòu)的作用已被廣泛應(yīng)用于各種器質(zhì)性心臟病引起的慢性心力衰竭，但對其干預(yù)細胞外基質(zhì)重構(gòu)的作用機制目前尚不清楚。

重構(gòu)是MI后心力衰竭的重要原因?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一組重要的降解基質(zhì)蛋白的酶類，能降解所有細胞外基質(zhì)成分。在衰竭心臟中，正常膠原組織被升高的MMPs降解，隨后被缺乏連接結(jié)構(gòu)的纖維性間質(zhì)取代，從而室壁變薄，左室擴張［6］。因此抑制MMPs的活性，減少正常心肌膠原網(wǎng)絡(luò)的破壞有益于預(yù)防逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)。MMP2是明膠酶，可降解明膠、纖維黏連蛋白、層連蛋白及IV、V型膠原，還能啟動纖維性膠原裂解過程。有報道MMP2改變早于左室重構(gòu)，其活性改變可能觸發(fā)左室重構(gòu)。大鼠心梗后MMP2的活性和蛋白含量在梗死區(qū)和非梗北區(qū)均增加,并可持續(xù)高表達［7］。他汀通過抑制MMP2減少纖維降解、穩(wěn)定粥樣斑塊［8］。

阿托伐他汀和普伐他汀為他汀類藥物。阿托伐他汀通過細胞色素P450系統(tǒng)3A4途徑進行代謝或生物轉(zhuǎn)化,而普伐他汀則顯著不同,并不通過CYP途徑進行代謝。普伐他汀與其他他汀類藥物相比具有極高的親水性。這種他汀類藥物在親水性能上的不同尚未證實具有臨床意義。因此比較普伐他汀與阿托伐他汀二者在心肌梗死后胞外基質(zhì)重構(gòu)及基質(zhì)金屬蛋白酶表達上的強弱也有一定的臨床意義。

本實驗顯示手術(shù)24h后給予他汀類管飼，他汀類藥物能改善鹽敏感性大鼠高鹽飲食后發(fā)生的心衰和心肌肥厚［9］。管飼他汀的心梗大鼠，其心室肥厚程度在用藥8周明顯輕于未用藥的心梗大鼠。且心臟舒張功能改善，證實了他汀類藥物的心臟功能保護效應(yīng)。8周后MI組LVW／BW，RVW／BW較假手術(shù)組明顯增加，左室CVF顯著增高，表明發(fā)生了心室重構(gòu)，這是引起舒張功能減退的主要原因。與MI組相比，MI+他汀組HR，LVW／BW，RVW／BW，LVEDP降低，±dp／dtmax增高，明顯改善了鼠MI8周后的心功能，這與張軍等［10］的研究結(jié)果一致。MI+阿托伐他汀組，MI+普伐他汀組兩個用藥組之間上述指標(biāo)差異均無顯著性()。這些結(jié)果表明他汀類藥物能有效地延緩心室重構(gòu)的進程，改善左室舒張功能。而阿托伐他汀與普伐他汀在心肌重構(gòu)上差異無顯著性。本實驗顯示，大鼠心梗后8周時血清MMP2水平表達增加，實驗還發(fā)現(xiàn)他汀能降低血清MMP2水平表達，提示他汀類藥物可能通過抑制MMP2的表達，減少心肌正常膠原網(wǎng)絡(luò)的破壞，從而緩解心梗后室壁變薄及左室擴張的趨勢。

綜上所述，他汀類藥物可能通過抑制MMP2，減少膠原網(wǎng)絡(luò)的分解破壞，減少反應(yīng)性膠原過度沉積，從而預(yù)防和逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)，改善心臟功能。在臨床上，AMI后他汀類藥物的應(yīng)用可能有利于改善心室重構(gòu)、保護心臟結(jié)構(gòu)，相對延緩心力衰竭，具有重要的臨床意義，而阿托伐他汀與普伐他汀在心室重構(gòu)方面差異無顯著性。

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