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目的:
探讨炎症因子在低温恶化心力衰竭中的作用及促红细胞生成素(hypothermia,EPO)的保护机制。
方法:
雄性SD大鼠120只,2～3月龄,体重240～260g,随机分2组,分别为①对照组(A组)10只:②阿霉素(adriamycin,ADR)组110只；ADR组均予腹腔注射ADR制作大鼠心衰模型(2.5mg·kg-1·d-1,2次/周,连续5周),A组予腹腔注射同体积的生理盐水(2次/周,连续5周)。后行经胸壁超声心动图(transthoracic echocardiography,TTE)测定心功能,判断心衰模型是否建立成功。再将ARD组中造模成功存活下的76只大鼠按照随机原则分为①常温心衰组(B组)19只；②低温心衰组(C组)19只；③EPO常温心衰组(D组)19只；④EPO低温心衰组(E组)19只。第6周,D、E组腹腔注射EPO(4000IU·kg-1·d-1,连续4天)；A、B、C组均予腹腔注射同体积的生理盐水(1次/天,连续4天)；第7周将C、E组大鼠放置于气候箱中(4℃,4小时/天,连续4天),A、B、D组温度与外界温度相同,整个过程重复4天。实验过程中定期观察大鼠的精神状态及死亡情况,实验第7周末(即将C、E组从气候箱中取出当天)行心脏彩超测定心功能及终止实验。心脏标本常规HE染色观察心室肌病理变化,免疫组化法观测心室肌组织中炎症因子IL-6、IL-1β、TNF-α的表达水平、实时荧光定量PCR法测定心室肌组织中炎症因子IL-6、IL-1β、TNF-αmRNA表达量。
结果:
在腹腔注射ADR诱导建立心衰模型过程中,大鼠出现阿霉素中毒的表现,且死亡34只；A组未见上述中毒症状及死亡情况；心衰造模成功后,C组在放置低温气候箱过程中死亡4只,E组死亡1只。
(1)心功能水平:与A组相比,其余四组经ADR处理后,LVEDD、LVESD增加(p<0.05),LVEF、FS降低(p<0.05)；与B组相比,C组LVEDD、LVESD增加(p<0.05),LVEF、FS值增加(p<0.01),D组LVEF、FS值下降(p<0.01),LVEDD、LVESD减小(p<0.01)；与D组相比,E组LVESD增加(p<0.01),LVEF、FS值下降(p<0.01),上述结果显示低温能进一步使心功能恶化,EPO可改善心衰大鼠心功能。
(2)HE染色:光镜下可见对照组大鼠心肌细胞形态结构基本正常,其余四组心肌组织内可见不同程度的少量炎性细胞浸润、间质充血水肿、心肌细胞玻璃样变性及坏死。与常温心衰组相比,低温心衰组玻璃样变性及坏死更明显；EPO常温心衰组上述改变较常温心衰组轻。
(3)免疫组化:光镜下可见心肌细胞胞浆内棕黄或棕褐着色。与A组相比,其余四组心肌组织内IL-6、IL-1β、TNF-α阳性细胞百分比增高,差异有统计学意义(P<0.05)；与B组相比,C组心肌组织IL-6、IL-1β、TNF-α阳性细胞百分率增高,D组心肌组织IL-6、IL-1β、TNF-α阳性细胞百分率下降,差异均有统计学意义(P<0.05)；与D组相比,E组心肌组织IL-6、IL-1β、TNF-α阳性细胞百分率下降,差异有统计学意义(P<0.05)。
(4)基因表达:与A组相比,其余四组心衰大鼠心室肌组织IL-6、IL-1β、TNF-α mRNA表达量上调,差异有显著意义(p<0.01；与B组相比,C组心衰大鼠心室肌组织IL-6、IL-1β、TNF-α mRNA表达上调,差异有显著意义(p<0.01),D组IL-6、IL-1β、TNF-α mRNA表达下调,差异有统计学意义(P<0.05)；与D组相比,E组IL-6、IL-1β、TNF-α mRNA表达上调,差异有统计学意义(p<0.05)。
结论:
(1)低温促使心衰大鼠心功能进一步恶化,其机制之一可能为低温环境刺激心衰大鼠心肌组织炎症反应加重。
(2)EPO调节IL-6、IL-1β、TNF-α的转录水平,从而抑制炎症反应,达到改善及拮抗低温恶化心衰大鼠心功能的作用。