普伐他汀与阿托伐他汀对大鼠心梗后胞外基质重构及基质金属蛋白酶的影响

【摘要】  目的 探讨他汀类药物对大鼠心肌梗死(MI)后胞外基质重构的作用机制,以及普伐他汀与阿托伐他汀对基质金属蛋白酶?2（MMP?2）和心室重构的影响。方法 将雄性大鼠50只随机分为MI组、MI+普伐他汀组、MI+阿托伐他汀组和伪手术组。结扎冠状动脉前降支建立心肌梗死（MI）模型，在相应部位挂线不结扎作为伪手术组。8周后血流动力学检查,测量体质量(BW)、左、右心室质量(LVW，RVW)；苦味酸-酸性品红染色检测非梗死区的胶原容积分数(CVF)，ELISA法检测血清基质金属蛋白酶2(MMP?2)水平。结果 MI组RVW／BW，LVW／BW，左室舒张末压(LVEDP)、非梗死区CVF均显著升高，MMP?2的水平亦明显升高(P均<0.05)；与MI组比较，MI+他汀组的RVW／BW，LVW／BW,LVEDP，CVF显著降低，血清MMP?2水平显著减弱(P均<0.05)。两用药组间上述指标差异均无显著性(P>0.05)。结论 他汀类药物缓解了MI后心肌细胞外基质的重构，其机制可能与基质金属蛋白酶（MMPs）的表达和活性调节有关。而普伐他汀与阿托伐他汀两组药物在心肌重构中差异无显著性。

【关键词】  普伐他汀　阿托伐他汀　细胞外基质　基质金属蛋白酶?2

　　Abstract:Objective To investigate the statins’effect on myocardial extracellular matrix remodeling after myocardial infarction(MI)in rats,and pravastatin and atorvastatin influenced matrix metalloproteinase 2 (MMP?2) expression and ventricular remodeling. Methods Fifty rats were randomized into 4 groups：MI group，MI + pravastatin group,MI + atorvastatin group and sham?operation group．The models of MI were induced by ligated with anterior descending coronary artery；the sham?operation group was made by the same procedure without ligation．The rats were killed 8 weeks after operation to examine hemodynamic parameters，body weight (BW)，left and right ventricular weight(LVW，RVW)．Collagen volume fraction(CVF)was measured by using Van Gieson(VG)in noninfarcted region；the expressions of MMP?2 were detected with ELISA. Results The RVW/BW,LVW/BW,left ventricular end?diastolic pressure(LVEDP) and CVF increased significantly，and the level of MMP?2 were enhanced in MI group (P<0.05)．Compared with the MI group， RVW／BW ，LVW／BW,LVEDP and CVF decreased significantly and the level of MMP?2 were weakened in the MI+statins group(P<0.05). But there was no significant difference between the statins treated groups(P>0.05). Conclusion Statins can prevent myocardial extracellular matrix remodeling，which is associated with the MMP?2 expressions and activities．There were no significant differences in preventing myocardial extracellular matrix remodeling between pravastatin and atorvastatin groups.

　　Key words:pravastatin；atorvastatin；extracellular matrix；matrix metalloproteinases?2

　　心肌梗死(MI)后发生心室重构是MI后的代偿性反应，主要是非梗死区的心肌细胞、成纤维细胞增生肥大及基质胶原的代谢异常［1］，它贯穿于MI后心室肥大和心力衰竭的过程中。基质金属蛋白酶(MMPs)在细胞外基质降解和重构过程中起关键性作用［2］。近期研究显示他汀类药物有改善心衰和逆转心室重构的作用［3］，然而目前其机制尚不十分清楚。本实验用普伐他汀与阿托伐他汀管饲MI大鼠，采用ELISA法测定血清基质金属蛋白酶-2(MMP?2)的变化，旨在了解MMP?2在MI后左室重构及心衰发展过程中的改变及他汀类药物的干预作用，为预防和逆转左室重构与MI后心衰提供理论依据，并通过对MI后血流动力学参数及MMP?2水平的测定来比较普伐他汀与阿托伐他汀对胞外基质重构作用的差别。

　　1  材料与方法

　　1.1  材料

　　1．1．1  动物  雄性Wistar大鼠50只，体质量200～250 g，山西医科大学动物实验中心提供，合格证号：山医字第070101号。主要试剂：阿托伐他汀(商品名立普妥，辉瑞制药有限公司)；普伐他汀(商品名美白乐镇，施贵宝制药有限公司)；MMP?2试剂盒(购自美国R&D System公司)。

　　1．1．2  仪器  HX200动物呼吸机，BL?420E生物机能实验系统(山西医科大学基础医学院机能实验室)；Mias图像分析系统(山西医科大学基础医学院生理教研室)；显微摄像系统OlympusBXS0；数码相机Polaroid OMC。

　　1.2  方法

　　1．2．1  动物分组及MI模型制备  将50只Wistar大鼠随机抽取42只作为MI模型组，其余8只作为伪手术组。模型组给予戊巴比妥钠(30～50mg／kg) 麻醉，气管切开行气管插管，连接动物呼吸机，在左侧第4肋间逐层打开胸腔、心包，暴露心脏，用无损伤缝合线（7-0）结扎左冠状动脉前降支，结扎后心电图标准肢体导联Ⅱ导联ST段明显抬高，心室前壁变白。逐层关胸并排除胸腔气体。术后存活24 h者，MI模型组随机分为MI组(n=14)、MI+阿托伐他汀组(n=14)、MI+普伐他汀组(n=14)。伪手术组手术方法同模型组，但不结扎冠状动脉。MI+阿托伐他汀组、MI+普伐他汀组分别管饲阿托伐他汀(5 mg·kg-1·d-1)、普伐他汀（5 mg·kg-1·d-1），假手术组和心梗组管饲等量生理盐水，至术后8周。实验终点随机抽取各组存活大鼠6只进行有关指标检测。

　　1．2．2  血流动力学参数测定  麻醉大鼠，分离右颈动脉并插管(PE?50)，稳定10 min后记录动脉收缩压(APs)，然后将导管轻轻送入左室，经多导生理记录仪测量心率(HR)，左室舒张终末压(LVEDP)和左室内压上升和下降最大速率 (±dp／dtmax)。记录完毕后，导管内注入100 g／L氯化钾3 mL处死大鼠，迅速开胸取出心脏并修剪，生理盐水冲洗后滤纸吸干，用天平分别称取右室质量(RVW)及左室质量(LVW)(包括室间隔)，分别与体质量(BW)相比得到相对质量,以LVW／BW表示左室肥厚程度。随后将左心室自结扎线分为心尖部与心底部，心尖部置于甲醛溶液固定24 h，脱水、石蜡包埋作组织切片待检．心底部迅速置于液氮中冻存。

　　1．2．3  梗死面积的测定  垂直于长轴将左心室均匀切成4份，每份取5 μm切片脱蜡做VG染色，在同样参数下用图象分析软件测量梗死面积并取平均值。梗死面积=疤痕弧长/［(外周长+内周长)／2］×100％。每张切片在远离梗死区随机取5个视野，以视野中所有胶原面积之和除以心肌纤维和结缔组织面积总和，得到胶原容积分数(CVF)，血管旁胶原面积不计。

　　1．2．4  血清MMP?2表达水平的测定  暴露心尖部，抽取5 mL心室血，静置1 h后离心分离血清，标本置-20 ℃ 冰冻保存，采用夹心酶联免疫吸附测定( ELISA)法测定血清MMP?2水平。试剂盒由美国R&DSystem公司提供，采用酶标多克隆抗体夹心法，使用美国伯乐公司生产550型酶标仪测定。

　　1．2．5  数据处理  所有资料均采用SPSS 12.0软件进行统计。所有数据均采用±s表示，组间比较用单因素方差分析（ANOVA），组间两两比较用SNK-q检验， P<0.05为差异有统计学意义。

　　2  结果

　　2．1  普伐他汀与阿托伐他汀对血流动力学及左、右心室相对质量的影响  术后8周MI组的左室舒张末压（LVEDP），LVW／BW，RVW／BW较假手术组显著增加(P<0.01)；±dp／dtmax较假手术组显著减低(P<0.01);与MI组相比，MI+他汀组HR，LVEDP，LVW／BW,RVW／BW 显著降低(P<0.01),但高于假手术组(P<0.01)，± dp／dtmax增高(P<0．01)但低于假手术组(P<0.01)。MI+阿托伐他汀组(MI+A)，MI+普伐他汀组(MI+P)之间上述指标均差异无显著性 (P>0.05）。见表1。

　　表1  各组L(R)VW／BW和血流动力学参数变化（略）

　　Tab.1  Variation of hemodynamics and L(R)VW／BW in each group

　　与假手术组比较：aP<0.01;与MI组比较：bP<0.01 

　　2．2  普伐他汀与阿托伐他汀对胶原沉积的影响   VG染色示梗死面积在各组间无差异；MI组非梗死区小血管周围及心肌间质有较多胶原沉积，左室非梗死区CVF明显增高(P<0.05)。与MI组相比，MI+他汀组左室非梗死区CVF降低(P<0.05)，但高于假手术组(P<0.01)。MI+阿托伐他汀组，MI+普伐他汀组之间上述指标差异均无显著性 (P>0.05),见表2。

　　2．3  普伐他汀与阿托伐他汀对血清MMP?2水平的影响   MI组MMP?2水平表达较假手术组显著增高(P<0.01)。MI+他汀组与MI组相比，MMP?2水平表达降低（P<0.05） 但较假手术组高(P<0.05)。MI+阿托伐他汀组，MI+普伐他汀组间上述指标差异无显著性 (P>0.05)。见表2。

　　表2  各组心梗面积、CVF及MMP?2水平变化（略）

　　Tab.2  Variation of MI area，CVF and MMP?2 in each group

　　与MI组比较：aP<0.05,bP<0.01；与假手术组比较：cP<0.01；与MI组比较：dP<0.05

　　3  讨论
   
　　近年研究发现他汀类药物羟甲基戊二酸单酰辅酶A（ HMG?CoA）非调脂作用日益受到重视,其能提高血管内皮的功能，促进内皮细胞释放氧化亚氮(NO)，增强NO依赖的冠状动脉血管舒张及调节NO介导的心肌氧耗［4］。Dechend 等［5］报道，长期服用他汀类药物能够减轻心肌肥厚，减少心肌纤维化，并可使心功能获得改善，提示他汀类药物对心肌结构和功能有良好的保护作用。他汀类延缓和缓解心肌细胞外基质重构的作用已被广泛应用于各种器质性心脏病引起的慢性心力衰竭，但对其干预细胞外基质重构的作用机制目前尚不清楚。
   
　　重构是MI后心力衰竭的重要原因。基质金属蛋白酶(MMPs)是一组重要的降解基质蛋白的酶类，能降解所有细胞外基质成分。在衰竭心脏中，正常胶原组织被升高的MMPs降解，随后被缺乏连接结构的纤维性间质取代，从而室壁变薄，左室扩张［6］。 因此抑制MMPs的活性 ，减少正常心肌胶原的破坏有益于预防逆转心室重构。MMP?2是明胶酶，可降解明胶、纤维黏连蛋白、层连蛋白及IV、V型胶原，还能启动纤维性胶原裂解过程。有报道MMP?2改变早于左室重构，其活性改变可能触发左室重构。大鼠心梗后MMP?2的活性和蛋白含量在梗死区和非梗北区均增加,并可持续高表达［7］。他汀通过抑制MMP?2减少纤维降解、稳定粥样斑块［8］。
   
　　阿托伐他汀和普伐他汀为他汀类药物。阿托伐他汀通过细胞色素P450系统3A4途径进行代谢或生物转化,而普伐他汀则显著不同,并不通过CYP途径进行代谢。普伐他汀与其他他汀类药物相比具有极高的亲水性。这种他汀类药物在亲水性能上的不同尚未证实具有临床意义。因此比较普伐他汀与阿托伐他汀二者在心肌梗死后胞外基质重构及基质金属蛋白酶表达上的强弱也有一定的临床意义。
   
　　本实验显示手术24 h后给予他汀类管饲，他汀类药物能改善盐敏感性大鼠高盐饮食后发生的心衰和心肌肥厚［9］。管饲他汀的心梗大鼠，其心室肥厚程度在用药8周明显轻于未用药的心梗大鼠。且心脏舒张功能改善，证实了他汀类药物的心脏功能保护效应。8周后MI组LVW／BW，RVW／BW较假手术组明显增加，左室CVF显著增高，表明发生了心室重构，这是引起舒张功能减退的主要原因。与MI组相比，MI+他汀组HR，LVW／BW，RVW／BW，LVEDP降低，±dp／dtmax增高，明显改善了鼠MI 8周后的心功能，这与张军等［10］的研究结果一致。 MI+阿托伐他汀组，MI+普伐他汀组两个用药组之间上述指标差异均无显著性 (P>0.05)。这些结果表明他汀类药物能有效地延缓心室重构的进程，改善左室舒张功能。而阿托伐他汀与普伐他汀在心肌重构上差异无显著性。本实验显示，大鼠心梗后8周时血清MMP?2水平表达增加，实验还发现他汀能降低血清MMP?2水平表达，提示他汀类药物可能通过抑制MMP?2的表达，减少心肌正常胶原网络的破坏，从而缓解心梗后室壁变薄及左室扩张的趋势。
  
　　综上所述，他汀类药物可能通过抑制MMP?2，减少胶原网络的分解破坏，减少反应性胶原过度沉积，从而预防和逆转心室重构，改善心脏功能。在临床上，AMI后他汀类药物的应用可能有利于改善心室重构、保护心脏结构，相对延缓心力衰竭，具有重要的临床意义，而阿托伐他汀与普伐他汀在心室重构方面差异无显著性。

【】
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