全身亚低温对家兔持续性急性心肌梗死24h梗死面积的研究
作者：王云中 孟庆义 钱远宇
【关键词】 低温
摘 要：目的：探讨亚低温疗法对家兔持续性心肌梗死24h梗死面积的影响。方法：13只家兔随机分为常温组和亚低温组，开胸结扎心脏前降支建立急性心肌梗死模型。亚低温组通过物理降温使结扎后30min体温降到35℃以下，保持在33～35℃之间；常温组体温维持在38℃以上，取心染色切片，梗死心肌和左室心肌重量。结果：①常温组恶性心律失常发生率高于亚低温组（1/7比0/6），死亡率也高于亚低温组（1/7比0/6）。②亚低温组梗死24h血清CK- MB活力低于常温组（34119.33±11532.69比46950±12915U/L；P=0.099）。③亚低温组梗死心肌重量与常温组相近（0.57±0.05比0.60±0.09；P>0.05）。占左室心肌重量的比例也相近（16±1%比16±1%；P>0.05）。结论：亚低温疗法并不能缩小家兔持续性心肌梗死24h的面积，但可以减少心肌酶的释放，延缓心肌细胞的坏死速度。
关键词： 亚低温； 心肌梗死； 心肌缺血； 家 兔
Experimental Study of Continuous Coronary Artery Occlusion for 24hours on the Acute Myocardial Infarction Size of Body Mild Hypothermia in Rabbits
Abstract： Objective： To study the effect of body mild hypothermia on the myocardial infarction size in continuous coronary artery occuluded for 24 hours in rabbits. Method： 13 rabbits were randomly divided into 2 groups:mild hypothermia group and control group. Each group underwent 24 hours of left anterior descending coronary artery occulusion. Core temperatures were measured with thermistor. The mild hypothermia group received ice cooling around the body and the core temperature was dropped to 33～35℃ after occluded for 30 minutes, while the control group's body temperature were kept above 38℃.The infarct area were determined with triphenyl tetrazolium Chloride(TTC).Result：① The frequency of malignant arrtythmia of the control group was higher than that in the mild hypothermia group(1/7VS.0/6),and the mortality was also higher compared with the control group(1/7Vvs.0/6).②After 24 hours coronary occlusion, the changes of serum CK- MB activities in mild hypothermia group were lower in the control(34119.33±11532.69vs.46950±12915u/l;p=0.099).③The size of infarct myocardium of the mild hypothermia group were almost the same as that of the control group (0.57±0.05gvs.0.60±0.09g;P>0.05 and of the left ventricle size(16±1% vs.16±1%;p>0.05)were almost the same as that of the control group. Conclusion： Body mild hypothermia cannot reduce the size of infarction in continuous coronary artery occlusion for 24hours,but it can reduce the release of the myocardial enzyme and delay the necrosis speed of the myocardial cells.
Key words： Mild hypothermia; Myocardial infarction; Myocardial ischemia; Rabbits
低温疗法是临床上多种疾病的重要手段之一，特别是在心脏外科手术和颅脑损伤的救治中，目前已经取得了良好的效果并积累了丰富的经验［1，2］。国外一些动物实验结果表明心脏局部低温有缩小急性心肌梗死面积和改善心功能的作用，但由于体温过于降低会引起低血压、心律失常、血液黏度增加等不良反应，且操作方法复杂，故不适合于急性心肌梗死的内科治疗，而没有进行深入探讨。近几年来，随着人们对再灌注损伤等病理生理过程的认识，提出了亚低温（32～35℃）的新概念，尤其是冬眠药物加物理降温方法，由于其应用方法较简单，无明显不良反应，而广泛应用于临床并取得了一定进展。可是亚低温疗法应用于急性心肌梗死却还处于一个起步的阶段，据此，本研究在家兔急性心肌梗死模型中观察亚低温疗法对心肌梗死面积的影响。
1 材料与方法
1.1 实验动物与试剂：健康新西兰家兔13只，雌雄不拘，体重2.42±0.12kg，由解放军总实验动物中心提供；麻醉药物速眠新(又名846合剂，为保定宁、氟哌啶醇等药物制成)由长春军需大学兽医研究所提供，分别用生理盐水和磷酸盐缓冲液（PBS）配成2%和1%的溶液。
1.2 实验分组：随机分为两组：常温组家兔7只,亚低温组家兔6只。常温组在实验过程中体温维持在38℃～40℃之间；亚低温组从开胸时开始物理降温，冠状动脉结扎30min时将体温降到35℃以下，以后保持在35℃～33℃之间。
1.3 实验方法
1.3.1 手术方法：二组动物开胸手术过程相同。常温组实验动物经速眠新（0.2ml/kg）肌肉注射麻醉后覆盖薄毯保温，四肢及胸壁连接心电图电极，于结扎冠状动脉30min时记录心电图；经食道插入漂浮导管约15cm到右心房后侧，利用其前端热敏电阻探头连续测量动物深部温度。沿胸骨中线微略偏左切开皮肤至剑突上0.5cm，于胸骨左侧剪开第3、4肋软骨，拉开胸壁，轻提并剪开心包，缝做心包床。暴露心脏前降沟和冠状动脉前降支。用手术刀柄推开左心耳，于前降支第一分支下小圆针1号缝后线扎前降支主干24h。24h时处死动物，取血送检心肌酶。亚低温组动物实验步骤相似，但在麻醉后不予保温，开胸时在动物周围放置冰块逐渐降低体温，依据心房后食道温的监测来调节冰块的数量和位置，使温度保持在35℃～33℃之间3h。3h后给动物保温，24h时处死动物，取血送检心肌酶。
1.3.2 梗死面积染色方法：结扎冠脉24h后，10%氯化钾5ml静脉注射处死动物，立即取下心脏，生理盐水冲洗，称心脏重量，置于冰箱中冷冻10min后，平行于冠状沟均匀地将心室横断切成5片，将切片置于1%TTC溶液中；37℃水溶10～15min，10%甲醛固定24h。心肌切片红染区域代表正常供血心肌，不红染的灰白色区域为梗死心肌，照相并计算切片各部分心肌的相对面积：梗死心肌面积（infarct sie, IS）和左室心肌面积（left ventricle size, LVS），计算各部分的相对面积百分比，并求出各自的重量。
1.3.3 血清肌酸激酶：血清肌酸激酶（creatine kinase, CK）测定采用37℃速率法，其同工酶CK-MB测定采用免疫抑制法。
1.4 统计学处理：使用STATA软件包进行统计分析，所有结果均采用均数±标准差表示，计数资料的比较采用x2检验或Fisher精确P检验；成组计量资料的比较采用student 检验；P<0.05被认为有统计学意义。
2 结 果
2.1 一般情况：常温组家兔7只，亚低温组家兔6只，雌雄不拘，两组体重（2.40±0.13kg比2.44±0.12kgP>0.05）、心脏重量（6.33±0.52g比6.09±0.41g P>0.05）麻药用量、手术时程，等比较均无统计学差异。冠状动脉结扎后常温组心室颤动的发生率为14%（1/7），高于亚低温组0%（1/6），差异不显著。常温组死亡率为14%（1/7），亚低温未见家兔死亡。常温组和亚低温各有6例数据列入统计学分析。
2.2 温度监测：两组动物实验过程中体温变化见图1。亚低温组动物体温从开胸时开始下降结扎冠状动脉时已明显低于常温组（36.2±1.5℃,n=6比38.7±1.0℃,n=6;P<0.01）,结扎后30min时已降到35℃目标体温（34.8±1.2℃比38.3±1.0℃;P<0.01）。随后在34℃左右波动；常温组体温维持在38℃～40℃。
2.3 血清酶学变化：两组动物急性心肌梗死后24h心肌酶学改变见表1和表2。心肌梗死后24h亚低温组CK和CK- MB均低于常温组，其中CK- MB降低差异接近显著（p=0.099）。这表明急性心肌梗死时，亚低温治疗后可以减少坏死心肌心肌酶的释放，延缓心肌细胞的坏死速度。
图1 常温组和亚低温组的体温变化趋势图（略）（注： 30和0min分别表示麻醉，开胸和结扎冠状动脉）
表1 两组家兔心肌梗死后24h心肌酶CK活动（略）
表2 两组家兔心肌梗死后24hCK- MB活力（略）
2.4 心电图改变：结扎冠脉后，以胸导联为主，心电图ST段出现明显抬高，并和T波形成单向曲线（见图2）。
图2 结扎前降支前后心电图胸导联V3的变化（略）
2.5 心肌梗死面积比较：心肌切片经TTC溶液水浴后可以分辨缺血区和梗死区，前者被染成红色，后者为灰白色。心肌切片染色后各部分心肌重量和面积的比较分别见表3和表4。
表3 急性心肌梗死后两组梗死心肌重量比较（略）
表4 急性心肌梗死后两组梗死的心肌面积的比较（略）
2.6 复温速度对家兔的影响：本实验中亚低温组实施亚低温3h后给予家兔棉被保温，周围放置热水袋，复温速度约0.1℃/10min，结果亚低温组家兔复苏的速度快于常温组，家兔的精神状态，进食饮水等一般情况优于常温组。
3 讨 论
急性心肌梗死是当今危害人类最主要的心血管急危症之一，由于其发病急、病情重，患者死亡率很高。虽然近年来急性心肌梗死的进展迅速，但是人们发现在溶栓疗法以及介入性治疗等冠状动脉再通手段应用以后，即使冠状动脉血流达到了TIMI3级的再灌注，许多患者的临床预后还是很差，目前认为这主要是与微血管栓塞、冬眠心肌和顿抑心肌等机制有关，故如何进行急性心肌梗死患者濒危心肌的保护，进一步改善其预后，已成为心肌梗死临床研究中的一个重要课题。本研究表明，亚低温疗法可以降低家兔急性心肌梗死后恶性心律失常的发生率和死亡率。本研究结果表明亚低温疗法未能缩小持续性心肌梗死24h的面积，但可以减少心肌酶的释放，延缓心肌细胞的坏死速度，从而为急性心肌梗死的治疗开辟了一条新途径。关于低温技术与心肌保护作用的研究，开始于20世纪80年代。有些学者曾探讨了低温对急性心肌梗死的保护作用，当时的低温方法都采用轻度或中度低温，对32℃以上的亚低温心脏保护研究较少。影响心肌梗死面积的因素有缺血时间、缺血面积、侧枝循环等因素［3～6］。Chien等对“正常体温范围”（35～42℃）的35只家兔给予30min前降支闭塞，3h再灌注，记录实验过程中动物的体温、心率变化。他们对梗死心肌面积（IS），缺血心肌面积（AAR）与温度变化的关系进行线形回归分析，结果显示在35～42℃之间，梗死面积与温度明显正相关（不起博组r=0.75）；起搏组r=0.88）和心率变化不相关［7］。Duncker等人用猪对35～39℃温度区间进行了相似的实验，实验结果和Chien相近，梗死面积和温度明显相关（r=0.71），并推算温度每降低1℃，IS占AAR的比例下降约20%［8］。Miki等用32～35℃亚低温对家兔心梗面积的影响进行了研究，结扎前降支30min后再灌注3h，结果表明：对照组IS/AAR比值为37.3±2.5%，亚低温组缺血前达到32℃低温可使比值降到3.6±1.3%，缺血10min后达到32℃者降到8.1±1.2%，缺血20min后达到32℃低温对家兔的血流动力学没有明显影响，没有严重心律失常出现，所以不需要额外的循环支持［9］。本研究结果显示24h亚低温组CK和CK-MB的水平低于常温组，特别是CK-MB降低差异接近显著（P=0.099）这表明急性心肌缺血时，亚低温治疗可以减少坏死心肌细胞心肌酶的释放，延缓心肌细胞的坏死速度。两组动物血清CK和CK-MB的数值很高，考虑原因和手术本身的创伤有关。但由于实验过程相同，其他影响因素也平衡，所以二者的结果还是具备可比性。本试验中，两组动物24h的梗死面积相近，差异无统计学意义（P>0.05）。这可能与冠状动脉持续阻塞缺血24h梗死面积达到最大值有关。Tetsaji等用犬109只，58只阻塞冠状动脉24h，51只阻塞48h，结果心肌梗塞面积在头24h达最大值，心肌梗死面积和濒危心肌面积成正比，决定梗死面积的主要因素是濒危心肌面积和测枝循环的水平［10］。本研究在降温方法上，采取了全身降温的方式，模拟了临床冰床等成熟降温设备的使用，实验证明这种降温方式在家兔的降温中是安全有效的，完全可以在计划时间内达到亚低温的目标温度。在体温测量上，首次采用了心房后食道温度来表示机体的中心温度。结果表明心房后食道温度检测简便灵敏，可以非常接近地反映心脏本身的温度变化。低温对心肌梗死的保护作用机制［11］，目前认为可能与降低心肌耗氧量和减缓心肌缺血时ATP消耗速度有关。Miki等曾从细胞水平做了研究，发现低温时心肌细胞收缩力下降，支持心肌氧耗降低的结论。低温还可以引起轻度心率下降，但没有证据表明它与心肌保护作用有关。也有研究表明低温可以减低热休克蛋白Hsp70的表达，抑制心肌细胞内外Na+/Ca+交换，减轻再灌注时细胞内钙离子负荷，从而产生心肌保护作用。另外，有作者把低温和缺血预处理（ischemia precondition，IP）、腺苷拮抗剂等联合起来研究，结果表明低温的保护作用是独立存在的，联合应用的心肌保护作用可以累加。总之，本研究表明亚低温应用于急性心肌梗死时可以减少心肌酶的释放，廷缓心肌细胞的坏死速度，为临床上采用亚低温疗法治疗心肌梗死奠定了一定的理论基础，但有关亚低温治疗的诸多环节还有待于进一步探讨。
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