普伐他汀與阿托伐他汀對大鼠心梗后胞外基質重構及基質金屬蛋白酶的影響

普伐他汀與阿托伐他汀對大鼠心梗后胞外基質重構及基質金屬蛋白酶的影響【摘要】目的探討他汀類藥物對大鼠心肌梗死(MI)后胞外基質重構的作用機制,以及普伐他汀與阿托伐他汀對基質金屬蛋白酶2和心室重構的影響。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組。結扎冠狀動脈前降支建立心肌梗死模型，在相應部位掛線不結扎作為偽手術組。8周后血流動力學檢查,測量體質量(BW)、左、右心室質量(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法檢測血清基質金屬蛋白酶2(MMP2)水平。結果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差異均無顯著性()。結論他汀類藥物緩解了MI后心肌細胞外基質的重構，其機制可能與基質金屬蛋白酶的表達和活性調節(jié)有關。而普伐他汀與阿托伐他汀兩組藥物在心肌重構中差異無顯著性。

【關鍵詞】普伐他汀阿托伐他汀細胞外基質基質金屬蛋白酶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)生心室重構是MI后的代償性反應，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膠原網(wǎng)絡的代謝異常［1］，它貫穿于MI后心室肥大和心力衰竭的發(fā)展過程中?；|金屬蛋白酶(MMPs)在細胞外基質降解和重構過程中起關鍵性作用［2］。近期研究顯示他汀類藥物有改善心衰和逆轉心室重構的作用［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法測定血清基質金屬蛋白酶-2(MMP2)的變化，旨在了解MMP2在MI后左室重構及心衰發(fā)展過程中的改變及他汀類藥物的干預作用，為預防和逆轉左室重構與治療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重構作用的差別。

1材料與方法1材料

1．1．1動物雄性Wistar大鼠50只，體質量200～250g，山西醫(yī)科大學動物實驗中心提供，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)科大學基礎醫(yī)學院機能實驗室)；Mias圖像分析系統(tǒng)(山西醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院生理教研室)；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，在左側第4肋間逐層打開胸腔、心包，暴露心臟，用無損傷縫合線結扎左冠狀動脈前降支，結扎后心電圖標準肢體導聯(lián)Ⅱ導聯(lián)ST段明顯抬高，心室前壁變白。逐層關胸并排除胸腔氣體。術后存活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)。偽手術組手術方法同模型組，但不結扎冠狀動脈。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，假手術組和心梗組管飼等量生理鹽水，至術后8周。實驗終點隨機抽取各組存活大鼠6只進行有關指標檢測。

1．2．2血流動力學參數(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)，然后將導管輕輕送入左室，經(jīng)多導生理記錄儀測量心率(HR)，左室舒張終末壓(LVEDP)和左室內壓上升和下降最大速率(±dp／dtmax)。記錄完畢后，導管內注入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量(RVW)及左室質量(LVW)(包括室間隔)，分別與體質量(BW)相比得到相對質量,以LVW／BW表示左室肥厚程度。隨后將左心室自結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，采用酶標多克隆抗體夾心法，使用美國伯樂公司生產(chǎn)550型酶標儀測定。

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)計學意義。

2結果

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

表1各組L(R)VW／BW和血流動力學參數(shù)變化

VariationofhemodynamicsandL(R)VW／BWineachgroup

與假手術組比較：;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()，但高于假手術組()。MI+阿托伐他汀組，MI+普伐他汀組之間上述指標差異均無顯著性(),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組高()。MI+阿托伐他汀組，MI+普伐他汀組間上述指標差異無顯著性()。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非調脂作用日益受到重視,其能提高血管內皮的功能，促進內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節(jié)NO介導的心肌氧耗［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構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重構的作用已被廣泛應用于各種器質性心臟病引起的慢性心力衰竭，但對其干預細胞外基質重構的作用機制目前尚不清楚。

重構是MI后心力衰竭的重要原因。基質金屬蛋白酶(MMPs)是一組重要的降解基質蛋白的酶類，能降解所有細胞外基質成分。在衰竭心臟中，正常膠原組織被升高的MMPs降解，隨后被缺乏連接結構的纖維性間質取代，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)絡的破壞有益于預防逆轉心室重構。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，其活性改變可能觸發(fā)左室重構。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重構及基質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。8周后MI組LVW／BW，RVW／BW較假手術組明顯增加，左室CVF顯著增高，表明發(fā)生了心室重構，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差異均無顯著性()。這些結果表明他汀類藥物能有效地延緩心室重構的進程，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)絡的分解破壞，減少反應性膠原過度沉積，從而預防和逆轉心室重構，改善心臟功能。在臨床上，AMI后他汀類藥物的應用可能有利于改善心室重構、保護心臟結構，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方面差異無顯著性。

【參考文獻】

［1］DETENA，HOlZlA，LEICHTM．Changesinextracellularmatrixandintransforminggrowthfactorbetaisoformsaftercoronaryarteryligationinrats［J］.JMolCellCardiol,2001,33(6):1191-1207．

［2］王海濤,劉昊,顏京霞,等.矽肺模型大鼠肺間質成纖維細胞MMP2和MMP9的表達［J］．第四軍醫(yī)大學學報,2005,26(19)：1751-1753．

［3］BAUERSACHSJ,GALUPPOP,FRACCAROLLOD,etal.ImprovementofleftventricularremodelingandfunctionbyhydroxymethylglutarylcoenzymeAreductaseinhibitionwithcerivastatininratswithheartfailureaftermyocardialinfarction［J］．Circulation,200l，104(9):982-985.

［4］MITALS，ZHANGX，ZHAOG,etal．Simvastatinupregulatescoronaryvascularendothelialnitricoxideproductioninconsciousdogs［J］．AmJPhysiolHeartCircPhysiol，2000,97(23)：2649-2657.

［5］DECHENDR,FIEBELERA,PARKJK,etal.AmeliorationofangiotensinII–inducedcardiacinjurybya3hydroxy3methylglutarylcoenzymeAreductaseinhibitor［J］.Circulation,2001,104：576-581.

［6］LIYY，F(xiàn)ENGYQ，KADOKAMIT，etal.Myocardialextracellula