田芮萌，秦文娟，冯 佳，王 臻，翟子敬，芦桂林
(石河子大学医学院第一附属医院超声医学科，新疆 石河子 832008)
砷污染已经成为全球普遍存在的环境问题。自然界中，砷多以三价(As2O3)及五价(NaAsO3)形式存在于水系及土壤内，生物体通过饮水或进食水产品而摄入砷。砷具有显著心脏毒性，可经氧化应激等多种途径损害心肌细胞，造成心脏结构及功能损伤[1-2]。红景天苷具有抗炎、抗肿瘤及调节代谢等功能[3]，其抗氧化作用能有效降低As2O3所致心血管疾病的发病率[4]。二维斑点追踪成像(two dimensional-speckle tracking echocardiography， 2D-STE)可利用分层应变技术评价左心室不同层次、不同节段应变能力，准确、灵敏地反映左心室功能变化[5-7]。本研究以2D-STE观察红景天苷对砷中毒大鼠受损心肌的保护作用。
1.1 实验动物与试剂 40只8周龄雄性SD大鼠，由新疆医科大学实验动物中心提供，体质量180～220 g，于18～26℃、湿度40%～70%条件下饲养，每日12 h光照，自由采食，定量给水。将大鼠随机分为红景天苷高剂量组(S30组)、红景天苷低剂量组(S15组)、模型组、无毒干预组(Sal组)及对照组，每组8只。本研究经院实验动物伦理委员会批准(批号：A2021-060-01)。
所用试剂及药物：As2O3(北京双鹭药业股份有限公司)；
红景天苷(北京索莱宝科技有限公司，纯度99%)；
戊巴比妥，肌肉型肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzymes-MB, CK-MB)试剂盒、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase， LDH)试剂盒、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase， SOD)试剂盒、丙二醛(malondialdehyde， MDA)试剂盒(南京建成生物工程研究所)。
1.2 制备模型 于适应性饲养1周后，每日9时以As2O3(5 mg/kg体质量)对S30组、S15组及模型组灌胃，对Sal组及对照组以无菌水灌胃，共30日。之后S30组予红景天苷30 mg/kg体质量、S15组及Sal组以红景天苷15 mg/kg体质量，模型组和对照组以无菌水灌胃，持续7日。记录大鼠一般情况。
1.3 超声检查 造模后12 h经腹腔注射2%戊巴比妥溶液麻醉、胸前区备皮后，以左侧卧位保定于工作台上，固定门齿及舌，连接小动物心电图。以Philips EPIQ 7C型彩色多普勒超声诊断仪(12S心脏探头，120～200帧/秒，12 MHz)连续采集>10个心动周期图像，获取常规超声心动图参数，包括左心室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic diameter， LVEDD)、左心室收缩末期内径(left ventricular end-systolic diameter， LVESD)、左心室短轴缩短率(left ventricular fraction shortening， LVFS)和左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)。采用2D-STE于乳头肌短轴平面获取左室中间段心内膜下/中层/心外膜下心肌整体圆周应变(global circumferential strain in subendocardial myocardium/middle myocardium/subepicardial myocardium， GCS-Endo/Mid/Epi)和心内膜下层心肌各节段圆周应变(circumferential strain， CS)，包括左心室中间段前壁/前间隔/后间隔/后壁/下壁/侧壁(anterior/antero-septum/inferd-septum/infero-lateral/inferlor/antero-lateral of mid-cavity segments， MA/MAS/MIS/MIL/MI/MAL)。测量3次，取平均值。
1.4 实验室及病理检查 经内眦静脉采血3 ml，检测血清CK-MB和LDH。之后处死动物，摘取其心脏并称重，计算心脏系数(心脏系数=心脏质量/体质量×100%)，检测心肌组织SOD、MDA，均重复检测3次，取平均值；
行HE染色，并于光镜下观察。
1.5 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布且方差齐的计量资料。采用单因素方差分析行多组间比较，两两比较采用LSD-t检验。以Pearson相关性分析评价分层应变参数与心肌标志物之间的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。
各组大鼠初始体质量差异无统计学意义 (P>0.05)。造模后S30组、S15组和模型组大鼠精神欠佳，反应迟钝，采食、饮水减少，毛色暗淡；
Sal组与对照组大鼠精神状况较好，反应迅速，采食、饮水正常，毛发光泽，体质量增加；
模型组末次体质量小于对照组(P<0.05)。各组大鼠心脏质量差异均无统计学意义 (P均>0.05)。
模型组与S30组、S15组及对照组心脏系数差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表1。S30组、S15组及模型组心肌细胞不同程度排列紊乱，细胞肿胀，细胞核浓缩、深染，胞浆染色加深，细胞间隙增宽，可见坏死灶及红细胞渗出，尤以模型组最著而S15组次之(图1)；
Sal组及对照组心肌细胞排列整齐，形态正常，结构完整，细胞核居中，细胞间隙均匀。
表1 大鼠体质量、心脏质量变化情况
图1 大鼠心肌组织病理图(HE，×100) A.S30组；
B.S15组；
C.模型组；
D.Sal组；
E.对照组
2.1 实验室指标 S30组、S15组及模型组CK-MB、LDH及MDA水平均高于、SOD水平均低于对照组(P均<0.05)，两两比较差异均有统计学意义 (P均<0.05)；
Sal组与对照组各指标差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表2。
表2 各组大鼠实验室指标比较
2.2 超声参数 S30组、S15组及模型组LVFS、LVEF均较对照组减低(P均<0.05)，且S30组及S15组明显高于模型组(P均<0.05)；
S30组与S15组、 Sal组与对照组LVFS、LVEF差异均无统计学意义(P均>0.05)。各组间LVEDD、LVESD差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表3。
S30组、S15组及模型组GCS-Endo、GCS-Mid和GCS-Epi均较对照组减低(P均<0.05)，且组间GCS-Endo两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)；
Sal组与对照组差异无统计学意义(P均>0.05)。S30组、S15组及模型组各节段应变参数均较对照组减低(P均<0.05)，S30组和S15组CS-MA、CS-MAS、CS-MIS、CS-MIL及CS-MI均高于模型组(P均<0.05)，S30组CS-MA、CS-MIL和CS-MI均高于S15组(P均<0.05)；
Sal组与对照组各节段应变参数差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表3及图2～4。
表3 各组大鼠超声参数比较
图2 大鼠GCS-Endo及各节段CS A.S30组；
B.S15组；
C.模型组；
D.Sal组；
E.对照组
2.3 相关性 GCS-Endo、GCS-Mid、GCS-Epi与CK-MB(r=-0.926、-0.813、-0.738，P均<0.05)和LDH(r=-0.908、-0.803、-0.737，P均<0.05)均呈负相关。
血清CK-MB、LDH水平可反映心肌受损程度[8]，心肌组织SOD、MDA含量代表其过氧化及抗过氧化水平[9]，由此可观察砷中毒后心肌损伤及恢复情况[10]。本研究以As2O3对大鼠灌胃，构建砷中毒大鼠模型，发现模型鼠活动逐渐迟缓，毛发稀疏，精神欠佳，S30组、S15组和模型组较对照组CK-MB、LDH及MDA上升、SOD下降，LVEF、LVFS降低，且病理见心肌细胞受损表现，表明砷中毒可致大鼠心肌细胞结构及功能受损；
予红景天苷灌胃后S30组、S15组大鼠一般情况好转，CK-MB、LDH及MDA下降而SOD上升，心肌细胞病理形态有所好转，LVFS和LVEF也有所升高，而S30组与S15组间并无明显差异，提示红景天苷可在一定程度上促进砷中毒大鼠心肌细胞和心脏结构功能恢复；
但常规超声心动图敏感度欠佳，且受心率、检测角度等因素影响较大，无法用于评估红景天苷剂量与心肌功能恢复程度的关系[5]。
2D-STE可标记并追踪心内膜位移，利用后处理技术直接观察各层心肌不同节段的应变能力，更加精确、直接地反映左心室功能[6]。本研究2D-STE结果显示，砷中毒大鼠心肌应变能力低于正常大鼠，且模型组改变较S30组及S15组更为明显，与常规超声心动图所见相符。砷对大鼠各层心肌的毒害作用有所不同[11-12]。本研究发现砷中毒后大鼠GCS-Endo下降最为明显，而予红景天苷后GCS-Endo恢复也最快，且相关性分析提示各层心肌GCS与CK-MB、LDH均呈负相关，尤以GCS-Endo相关性最高，提示心内膜下心肌细胞对砷和红景天苷均更为敏感，可能原因在于砷进入循环系统后最先累及由冠状动脉终末支供血的内层心肌细胞[13]。
图3 大鼠GCS-Mid及各节段CS A.S30组；
B.S15组；
C.模型组；
D.Sal组；
E.对照组
本研究中，砷中毒大鼠心肌所有节段CS均较对照组降低；
予红景天苷后，除MAL外，各节段 CS均较模型组增高，且S30组MA、MIL及MI的CS均高于S15组，提示砷中毒可损伤左心室各节段心肌，而红景天苷有助于大部分节段恢复，且药物剂量对各节段心肌细胞产生的效果可能不同，原因可能在于不同节段心肌细胞对红景天苷的敏感度不同。本研究Sal组与对照组间超声应变参数、生化指标及心肌病理形态学表现均无显著差异，提示对正常个体短期使用红景天苷不会对心脏结构及功能产生显著影响，即无明显心脏毒副作用。
综上，2D-STE可早期发现砷中毒大鼠左心室功能变化，评估心肌受损及使用红景天苷后恢复情况，具有较高敏感度。本研究的主要局限性：①行超声心动图检查时，因切面受限，未能与纵向应变参数进行对比；
②仅设置2组不同剂量红景天苷，观察剂量依赖性的价值有限，有待进一步观察。
——题《圣山系-金巅》草堂(2020年9期)2020-11-18高血压伴左心室肥厚如何选用降压药？科学养生(2018年6期)2018-10-15HPLC法同时测定3种红景天药材中5种化学成分的含量中国药房(2018年18期)2018-09-10组织多普勒技术对肝硬化肾功能损害患者左心室舒张功能障碍的评价医学研究杂志(2015年12期)2015-06-10