Langendorff心脏灌流技术(针对心肌缺血再灌注)的应用和发展

Langendorff离体心脏灌流模型技术具有可重复性强、给药方便和技术要求低等特点,常被用于研究心肌缺血再灌注损伤。该模型排除了其他器官系统、神经系统或体液等影响。本文对该技术的步骤、动物的选择、灌流模式、灌注液的选择、检测的指标、缺血方式以及缺血和灌流时间的选择等方面进行了综述和优缺点的评价。

Langendorff离体心脏灌注模型的制备及应用

离体心脏灌注模型通过主动脉逆行插管灌注灌流液,经冠状动脉血管营养心肌,维持离体心脏持续搏动,可用于器官水平心脏功能研究;或灌注含胶原酶的溶液分离单个心肌细胞用于心肌细胞或分子功能研究。根据研究目标条件选用适宜动物,成功制备离体心脏Langendorff灌注模型,需要选用合宜的灌注液、控制灌注压力流量及温度,娴熟的麻醉取心、主动脉插管及灌注操作,保证离体心脏良好灌注,才能制得功能良好的离体搏动心脏或心肌细胞,用于心脏生理、药理、临床应用基础研究。其与在体心脏相比有一定局限性,但该模型制备简便经济,重复性好,适用于心脏功能学研究。

适用于Langendorff离体心脏灌流大鼠心肌梗死动物模型的建立

目的建立适用于Langendorff离体心脏灌流大鼠心肌梗死的动物模型,为评价干细胞移植对急性心肌梗死后的心功能变化提供基础。方法选用Sprague-Dawley(SD)大鼠16只,结扎其左冠状动脉前降支中远1/3处,在结扎前后通过MPA多导生理记录仪连续描记心电图;4周后再次开胸进行Langendorff离体心脏灌流测定左室心功能和心肌组织病理学检查;另选仅开关胸后存活的10只SD大鼠作为对照组。结果造模成功率为62.50%(10/16);心电图动态监测在冠脉结扎后出现ST-T抬高的融合波,30 min后可见病理性Q波;4周后Langendorff离体心脏灌流装置系统检测显示左室收缩压峰值(LVSP)、左室内压等容相最大上升及下降速率(+dp/dtmax,-dp/dtmax)等指标较对照组降低,左室舒张末压峰值(LVEDP)则反之;病理组织切片可见结扎区域心肌纤维排列紊乱、坏死心肌被纤维组织取代。结论通过结扎左冠脉前降支的方法,4周后能够形成稳定的适用于Langendorff离体心脏灌流的心肌梗死动物模型,该模型能应用于干细胞移植对心脏功能影响的研究。

内皮衍生舒张因子对缺血（缺氧）、再灌注（复氧）心肌的保护作用

血管内皮产生的内皮衍生舒张因子（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉｕｍ－ｄｅｒｉｖｅｄｒｅｌａｘｉｎｇｆａｃｔｏｒ，ＥＤＲＦ）即一氧化氮（ｎｉｔｒｉｃｏｘｉｄｅ，ＮＯ）。本工作分别在大鼠Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ离体心脏灌流模型和培养的大鼠心肌细胞上观察了ＮＯ、ＮＯ的前体物质Ｌ－精氨酸（Ｌ－Ａｒｇ）、ＮＯ的合成阻断剂Ｌ－硝基精氨酸（Ｌ－ＮＮＡ）对心肌缺血（缺氧）再灌注（复氧）损伤的影响。结果：（１）离体心脏停灌３０ｍｉｎ后，用含ＮＯ的Ｋ－Ｈ液再灌流时可显著增加冠脉流量、左室内压及±ｄｐ／ｄｔｍａｘ，而用含Ｌ－ＮＮＡ的Ｋ－Ｈ液再灌流则作用相反。Ｌ－Ａｒｇ可部分逆转Ｌ－ＮＮＡ的收缩冠脉作用，而其单独作用却不能改善心肌血供和心肌收缩力。ＮＯ降低心肌组织ＭＤＡ（丙二醛）和ＮＡＧ酶（Ｎ－乙酰－β－Ｄ－氨基葡萄糖苷酶）含量，而Ｌ－ＮＮＡ则使之增加。（２）培养心肌细胞缺氧后复氧，同时加入ＮＯ，Ｌ－Ａｒｇ或Ｌ－ＮＮＡ三种物质对心肌细胞内Ｃａ２＋含量均无显著影响，但均可降低缺氧再给氧培养液中ＭＤＡ，ＮＡＧ酶含量。以上结果表明，ＮＯ对缺血（缺氧）、再灌注（复氧）心肌具保护作用。其作用机制可能与ＮＯ改善再灌流心肌血供及减弱氧自由基损伤有关。

人参皂苷Rg1预处理对大鼠离体心缺血/再灌注损伤的保护作用

目的：探讨人参皂苷Rg1对离体大鼠心缺血/再灌注（I/R）损伤的保护作用。方法：选取SPF级SD大鼠随机分为正常对照组、I/R组、人参皂苷Rg1（1、5、10、20μmol/L）处理组。利用Langendorff灌流系统建立大鼠离体心I/R损伤模型。Lab Chart电生理系统实时监测心功能指标，血清生化检测心流出液中心肌酶含量，TTC染色法测定心肌梗死面积。结果：不同浓度人参皂苷Rg1均可改善心肌I/R损伤引起的左室发展压（LVDP）和左室内上升/下降最大速率（±dp/dtmax）的下降，并降低流出液中乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌红蛋白（MYO）和肌钙蛋白-I（TroI）的含量，显著减少心肌梗死面积。其中5μmol/L和10μmol/L浓度的人参皂苷Rg1对心的保护作用最显著。结论：人参皂苷Rg1具有药物预适应作用，改善心肌I/R损伤后的心肌生理功能，减少流出液中心肌酶的释放和心肌梗死面积，从而发挥抗心肌I/R损伤的保护作用。

丹红注射液减轻DPPH所致离体心脏功能损伤的作用研究

[目的]在大鼠离体心脏灌流系统上观察丹红注射液对二苯基三硝基苯肼(DPPH)自由基所致心功能损伤的保护作用。[方法]大鼠离体心脏采用Langendorff灌流,基础平衡30 min后进行各组预给药10 min后,用含0.25μmol/L DPPH的K-H液灌流心脏10 min,造成心脏功能损伤,最后用K-H液灌流10 min进行恢复。记录灌注压(PP)、左心室舒张压(LVEDP)、左心室收缩压(LVSP)、心率(HR)、左心室内压最大上升速率(+dp/dtmax)、左心室内压最大下降速率(-dp/dtmax),并计算心率压力乘积(RPP)。[结果]丹红注射液灌注10min可以显著降低灌注压,扩张冠状动脉。DPPH自由基损伤后RPP、+dp/dtmax显著降低,-dp/dtmax显著升高。用含丹红注射液的K-H液预处理10min,丹红2.5μL/mL组、丹红5μL/mL组可以减轻DPPH自由基导致的心脏功能损伤。[结论]在离体心脏模型中丹红注射液能扩张冠状动脉,减轻外源性自由基对心脏功能的损伤。

用于核磁共振检测的离体心脏灌流模型

本报告是关于核磁共振研究生理学问题的灌流模型。我们解决了Langendorff灌流装置用于核磁共振研究时存在的问题，如远距离灌流、保温、保氧和灌流液回收等，建立了稳定的可供核磁共振测量用的灌流模型。在这个装置中高体大鼠心脏的节律性活动可维持90min以上。

天麻素预处理对大鼠离体心脏缺血／再灌注损伤的保护作用

目的探讨天麻素对大鼠离体心脏缺血/再灌注(I/R)损伤的保护作用。方法 60只SD雄性大鼠随机分为正常对照组、缺血/再灌注组、天麻素预处理(10、50、100、200μmol/L)组,应用Langendorff离体心脏灌注系统建立心脏I/R损伤模型。除正常对照组外,各组分别进行平衡灌注、全心停灌/再灌处理,从心功能各项指标、心肌酶学、心肌梗死面积(TTC染色)及组织病理学(HE染色)变化4个层面评估天麻素预处理对大鼠离体心脏(I/R)损伤的影响,评价不同浓度天麻素预处理对心脏(I/R)损伤心肌的保护作用。结果与缺血/再灌注组相比,不同浓度天麻素预处理组均可改善缺血/再灌注损伤心功能的各项指标,包括左心室发展压(LVDP)、左室内压上升/下降最大速率(±dp/dtmax)和心率(HR);并降低冠脉流出液中肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)和肌钙蛋白(Trop-I)的活性,有效减少心肌梗死面积,其中以100μmol/L浓度的天麻素效果最显著(P<0.05)。结论天麻素预处理对大鼠离体心脏缺血/再灌注引起的心肌损伤有保护作用,其中以100μmol/L的保护作用最为显著。

冠心灵对冠脉血流量、心肌收缩力和心电活动的影响

目的 :研究中药复方制剂冠心灵的心血管作用并初步探讨其作用机制。方法 :运用细胞内微电极技术、L angendorff离体心脏灌流和心率变异性功率谱分析等方法 ,研究冠心灵对心肌细胞动作电位的影响 ;观察其对冠脉血流量和心肌收缩力的作用 ;分析冠心灵对冠心病患者心率变异性的影响。结果 :冠心灵增强 Ca2 +跨膜内流 ;增加冠脉血流量和心肌收缩力 ;改善因缺血导致冠脉流量和心肌收缩力的下降 ;功率谱分析显示心迷走交感对心率的调控作用比升高。结论 :冠心灵有改善心肌缺血的作用。

大鼠Langendroff离体心脏局部缺血再灌注模型建立及功能评价

目的建立大鼠Langendorff离体心脏局部缺血再灌注模型的方法并进行功能评价。方法将26只Wistar大鼠随机分成2组,对照组(control,n=12)和模型组(model,n=14)。两组均建立标准的Langendorff离体心脏灌注模型:K-H液持续灌注(95%O2+5%CO2过饱和,左心室插入球囊压力管),K-H液持续灌注平衡20min后对照组K-H液持续灌注105 min;模型组同对照组平衡20 min后穿线结扎冠状动脉左前降支第一对角支下缘部位,造成局部停灌(缺血)30 min,而后剪断结扎线复灌(再灌注)75 min。伊文思蓝、TTC染色观察心肌梗死、缺血面积;记录左心室压力及心率变化过程,比较各组平衡20 min、局部缺血30 min、再灌15 min、再灌30 min、再灌75 min的血流动力学指标及灌流液中肌酸激酶(creatine kinase,CK)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)漏出量。结果对照组血供正常,模型组局部缺血、梗死明显;对照组、模型组平衡末心肌酶学及血流动力学各参数无明显差异(P>0.05),模型组局部缺血、再灌注各个观测时刻心肌酶学及血流动力学参数均与对照组有显著差异(P<0.05),说明模型组经历局部缺血、再灌注损伤,心肌酶漏出明显升高,心脏收缩功能、舒张功能受损,心肌耗氧量升高。结论大鼠Langendorff离体心脏局部缺血灌注模型稳定可靠,掌握制作要点及注意事项后,可顺利快速地成功制备,为心肌局部缺血再灌注损伤的研究提供更接近临床疾病状态的实验途径。

离体小鼠心脏缺血后适应模型的建立及其效果评价

目的:探讨离体小鼠心脏缺血后适应模型建立的可行性以及对梗死心肌面积、再灌注心律失常及冠状动脉灌流量的影响。方法:将45只国产成年KM小鼠随机分为缺血后适应组、缺血再灌注组、空白对照组3组,每组15只。小鼠开胸心脏离体后,迅速将主动脉弓连接到Langendorff离体心脏灌注系统进行逆行灌流。各组均进行稳定灌流10min,缺血后适应组停止灌流30min,造成急性全心缺血,在完全再灌注早期给予反复短暂灌流/停止灌流的后适应,之后持续灌注120min;缺血再灌注组为同期离体完成缺血30min再灌注120min,在停止灌流前后不做任何特殊处理;空白对照组持续离体灌流,不加任何干预。采用三苯基氯化四氮唑染色的方法确定梗死心肌面积,并同步记录全程心电图,收集灌流液,测定冠状动脉灌流量。结果:缺血后适应组再灌注120min心肌梗死范围为(26.1±2.7)%,较对照组的(42.1±3.3)%明显减少(P<0.05);缺血后适应组心律失常积分为(10.2±2.5),较缺血再灌注组(12.2±1.7)低,但差异无统计学意义(P>0.05);再灌注后120min2组间冠脉血流量无明显差别。结论:离体小鼠心脏缺血后适应模型的技术稳定可靠,后适应能有效地降低灌注缺血/再灌注损伤,明显地减少心肌梗死范围,同时再灌注心律失常的发生率也有所降低。

水飞蓟宾对离体心脏缺血再灌注损伤保护作用及机制

目的研究水飞蓟宾对Langendorff灌流大鼠离体心脏缺血再灌注损伤的保护作用并探讨其机制。方法将100只雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、水飞蓟宾低剂量组、水飞蓟宾中剂量组、水飞蓟宾高剂量组,每组20只。手术前2 h,正常组、模型组灌胃生理盐水,水飞蓟宾各组分别给予水飞蓟宾100 mg/(kg·d)、200 mg/(kg·d)、400 mg/(kg·d)灌胃。采用Langendorff灌流系统制备大鼠离体心脏灌注模型,模型组与水飞蓟宾各组灌注K-H液20 min后停灌30 min,然后再灌注60 min,正常组持续灌注K-H液。灌注结束后测定各组冠脉流出液中心肌酶谷草转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)活性,通过生物信号采集系统监测离体心脏血流动力学指标,通过TTC染色计算心肌梗死面积,采用HE染色观察心肌组织病理学变化,采用紫外-可见分光光度计测定心肌组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、Na^+-ATPase、Ca^2+-ATPase活力及丙二醛(MDA)含量。结果模型组冠脉流出液中AST、LDH、CK-MB活性及离体心脏梗死面积均显著高于正常组(P均<0.05),而水飞蓟宾中、高剂量组AST、LDH、CK-MB活性及离体心脏梗死面积均显著低于模型组(P均<0.05)。模型组大鼠离体心脏血流动力学指标心率(HR)、左室收缩压(LVSP)、左室收缩压最大上升速率(+dP/dtmax)、左室舒张压最大下降速率(-dP/dtmin)均显著低于正常组(P均<0.05),左室舒张末压(LVEDP)显著高于正常组(P<0.05);水飞蓟宾中、高剂量组HR、LVSP、+dP/dtmax、-dP/dtmin均显著高于模型组(P均<0.05),LVEDP显著低于模型组(P<0.05)。水飞蓟宾各组大鼠离体心脏组织病变轻于模型组,其中水飞蓟宾高剂量组病变最轻。模型组大鼠离体心脏组织中SOD、CAT、Na^+-ATPase、Ca^2+-ATPase活性显著低于正常组(P均<0.05),MDA含量显著高于正常组(P<0.05);水飞蓟宾中、高剂量组SOD、CAT、Na^+-ATPase、Ca^2+-ATPase活性显著高于模型组(P均<0.05),MDA含量显著低于模型组(P均<0.05)。结论水飞蓟宾对离体心脏缺血再灌注损伤具有一定的保护作用,机制可能与其能够改善血流动力学、抑制氧化应激、提高ATP酶活力有关。

阿片δ受体诱导大鼠心脏预处理延迟保护效应及其机制的探讨(英文)

目的探讨以阿片δ受体激动剂能否诱导心脏缺血预处理的延迟保护效应及其保护机制。方法健康成年雄性大鼠随机分4组,A和B组以阿片δ受体激动剂DADLE处理(2 mg/kg),C和D组注射生理盐水,24 h后4组都制成离体心脏,低温缺血3 h,复灌1 h。观测心功能、ATP等。其B和D组在缺血前以优降糖阻止心肌ATP敏感性钾通道的开放。结果A左室压力变化最大速率恢复率和心肌ATP含量都高于B,C和D组,差异有显著性(P<0.01 or P<0.05),而B,C和D组间无明显差异。A组心肌丙二醛含量与CK-MB漏出活性明显低于B,C和D组(P<0.01 or P<0.05)。结论阿片δ受体可以诱导健康成年大鼠产声预处理延迟保护效应,而ATP敏感性钾通道参与介导其效应机制。

离子浓度对离体大鼠心脏再灌注性心律失常的影响

用正交设计方法研究发现在Langendorff大鼠心脏,灌流液中低钾、高钙、低镁所致再灌注性室颤发生率最高:钾、钙离子间交互作用也显著影响再灌注性室颤发生率和潜伏期。因此,可认为灌流液中钾、钙、镁离子的适宜比例是诱发Langendorff大鼠心脏再灌注性心律失常模型的重要因素之一。

水飞蓟宾对离体心脏组织缺血再灌注损伤保护作用及机制研究

[目的]探讨水飞蓟宾(SIL)对Langendorff灌流大鼠离体心脏缺血再灌注损伤的保护作用及其作用机制。[方法] 100只SD大鼠随机分为正常对照组、模型组、SIL低[100 mg/(kg·d)]、中[200 mg/(kg·d)]、高[400 mg/(kg·d)]剂量组,各20只;手术前2h灌胃给药,采用Langendorff灌流系统制备大鼠离体心脏灌注模型,模型组与SIL各组灌注K-H液20 min后停灌30 min、然后再灌注60 min后行各指标检测,而正常对照组持续灌注K-H液。测定冠脉流出液心肌酶活性;通过四氮唑(TTC)染色计算心脏组织梗死面积,采用苏木精-伊红(HE)染色对心脏组织进行病理学检查;测定血流动力学指标;测定抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量;测定心肌组织Na^+-ATPase、Ca^(2+)-ATPase酶活力。[结果 ]与模型组比较,SIL中、高剂量组心肌酶:谷草转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶MB同工酶(CK-MB)活性显著降低,梗死面积显著降低;病理学检查结果显示:经SIL干预能够明显改善心脏组织病变;血流动力学指标明显改善[心率(HR)、左室收缩压(LVSP)、左室收缩压最大上升速率(+dP/dtmax)、左室舒张压最大下降速率(-dP/dtmin)显著升高,左室舒张压(LVEDP)显著降低];抗氧化酶:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著升高且MDA含量显著降低;Na^+-ATPase、Ca^(2+)-ATPase酶活力显著升高,上述结果差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。[结论] SIL对离体心脏缺血再灌注损伤具有一定的抑制作用,其作用机制可能与SIL能够改善血液流变学指标、抑制氧化应激、提高ATP酶活力有关。

肌生注射液心脏保护及抗氧化作用的实验研究

目的:观察肌生(GL)注射液的心脏保护效果。方法:在改良的Euro-Collins心脏保存液(mEC液)中添加肌生注射液,以单纯mEC液为对照组,保存大鼠离体心脏20h,采用Langendorff离体鼠心灌注法,于再灌注40min,测定心功能、冠脉流量及心肌含水量。检测冠脉流液中乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)活性,心肌组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量及心肌组织的病理学改变。结果:保存后GL组心脏心功能和冠脉流量明显优于mEC组(P<0.01);心肌含水量低于mEC组,但无统计学意义;LDH、CK活性明显低于mEC组(P<0.01);SOD活性显著高于mEC组(P<0.05),MDA含量显著低于mEC组(P<0.05)。病理损伤较mEC组轻。结论:肌生注射液具有很好的心脏保护及抗氧化作用。

核磁共振研究羟苯氨酮对离体灌流心脏能量代谢的影响

羟苯氨酮是一种新型强心扩血管剂 ,在以往的研究中发现 ,羟苯氨酮对实验性心衰和心肌缺血再灌注损伤有保护作用 .利用3 1P核磁共振表面线圈技术 ,对羟苯氨酮在Langendorff模型的离体灌流心脏 6 0min缺血 6 0min再灌注中的作用机制进行了探讨 .实验结果显示给药组胞内pH值比对照组恢复得更快 ,但是胞内高能磷酸化合物的含量却低于对照组 .羟苯氨酮对缺血 再灌注损伤的保护作用表现在提高心肌细胞的能量代谢水平 。

超速驱动诱发大鼠离体心脏心肌顿抑的研究

目的:通过电超速驱动模拟运动负荷诱发心肌顿抑现象,建立离体大鼠心脏运动性心肌顿抑模型。方法:将36只SPF级成年雄性SD大鼠随机分6组,用电刺激模拟运动负荷的方法来对大鼠离体心脏施加超速驱动,并根据驱动时间的不同进行分组,再分别测量记录各组驱动前后各指标的变化情况加以分析。结果:(1)各组左心室收缩压、发展压在驱动全过程呈下降趋势,舒张压呈上升趋势,而驱动前组间室内压无明显差异。(2)各组冠状动脉流出液CK、LDH在驱动前无明显差异,驱动后各实验组水平均高于对照组。(3)驱动20min组和30min组的心肌坏死率明显高于其他组,而其他组两两比较无组间差异。结论:(1)运动性心肌顿抑存在。(2)过长的高心率负荷将不再发生心肌顿抑现象而出现大面积心肌坏死。(3)本实验中,运动性心肌顿抑存在于5min组和10min组中。

香加皮提取物对离体心脏心功能的影响

目的:观察香加皮提取物对离体心脏心功能的影响。方法:Witstar大鼠24只,随机分为3组,分别为空白组、香加皮提取物A组(简称A组)、香加皮有效部位B组(简称B组),应用Langendorff系统进行大鼠离体心脏灌注,记录给药前及给药后10min内LVSP、LVEDP、dp/dtmax和-dp/dtmax的变化情况。结果:香加皮提取物A能显著升高离体心脏的LVSP,增加±dp/dtmax,降低LVEDP。结论:香加皮提取物A能改善大鼠离体心脏心功能,具有强心作用。