增强型体外反搏对早期动脉粥样硬化斑块局部应力环境影响的实验与仿真研究

采用动物实验与数值仿真相结合的方法,研究增强型体外反搏（EECP）对发生早期粥样硬化斑块动脉的局部应力水平的影响,评价临床中该疗法增加粥样硬化斑块失稳的风险.首先以3.5月龄左右雄性猪2头为实验体,进行反搏前后状态的基础血流动力学在体测量,反搏压介于0.025 ～0.04MPa;进而建立血流动力学数值仿真模型,模拟斑块出现及生长过程中,EECP对其局部应力水平及应力震荡特性的影响.模拟计算结果显示,EECP使动脉的应力水平及应力震荡特性均有显著增加;早期小规模斑块的存在令局部应力水平进一步提升,但将降低应力的震荡水平.EECP使两实验体的动脉内压峰值水平最高提升10.62％及16.18％,此时若动脉存在斑块（H=0.2D）,其局部壁面切应力（WSS）峰值水平将分别提高135.54％及235.71％,震荡剪切指数（OSI）达到0.083及0.069.由于反搏产生的高舒张压明显提升了斑块的局部应力水平,同时反搏的“双脉冲”作用模式使动脉的OSI水平大幅增加,我们推测其慢性作用可能会促进斑块本身疲劳的进程,从而对斑块的稳定性产生不利影响;但EECP对心动周期里壁面切应力水平的提升可能对斑块本身的发展具有抑制作用.

体外反搏慢性实验对高脂饲养猪动脉粥样硬化斑块形成的干预作用

目的 体外反搏疗法长期以来被用于治疗缺血性心脑血管疾病 ,迄今体外反搏对动脉粥样硬化斑块本身有无影响仍无直接的证据。本研究采用模拟临床长疗程的体外反搏慢性动物实验方法 ,初步观察长期体外反搏对高脂饲养猪动脉粥样硬化斑块形成的影响。方法 3周龄雄性断乳乳猪 15头 ,随机分组为高脂对照组 6头 ,高脂反搏组 6头 ,普通饲料对照组 3头。高脂饲料组在普通乳猪料中添加胆固醇、猪油、蛋黄粉和食用盐 ,初始含量分别为 2 % ,4 % ,6 %和 1% ,采用分段递增法在 30d后将各成分比例递增至 4 % ,8% ,10 %和 1.5 % ,专用搅拌器混合高脂饲料 ,采用自行设计的猪专用囊套和猪体外反搏专用吊床装置对反搏实验组动物进行体外反搏 1h/d ,5d/周 ,累计反搏 30h ,总实验过程持续近 3个月 ,实验结束后取猪胸腹主动脉纵向剖开并修整固定 ,流水及 70 %乙醇漂洗后经SudanⅢ +Ⅳ染液 37°C振荡染色 ,80 %乙醇脱色分化。内膜面展开固定后经JVCKY F30B 3 CCD彩色图像摄录输入仪采集图像 ,采用德国KONTRONIBAS2 .5全自动图像分析系统 ,进行主动脉内膜面Sudan阳性染色区域的面积百分比分析。统计学处理方法 :直接对Sudan阳性染色百分比进行两组间秩和检验 ;计算Sudan阳性染色百分比的平方根的反正弦值 ,非配对T

抗凝溶栓药物对家兔复苏时微循环的影响

目的探讨心脏骤停(CA)后心肺复苏(CPR)的基本生命支持(BLS)阶段组织微循环变化特点及抗凝溶栓药物对其影响。方法24只家兔随机分为实验组和对照组,每组12只。在交流电诱发CA后,对照组只进行BLS,实验组在此基础上给予尿激酶和肝素进行干预。分别于诱发CA前(0min)和CA后每隔3min测定兔耳的微循环血流量,在复苏30min时取心肌和肾脏组织进行形态学检查。结果对照组兔耳微循环血流量在CA发生后急剧下降(P<0.05),在BLS阶段随时间的延长不断下降(P<0.05)。实验组兔耳微循环血流量在CA发生后也急剧下降(P<0.05),在BLS复苏9min后下降速度趋缓。两组相比微循环血流量变化明显不同(P<0.05),两条变化曲线约在9min时相交,其后实验组的变化曲线趋于平坦,而对照组仍继续下降。对照组心肌和肾脏组织的微循环内可观察到红细胞聚集,而实验组无此现象。结论CA后在CPR的BLS阶段微循环血流量下降,有血细胞聚集现象,给予溶栓、抗凝药物的干预可以改善BLS阶段组织的微循环血流灌注,防止微循环内微血栓形成。

蛋白酶体抑制剂MG132抑制体外培养心肌细胞肥大的实验研究

目的研究蛋白酶体抑制剂MG132对体外培养的大鼠心肌细胞肥大的影响。方法采用[3H]-亮氨酸参入率测定心肌细胞蛋白质合成代谢,采用IPP 6.0图像分析软件分析心肌细胞表面积,以及用RT-PCR检测β-肌球蛋白重链(β-MHC)表达。结果 MG132预处理逆转了苯肾上腺素诱导的心肌细胞[3H]-亮氨酸参入率增加(P<0.01)、表面积增大(P<0.01)和β-MHC mRNA表达上调(P<0.05)。结论 MG132能够抑制心肌细胞肥大,具有心肌保护作用。

体外反搏的生物力学效应与血管内皮功能

体外反搏通过反搏过程中产生的双脉动血流,加速动脉系统的血液流动,提高血流切应力,进而调控与血管内膜保护有关的细胞因子,产生对抗动脉粥样硬化的有益作用。本文简要总结近10年来本实验室在体外反搏与血管内皮细胞形态、功能关系方面的研究工作,重点阐述其血流动力学特点和对冠心病患者及实验动物血浆及组织中某些重要的生物活性物质的影响。单独体外反搏,或与其他治疗方法配合,可能成为一项有效的促进血管内皮细胞结构与功能修复的重要手段。与反搏作用相关的细胞分子基础及其信号转导途径尚有待进一步阐明。

抗凝溶栓药物对家兔复苏时血流动力学的影响

目的观察家兔心搏骤停(CA)后心肺复苏(CPR)的基本生命支持(BLS)阶段血流动力学变化特点及抗凝溶栓药物对其影响。方法24只家兔随机分为实验组和对照组,在交流电诱发CA后对照组只进行BLS,实验组在此基础上给予尿激酶和肝素进行干预,分别于诱发CA前(0min),CA后5、10、15、20、25和30min时测定颈内动脉血压和血流速度,于诱发CA前(0min),CA后3、6、9、12、15、18、21、24、27和30min时测定兔耳的微循环血流量,分析比较各时点的变化。结果CA发生后,动脉收缩压、舒张压和颈内动脉血流速度、兔耳微循环血流量均急剧下降,然后随时间延长逐渐降低;两组间收缩压、舒张压和颈内动脉血流速度变化的差异均无统计学意义(P=0.779、0.297和0.244)。两组间兔耳微循环血流量变化差异有统计学意义(P<0.001),CA发生后血流量下降曲线陡直,随后趋缓,约在9min时两条曲线相交,其后实验组的下降曲线趋于平坦,而对照组仍持续下降。结论在CPR的BLS阶段,溶栓、抗凝药物干预对交流电诱发CA动物的大动脉血压和血流速度变化无明显影响,但能在一定程度上延缓组织微循环血流灌注的恶化。

硫化氢对大鼠心脏骤停后海马组织bax和bcl-2表达的影响

目的 通过检测大鼠海马组织bcl-2和bax表达来探讨硫化氢（H2S）在心脏骤停（cardiac arrest, CA）后脑细胞凋亡中的作用.方法 雄性SD大鼠160只,初始选择108只随机均分为三组,建立CA/CPR模型.①第1组（36只）：在自主循环恢复（ROSC）后予以NaHS干预 ②第2组（36只）,在自主循环恢复（ROSC）后予以羟胺干预 ③第3组为常规复苏组（36只）.上述三组根据观察终点又均分为1、3和7 d三个亚组,每个亚组再等分两组分别做相关凋亡的免疫组化和RT-PCR检测.结果 ①三组经历CPR大鼠死亡及备用鼠使用的差别无统计学意义（P〉0.05） ②在CPR后,三组之间大鼠血清H2S浓度变化的差异有统计学意义（F=189.917,P=0.000）,在CPR后各时点上三组之间血清H2S浓度的差异均有统计学意义（P=0.000） ③在CPR后,三组之间大鼠海马组织CA1区bax和bcl-2蛋白表达累积光密度变化的差异有统计学意义（P〈0.05）,在CPR后各时点上三组之间海马组织CA1区bax和bcl-2蛋白表达累积光密度的差异均有统计学意义（P〈0.01） ④在CPR后,三组之间大鼠海马组织bax和bcl-2 mRNA相对表达量变化的差异有统计学意义（P=0.000）,在CPR后各时点上三组之间海马组织bax和bcl-2 mRNA相对表达量的差异有统计学意义（P〈0.01）.结论 在CPR后,H2S可能通过促进bcl-2和抑制bax表达来影响bcl-2/bax的平衡而参与神经细胞凋亡.

体外反搏提高切应力调节NO和cGMP机制的探讨

目的观察体外反搏对心肌梗死犬头背干切应力和信号转导物质一氧化氮(NO)和环磷酸鸟苷(cGMP)的影响,探讨体外反搏保护缺血心肌的机制。方法19只健康杂种犬随机分为对照组、缺血组和缺血+反搏组(反搏组)3组,采用开胸结扎冠状动脉左前降支的方法建立心肌缺血模型,观察体外反搏前后头背干切应力的变化,用改良硝酸还原酶法测定体外反搏前后心肌缺血犬血浆和主动脉NO含量,采用放免法检测心肌缺血前后血浆和主动脉cGMP的含量。结果体外反搏可提高因心肌缺血而造成的切应力降低,并使之恢复正常。同时也发现体外反搏可提高缺血组犬血浆和主动脉NO和cGMP水平。结论体外反搏能提高切应力,促进NO和cGMP的产生,这可能是其抗心肌缺血损伤的重要机制之一。

大鼠急性心肌缺血后心肌NF-kB的检测及其法医学意义

目的检测大鼠急性心肌缺血后核因子-kB(NF-kB)在心肌组织内的变化,探讨其在心肌早期缺血死后诊断中的法医学意义。方法30只大鼠随机分为正常对照,缺血0.5h,1h,2h,4h,8h共6组,每组5只建立大鼠急性心肌缺血模型,用免疫组化染色技术(S-P法),观察不同时间缺血心肌中NF-kB阳性着色,并应用图像分析系统进行定量分析。结果大鼠心肌缺血30m in,心肌细胞核出现散在NF-kB阳性染色;缺血60m in,心肌阳性染色细胞核增多;4h达高峰;8h组开始下降;免疫组化染色定量检则的阳性单位:缺血2h、4h、8h分别为20.042±1.084、22.028±3.452和20.524±1.595;正常对照组未见核阳性反应。结论大鼠心肌缺血8h内,心肌细胞核NF-kB阳性染色呈现一定规律性变化,对早期急性心肌缺血的死后诊断具有法医学意义。

新生大鼠心肌成纤维细胞培养方法的比较

目的:建立并比较新生大鼠心肌成纤维细胞的培养方法。方法:分别通过胶原酶+胰酶消化法和胰酶消化法对新生大鼠心肌组织进行消化,利用贴壁时间差分离心肌细胞和心肌成纤维细胞,然后对收集的心肌成纤维细胞进行形态、纯度及对药物反应方面的检测。结果:在细胞形态和纯度方面,2种方法收集的心肌成纤维细胞没有明显差异,但用胶原酶+胰酶消化法可以获得更多数量的心肌细胞;在药物反应方面,采用胰酶消化法获得的心肌成纤维细胞比胶原酶+胰酶消化法具有更强的增殖能力。结论:采用胶原酶+胰酶消化法和胰酶消化法可以获得相同形态和纯度的心肌成纤维细胞,但是采用胰酶消化法获得的心肌成纤维细胞对药物具有更强的增殖反应能力。

在体评价犬和猪冠状动脉内皮细胞的功能

【目的】在体观察缺血再灌注对犬冠状动脉内皮细胞功能的影响以及猪冠状动脉对血管活性药物的反应性。【方法】动脉麻醉后开胸、心包吊床,之后分离冠状动脉左前降支。犬作第一对角支插管,猪作冠状动脉左回旋支插管。犬冠状动脉左前降支缺血30min后再灌注60min,猪不作缺血再灌注。分别向冠状动脉内注射乙酰胆碱和硝酸甘油,以注药后平均冠状动脉血流量变化的百分率来评价冠状动脉内皮细胞依赖性和非依赖性的舒张功能。【结果】注乙酰胆碱后,基线状态下犬平均冠状动脉血流量从(17±4)mL/min升至(41±12)mL/min(P<0.05);但缺血再灌注后舒血管反应幅度降低,其中再灌注15min时间点平均冠状动脉血流量增幅水平明显低于基线增幅水平(142%±54%vs87%±57%,P<0.05)。注乙酰胆碱后,基线状态下猪平均冠状动脉血流量在(11±3)s内从(21±11)mL/min迅速降至(12±8)mL/min,在(42±10)s内又回升至(23±13)mL/min。硝酸甘油使基线状态下犬平均冠状动脉血流量从(18±5)mL/min升至(40±22)mL/min(P<0.05),猪的冠状动脉也呈类似反应。【结论】乙酰胆碱引起犬冠状动脉呈舒血管反应,缺血再灌注使犬冠状动脉内皮细胞功能明显受损。猪冠状动脉对乙酰胆碱呈先收缩后舒张的“双向反应”。硝酸甘油则引起犬或猪的冠状动脉均呈舒张反?

基于血液流量波及Womersley算法的动脉血液脉动流研究

目的建立相对便利的血流动力学理论研究体系,进行多状态的综合血液脉动流研究。方法在完全发展脉动流Womerseley算法的基础上引入数值算法,建立基于心动周期里动脉血液流量波的血流动力学求解及分析体系;进而采用理想化的正弦波以及正常生理状态和增强型体外反搏(enhanced external counterpulsation EECP)状态下的在体测量小猪颈动脉血液流量波,进行较全面的血流动力学研究。结果对各状态下的轴向速度分布、壁面切应力(wall shear stress,WSS)分布、震荡剪切指数(oscillatory shear index,OSI)等重要血流动力学量进行心动周期里的求解分析。流量波波形对WSS分布尤其是OSI水平有一定的影响;EECP作用能明显提升心动周期里的动脉WSS水平尤其是WSS峰值,同时也提高了OSI水平。结论所建立的基于血液流量波的求解体系能方便有效地应用于血流动力学研究中;EECP作用在生理范围内大幅提升动脉的WSS水平可能是其良好临床效果的最重要生物力学机制之一;作为当前备受关注的血流动力学指标,OSI对于动脉内皮功能的影响作用可能远小于WSS本身,OSI可能并不是理想的预测动脉粥样硬化病变的血流动力学指标。

猪高脂血症心肌组织内皮素-1的表达

目的 探讨高脂血症对心肌组织内皮素-1(ET-1)表达的影响。方法 12头猪等分为高脂血症组与正常对照组，复制高脂血症动物模型后，用免疫组化3P法观察心肌组织内ET-1的表达情况，并用图像分析系统进行图像分析。结果 高脂血症组ET-1的表达明显高于正常对照组，差异显著(P＜0.001)。结论 高血脂容易诱导心肌组织ET-1的表达。

体外反搏对局部血管紧张素原与肾素基因表达的影响

目的探讨局部血管紧张素原(angiotensinogen,ATG)与肾素在增强型体外反搏(enhancedexternalcounterpulsation,EECP)治疗心肌缺血时的改变。方法利用冠状动脉结扎法造成犬急性心肌缺血动物模型。观察EECP治疗时缺血心肌、肾脏、肺脏和主动脉处肾素活性的改变。应用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)观察组织中ATG与肾素mRNA的表达。结果反搏组缺血心肌肾素活性明显低于缺血组[(2.36±0.59)ng·ml-1·h-1对(3.21±0.67)ng·ml-1·h-1,P<0.05]。反搏组缺血心肌中ATG、肾素以及主动脉肾素mRNA也明显低于缺血组(0.56±0.16对0.71±0.15,1.12±0.16对1.37±0.22,P<0.05;0.96±0.11对1.18±0.18,P<0.05)。结论EECP能通过抑制心血管肾素mRNA的表达来抑制肾素活性,同时对ATGmRNA有抑制作用。这可能是EECP抑制心血管局部血管紧张素(Ang)Ⅱ水平,从而保护缺血心肌的机制之一。

慢性增强型体外反搏对高胆固醇血症猪胸主动脉内皮细胞蛋白质表达的影响

目的:利用蛋白质组学方法探讨慢性EECP对高胆固醇血症猪胸主动脉内皮细胞(ECs)蛋白表达的影响。方法:高胆固醇血症猪反搏36 h后,收集胸主动脉ECs进行蛋白质组学检查。结果:与高脂对照组相比,在反搏组多检测到6种蛋白质。结论:慢性EECP调节动脉ECs蛋白表达,通过改善ECs粘附性和脂质代谢及减轻ECs凋亡拮抗高胆固醇脂血症对动脉内皮的损伤作用。

局部狭窄动脉内非牛顿血液脉动流的一个数学模型

目的探讨生理脉动状态下,存在非轴对称性局部狭窄段的动脉内的血流动力学特性。方法以动物实验为基础,采用计算流体动力学的原理及方法进行研究;血液被看成是不可压非牛顿Bingham流体,在心动周期里以脉动的形式在动脉内运动,血液运动的控制方程是Navier-Stokes方程,控制方程的求解采用有限元数值方法。结果得到了心动周期内动态分布的血液流场、速度场、壁面切应力(WSS)分布等重要血流动力学量。结论几何因素是影响动脉内血流动力学环境的最重要因素;血流的脉动性也有一定的影响,在心动周期的舒张期初期到中期阶段,动脉内血流量较快地下降,血液流场、WSS分布等血流动力学量分布最复杂。

心血管系统雌激素受体的研究进展

流行病学资料显示,心血管疾病的发病率与死亡率存在明显的性别差异[1].绝经前的妇女心血管疾病的发病率显著低于男性,而卵巢切除或绝经的妇女心血管疾病的发病率与死亡率明显升高,与同龄男性相近或相同.

大鼠心肺复苏后血清硫化氢浓度变化

目的:寻找心肺复苏后大鼠血清硫化氢(H2S)浓度的变化规律以探讨H2S在心肺复苏(CPR)后病理生理发展中的作用。方法:将30只雄性SD大鼠随机分为对照组6只和实验组24只,实验组采用经皮电刺激心外膜建立大鼠心脏骤停(CA)模型,分别于CA前、自主循环恢复(ROSC)后2、4、6、8、10和12h采血测定H2S浓度并记录体温、平均动脉压、心率和呼吸频率,分析血清H2S在CPR后的动态变化规律及其与上述生命体征的相关性。结果:①实验组24只大鼠全部诱发心脏骤停并复苏成功,观察终点时(ROSC后12h)有14只大鼠存活且生命体征稳定;对照组无死亡现象。②实验组与对照组大鼠心肺复苏后血清H2S浓度动态变化趋势明显不同(F=12.226,P=0.003);实验组大鼠在心肺复苏后血清H2S浓度迅速升高,于ROSC后6h时达到高峰,然后回落至与对照组相似的水平。③血清硫化氢浓度与体温(偏相关系数r=-0.556,P=0.000)和平均动脉压(偏相关系数r=-0.240,P=0.002)呈负相关,而与心率和呼吸频率的相关性无统计学意义。结论:血清H2S变化可能是CA大鼠ROSC后代偿性反应的一种表现并参与体温和血压等生理过程的调节,但其确切机制还有待于进一步深入研究。

体外反搏对血管剪切分力频率分量的影响

目的研究体外反搏治疗心肌缺血时血管对剪切应力各频率分量的影响。方法对17条开胸犬实时测量其正常情况下、缺血1h、缺血1h后反搏1h、反搏2h以及正常情况时不同反搏压力下头臂干处的血流量,计算出此处剪切应力的频率分量变化。结果体外反搏使头臂干处剪切应力的频率分量发生了明显的变化。急性心肌缺血和体外反搏可以使剪切应力的各频率分量发生明显的改变。结论反搏压力大于一定程度时体外反搏可以明显改变体内血管剪切应力的低频分量。