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第三节
模型研究方法

一、实验动物的选择

动物的选择应根据造模方法来决定,常用的动物主要有犬、家兔、大鼠、豚鼠和猫等。一般药物造模常选用大鼠,手术造模最好选用犬、猪等动物。

二、观察指标

(一)血流动力学

心率(HR)、血压(BP)、左心室压力(LVP)、左心室内最大变化速率(±d p /d t max )、左室开始收缩到左室内压上升速率峰值时间( t -d p /d t max )、左室舒张末期压(LVEDP)、心肌纤维收缩成分变化速率(V CE ) 等。±d p /d t max 是最常见的评定心肌收缩性的指标,它对心力的急性变化十分敏感,可用来评定心肌收缩性的方向性变化, ±d t /d t max 受心率和前后负荷的影响,除此之外, ±d p /d t max 、P40、Vpm、SV、EF、Vcf等也可用作完整心脏收缩性评定指标,但有些指标的敏感性和误差不如左室±d p /d t max, 或者测量较为麻烦。然而这些指标各有其局限性,主要是受前后负荷变化和心律影响,对于正性肌力药物确定其药效更为准确的方法不是整体实验而是离体乳头肌实验,它不受前后负荷和心律的影响,所以两项实验结合起来观察药物的疗效更为恰当。

(二)心功能相关指标

可测量主动脉或动脉的血流量,心输出量(CO)、每搏输出量(SV)、外周阻力(TPR)等。心输出量较多程度上取决于外周因素以及这些因素对前后负荷的影响,较少程度上取决于心肌收缩性的实际水平,因此它仅在前后负荷不变的情况下可反映心肌收缩性能变化情况,适用于扩张血管改善心功能的药物。

(三)肾素-血管紧张素-醛固酮系统和交感神经系统

可采用ELISA等方法测试心肌组织中的血管紧张素Ⅱ(AngⅡ、醛固酮(ALD)、AngⅡ主要受体(AT 1 、AT 2 )等指标。心衰时,心排出量不足使交感神经系统(SNS)迅速被激活,并通过激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)增强周围血管阻力及心肌收缩力,心率增快。RAAS激活过度,AngⅡ增加,外周阻力过分增强,肾素分泌增加。Ang2激活促使ALD分泌增加,水钠潴留。利钠肽有扩血管、利尿、利钠作用,常见的利钠肽家族中有心房利钠肽(ANP)、脑利钠肽(BNP)。大量研究表明ANP、BNP在慢性心衰时代偿性升高。可作为心衰的早期诊断和药物疗效的评价。

图2-3-2 血管紧张素Ⅱ受体AT1及AT2对血管影响

(四)炎性反应介质

肿瘤坏死因子、IL-1、IL-6等。炎性反应是慢性心衰病理生理的重要机制之一,各种各样的炎性细胞通过释放多种炎性因子导致心衰进展和恶化。

(五)氧化磷酸化相关指标

三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)等。改善心肌细胞的三羧酸循环和氧化磷酸化过程,提高心肌中高能磷酸化合物ATP和CP的含量,可改善心脏舒缩功能。

(六)抗氧化应激

提高超氧化物歧化酶(SOD)的活性、血浆丙二醛(MDA)的含量。提高抗氧化应激作用,以减轻脂质过氧化物损伤,从而保护心肌细胞。

(七)血管加压素-水通道蛋白2系统

精氨酸血管加压素(AVP)浓度、血管加压素V2受体(V2R)、水通道蛋白2(AQP2)蛋白表达。改善心力衰竭水潴留状态。

(八)心肌细胞肌浆网的钙循环相关指标

体外培养心肌细胞采用膜片钳测试心肌细胞胞浆内钙瞬变、肌浆网内钙容量以及考察心衰动物心肌组织中钙调控相关蛋白表达。慢性心衰心肌细胞内钙循环异常主要是由于钙释放和钙回摄相关的钙调控蛋白表达的异常所引起。

(九)心肌重塑信号

NF-κB信号通路,心肌重塑的起始过程是由机械或体液信号传递至心肌层,诱导产生一种叫做肌侵蛋白的可溶性因子来激活蛋白质的合成和刺激肌细胞的生长。而肌球蛋白激活了NF-κB的核转运活化了心肌肥厚基因的表达。

蛋白激酶p38,它能被心肌代偿性增强的收缩力和室壁张力快速激活,并在较长时间内持续高表达,从而加速心肌重塑。

除上述指标外,还可根据中药新药的特点和实验情况,选择性加做祛痰、利尿实验,扶正固本实验,以观察新药尤其是中药的化痰利水消肿,益气养心等作用。

三、动物模型及指标选择

心力衰竭临床分为急性、慢性心衰,两者临床发病时间、防治的途径、方法及药物类型亦较复杂,因而需要进行的中药药效学实验有差异。抗心力衰竭中药药效学研究,一般应以整体动物实验为基础,离体心脏及心肌细胞实验为辅,多方面、多层次阐明研究药物的作用及其机制。

例如,增强心肌收缩力的药物,则主要进行药物诱发心力衰竭模型,测定血流动力学为主要指标。抑制心肌重构的药物,则主要构造压力超负荷型心衰模型,测定肾素-血管紧张素-醛固酮系统及利钠肽为主要指标。

四、阳性对照药的选择

阳性药物的选择可根据受试药物的作用特点为依据,常用的有利尿药如有噻嗪类、袢利尿剂,正性肌力药物如洋地黄糖苷类,血管扩张剂如巯甲丙脯酸等。采用中药阳性对照药时,一般应选择疗效肯定、功能主治相似、CFDA批准的新药作为对照药。例如参附注射液、生脉注射液、复方丹参注射液、保心丹等。 4myuk3+kAoQ/h9rUqKpI/JWEpH215kUSbTDobClnzWM5WZ/hUbQ4ZX6pg0ZgF5ne

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