大鼠心肌梗死模型建立方法选择及心电图表现

1、大鼠心肌梗死模型建立方法选择及心电图表现王勇1，高大中2，殷跃辉2，高翠菊3，赵江龙4，谭勇1，唐永刚1，陈运清2，李攀5（1.重庆市第七人民医院内一科 2.重庆医科大学第二附属医院心内科3.重钢总院心内科（现所在医院）4.宝鸡市人民医院心内科（现所在医院）5.重庆医科大学影像学研究所，重庆400010）摘要：目的：探讨构建心肌梗死模型的大鼠左冠状动脉结扎位置及心电图特点。方法：SD雄性大鼠45只随机均分为左冠状动脉低位、高位结扎组与假手术组，低位结扎组在距离左心耳尖端约2mm水平处与高位结扎组在距主动脉根部约3mm结扎左冠动脉，假手术组除不结扎冠脉外步骤同低位结扎组。结果：高位结扎组大鼠心肌

2、梗死面积约50%，总存活率13.3%；低位结扎组大鼠心肌梗死面积约35%，总存活率66.7%；假手术组大鼠无心肌梗死，存活率100%(P0.05)。大鼠体表心电图在非心肌梗死者QRS-T波群呈成“M”型波，在心肌梗死者R波与T波融合成高大的帐篷状单波。结论：距主动脉根部约3mm结扎左冠状动脉，大鼠心肌梗死面积过大，死亡率过高，不能满足实验需要；距离左心耳尖端约2mm水平结扎左冠状动脉，大鼠心肌梗死面积相对较小，死亡率较低，能满足实验需要；大鼠的体表心电图无明显ST段。关键词：大鼠 心肌梗死模型 心电图Selection of establishing myocardial infarction

3、 model and electrocardiogram in ratsWang Yong1,Gao Da-zhong2,Yin Yue-hui2,Gao Cui-ju3,Zhao Jiang-long4,Tan Yong1,Tang Yong-gang1,Chen Yun-qing2,Li Pan5Cardiovascular Department：1.The Seventh People、s Hospital of Chong Qing Province; 40054 2.The Second Affiliated Hospital of Chong Qing Medical Univer

4、sity 400010 3.The staff hospital of chongqing iron and steel 4.The People、s Hospital of Baoji Province 5.Imageological Institute The Second Affiliated Hospital of Chongqing Medical UniversityAbstract Objectives: We studied the site of left coronary artery ligation on establishing myocardial infarcti

5、on model and the electrocardiogram featuer in rats. Methods: SD male rats were divided randomly into left coronary artery ligation low-ligation group, high-ligation group, sham-operation group. The left coronary artery were ligated on the site about 3mm from aortic root in high-ligation group and ab

6、out 2mm level from tip of left atrial appendage in low-ligation group, and the rats in sham-operation group were underwent the same procedure as low-ligation group except left coronary artery ligation. Results: The infarct size was about 50%, the survival rate of rats was 13.3% in high-ligation grou

7、p, The infarct size was about 35% and the survival rate 66.7% in low-ligation group, the survival rate was 100% in sham-operation group. The electrocardiogram QRS-T wave group was M form in myocardial non-infarction rats, the R wave and T wave fused into one large tent-like single wave after myocard

8、ial infarction. Conclusion: The large infarct size, low survival rate of rats, cant meet the test needs when the left coronary artery were ligated on the site about 3mm from aortic root, relatively small infarct size and much high survival rare can meet the test needs when the left coronary artery w

9、ere ligated on the site about 2mm level from tip of left atrial appendage on establishing myocardial infarction model in rats. The rats surface electrocardiogram didnt has significant ST segment.Keywords: Rat Myocardial infarction model Electrocardiogram我们在构建心肌梗死模型实验中发现，在距离主动脉根部2-3mm处结扎左冠状动脉，存活率很低，且

10、大鼠心电图特征与人体心电图有很大差别，与目前国内多数文献报道的结论不一致。本实验的主要目是明确构建大鼠心肌梗死模型冠脉的结扎合适部位及大鼠的心电图表现。材料与方法1.1实验材料1.1.1 实验动物SPF级SD雄性大鼠45只，23月龄，体重25921 g，由重庆医科大学动物实验中心提供。1.1.2试剂与仪器水合氯醛（天津市光复精细化工研究所），动物呼吸机（上海奥尔科特生物科技有限公司制造 ALC-V8型），心电图机（上海光电医用电子仪器有限公司，ECG-6511型），CANON-IXUS850IS型照相机。1.2 试验方法1.2.1 试验动物分组取45只SD大鼠随机分为高位结扎组（15只）、低位

11、结扎组（15只）、假手术组（15）。1.2.2 呼吸机辅助通气呼吸频率为70次/分，吸气/呼气比值为1：3，潮气量约为3 ml/100g1.2.3 动物麻醉 10%水合氯醛按照0.3ml/100g的比例进行腹腔注射，注射前注射器回抽，以确信没有刺入血管中。1.2.4 心电图检测术前及术后10 min在麻醉大鼠的四肢皮下插入针电极，描记标准的肢体导联10 分钟、20分钟心电图，电极位置参照人的相应部位，心电图机走纸速度50mm/s，电压2mv。1.2.5 气管插管 麻醉满意后，用橡皮筋将SD大鼠四肢固定于手术台上，用皮筋挂住鼠的门齿，将鼠头略向后仰，做肢体导联体表心电图，然后颈部和左侧胸部脱毛，

12、颈部和左侧胸部常规消毒，切开颈部皮肤、深、浅筋膜，用止血钳钝性分离各层肌肉，露出气管，在气管34软骨间隙切一小口，将呼吸机通气管插入气管约1.5cm，固定通气管。1.2.6 冠脉结扎术前作肢体导联体表心电图（见图1）。参照文献12方法，在左侧胸部常规脱毛、消毒，依次切开皮肤、深浅筋膜、用止血钳钝性分离胸大肌和前锯肌交界处，在靠胸骨缘处用止血钳钝性分离第3、4肋间进胸，剪断第3、4肋软骨，撑开肋间露出心脏，用两个带橡皮圈的小拉钩拉开手术切口两侧组织，用湿润的棉签小心推开心脏周围的肺组织，扩大手术视野，用镊子提起心包壁层，再用眼科剪小心剪开心包，棉签向上推开胸腺即可清楚暴露左冠状静脉，冠脉高位结扎

13、组在左心耳与肺动脉圆椎间距主动脉根部约3mm和冠脉低位结扎组在距离左心耳尖端约2mm水平处，以左冠状静脉为标志，用7-0眼科无创带线缝合针穿过其深部， 进针深度为0.51.0mm并打结，假手术组方法同低位结扎组，但不结扎冠脉，并观察结扎部位以下心肌颜色及心电图的动态变化。（见图1）。1.2.7关闭胸腔及拔管 细检查心脏无出血后关胸，用0号丝线逐层间断缝合胸大肌、前锯肌和肋间肌，最后一针先穿针打虚结，通过此间隙插入一5ml去针头注射器用于胸腔抽吸，适度增大呼吸机通气量，使肺体积增大，排除胸腔内气体，使胸腔恢复负压，最后一针打结并缝合皮肤。待大鼠出现吞咽动作时，通气管与呼吸机断开，观察5min，如

14、果无吸困难，用注射器抽尽气管内血块和分泌物，拔出通气管，用7-0眼科无创带线缝合针缝合一针将相邻两个气管软骨环拉拢使气管切口闭合，用0号丝线依次缝合各层肌肉、深浅筋膜、皮肤。1.2.8 术后处理术毕将大鼠放入小饲养笼中30条件下苏醒，每只存活的大鼠放入小饲养笼中单独饲养（主要防止术后因为大鼠的伤口或者血腥味相互打斗）共7天，术后青霉素大鼠大腿肌肉注射预防感染及给予姜黄素腹腔注射治疗。1.3心肌梗死模型的鉴定：4周后，用氯化钾静脉注射处死大鼠，打开胸腔，取出心脏，从整体和垂直心脏长轴切开观察假手术组穿线以下区域、梗死区域与非梗死区室壁的变化，摄像，心脏标本10%甲醛固定，石蜡包埋，切片、HE染色

15、进行组织学观察。1.4 心肌梗死面积计算梗死面积(% )=(梗死部位心内膜长度/总心内膜长度) /2+(梗死部位心外膜长度/总心外膜长度) /2100%1.5 统计学处理 实验数据采用SPSS11.5统计软件进行数据处理，数据采用多样本率比较的卡方检验，P0.05为差异有显著性。2.结果2.1 大鼠冠脉结扎前后的体表心电图大鼠左冠状动脉被结扎前，体表心电图表现为：心室率52136次/分；P波及PR间期明显，R波幅小于T，R波的降支与T波的升支相交，形成“M”型波，R波与T波间无明显ST段（见图1）；大鼠左冠状动脉被结扎后，无论高位结扎组或低位结扎组在20分钟心电图表现为、AVF或、AVL、AV

16、F或、AVL、AVF或、AVL、AVF或、AVF导联R波与T波融合成高大的帐篷状单波，高位结扎组波幅更大；假手术组大鼠心电图表现为P波及PR间期明显，R波幅小于T，R波的降支与T波的升支相交，形成“M”型波，R波与T波间无明显ST段（见图1）；术中死亡大鼠的体表心电图均表现为不规则的心室纤颤波。A、B心电图. P波、PR间期明显，R波下降支与T波上升支相交呈“M”波形，无明显的ST段；C、D心电图.P波、PR间期明显，R波、T波融合成高大的帐篷状波，无明显抬高的ST段表现（A、B、C、D分别为术前、假手术组、低位结扎组、高位结扎组心电图）。图1. 左冠状动脉结扎前后心电图的变化（、avR、av

17、L、avF）2.2 模型大鼠的梗死面积、存活率及模型的成功率在高位结扎组大鼠心肌平均梗死面积约50%，在低位结扎组大鼠心肌平均梗死平均面积约35%。在冠脉高位结扎组，大鼠左冠状动脉结扎后1小时内死亡7只， 24小时内死亡11只，在饲养过程中死亡2只，总存活率13.3%；在冠脉低位结扎组，大鼠左冠状动脉结扎后1小时内死亡1只， 24小时内死亡3只，在饲养过程中死亡1只，总存活率66.7%；假手术组无大鼠死亡。P0.05，差别有显著性意义（见表1.）。两组心肌梗死模型均构建成功，成功率100%，无统计学差异；假手术组大鼠无一例心肌梗死。表1. 大鼠死亡及存活率比较组别（只）1小时内24小时内24小

18、时后总存活率高位结扎组（15）711213.3%低位结扎组（15）14166.7%假手术组 （15）000100%P0.00012.3 形态病理学特点假手术组各个心脏肉眼观察穿线以下区域无特征性变化，横断面切开观察左室壁游离壁厚薄均匀一致，HE染色病理组织切片观察未发现梗死区域，心肌细胞排列均匀一致。冠脉高位结扎组左室游离壁几乎全梗死；冠脉低位结扎组左室游离壁大部分梗死。冠脉结扎以下梗死区域左室游离壁明显变薄，颜色苍白，呈气球样改变，室壁瘤明显。横断面切开观察左室壁游离壁厚薄不均，梗死区明显变薄，非梗死区明显增厚，心腔明显扩大（见图2）。HE染色病理组织切片观察可见梗死区心肌细胞消失，代之以胶

19、原纤维组织，成纤维细胞增多，交界区心肌细胞排列紊乱（见图3）。左室无梗死的心脏游离壁变化左室梗死区心脏游离壁变化左室梗死区心脏游离壁变化假手术组冠脉低位结扎组冠脉高位结扎组图2.心脏的形态学特点假手术组心肌的组织学特点梗死区心肌的组织学特点图3.心肌的组织学特点(HE200)3.讨论制备心肌梗死实验模型的方法很多，目前最常用的方法是采用结扎大鼠冠状动脉左前降支制备心肌梗死模型。国内文献报道，在距离主动脉根部2-3mm或在左心耳与肺动脉圆锥之间平左心耳下缘结扎冠状动脉，大鼠存活率较高，高达80-90%3，4。本实验发现，在在高位结扎组（距离主动脉根部约3mm结扎左冠状动脉）大鼠24小时存活率26

20、.7%，4周时总存活率只有13.3%，与国内文献报道不一致,与国外报道相近5。在低位结扎组（距离左心耳下缘约2mm水平处结扎冠状动脉）24小时存活率73.3%，4周时总活率只有66.7%，这与国外文献报道相近5，6。术中死亡原因均为心室颤动，术后死亡大鼠鼻腔均流出淡红色液体，推测可能系心衰所致。死亡大鼠解剖发现：高位结扎组左室壁几乎全梗死，低位结扎组左室壁大部分梗死；术后死亡大鼠肺部淤血严重。这可能由于大鼠左室梗死面积过大，大面积心肌的膜电位严重降低，心脏电生理严重障碍，引起恶性心律失常即室颤的发生，导致术中大鼠的死亡；大面积心肌梗死，左心室舒张与收缩功能障碍，引起严重左心衰，导致术后大鼠的大

21、量死亡。文献报道，影响心肌梗死模型大鼠死亡率的主要原因有麻醉、喉头水肿、失血过量、心律失常、肺损伤、气胸等7。本实验吸取了国内外文献报道的相关教训，麻醉时给予小剂量分次腹腔注射，避免了麻醉过量的影响；在手术中严格按外科手术操作规范进行，避免了粗暴的动作，没有过量失血及肺损伤事件发生；在关闭胸腔缝合最后一针前适当增加通气量，使肺尽量复张，排尽胸腔内气体，避免了气胸发生。另外，为了避免腹腔感染，麻药注射部位消毒，采用一次性针头。刘元生等报道加用利多卡因复合麻醉，可以有效预防恶性室性心律失常发生而降低死亡率1。但本实验却发现利多卡因并不能有效防止与治疗大鼠的心室颤动，因为利多卡因对除极化的心室肌组织

22、钠通道作用强，对复极化的心室肌组织钠通道作用弱，大鼠心室肌动作电位时程短（心室率52136次/分），钠通道处于失活状态的时间短，因此对钠通道的阻滞作用弱，对防治大鼠心室颤动的疗效差。本实验心肌梗死模型死亡率高，高位冠脉结扎组较低位冠脉结扎组死亡率显著增高，死亡原因主要是心室颤动与左心衰，这与冠脉结扎的位置有关，与Naomi M.Degabriele5等报道一致。心肌梗死模型构建成功与否，与冠脉结扎位置及手术操作有关。冠脉结扎位置过低，心肌梗死面积过小，不能满足试验的需要，另外在结扎冠脉时要注意打结的问题，要防止打滑结，滑结使闭塞的冠脉再通，无心肌梗死，两种情况都会造成模型构建失败。本实验未出现

23、上述情况，高位结扎组左心室游离壁几乎全梗死，平均梗死面积约50%，低位结扎组左室游离壁大部分梗死，平均梗死面积约35%，模型构建成功。大鼠冠脉结扎后，心肌梗死模型构建成功与否的判断标志，国内文献大都报道为：前降支供血区变暗或苍白和心电图大鼠肢体导联ST段弓背向上抬高，这与人心肌梗死时体表心电图一致。但本实验却发现大鼠心电图与人的心电图与人的心电图表现不一致，心肌梗死前，P波及PR间期明显，R波幅小于T波，R波与T波间无明显间隙，R与T相容成“M”波型，无明显的ST段。心肌梗死后，R波与T波融合成高大的帐篷状波，无明显的ST段弓背抬高的表现。李金铁8等报道大鼠术前术后的心电图与本实验结果相近，但

24、也有ST段弓背抬高的描述，且大鼠心室率明显小于本实验大鼠的心室率、R波与T波波幅明显高于本实验结果。本实验还发现，结扎冠脉后，前降支供血区由鲜红变为暗红为结扎冠状动脉失败，变苍白色为结扎成功，与目前国内文献报道不完全一致。结合Naomi M.Degabriele5报道，本实验认为，用大鼠构建心肌梗死模型时，在距左心耳尖端约2mm水平结扎左冠状动脉，大鼠存活率较高，较在距离主动脉根部约3mm结扎左冠状动脉更为合适。本实验还认为，手术时心肌梗死模型成功与否应以冠脉结扎后冠脉供血区域心肌颜色变苍白色及心电图R波与T波融合成高大的帐篷状波，并连续观察20-30分钟为判断标准。参考文献刘元生，陈运贞.

25、慢性心肌梗塞大鼠实验模型J. 重庆医科大学学报，2002，27（2）：153-155.Mellin V，Isabelle M，Oudot A，et a1Transient reduction in myocardial free oxygen radical levels is involved in the improved cardiac function an d structure after longterra allopurinol treatment initiated in established chronic heart failureJEur Heart J，2005，26(15)：1544l550叶盛前，贪晓光，金晓明. 提高心肌梗死模型成功率的实验研究J哈尔滨医科大学学报.2008，42（2）：