血管紧张素转换酶抑制剂防治实验性心肌肥厚的形态学研究
作者：陈云 吴扬 沙宝熙
单位：陈云(南通医学院电镜室，南通 226001)；吴扬(南通医学院航海医学研究所，南通 226001)；沙宝熙(南通医学院生理学教研室，南通 226001)
关键词：心肌肥厚；卡托普利；美托洛尔；大鼠；显微镜检查，电子
临床与实验病理学杂志000116 摘要 目的：观察血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利防治心肌肥厚的作用，并比较倍他乐克对心肌肥厚的影响。方法：选用腹主动脉缩窄的大鼠实验性心肌肥厚模型，分心肌肥厚组、卡托普利组、倍他乐克组和对照组。常规电镜制样，除定性观察外，每组分别进行有关体视学分析。结果：心肌肥厚组心肌细胞超微结构病变明显，间质胶原纤维增多；卡托普利组心肌细胞和间质超微结构基本正常。心肌肥厚和倍他乐克组的心肌肌原纤维体密度低于卡托普利和对照组，而线粒体密度高于之(P<0.05，P<0.01)。结论：血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利能防治心肌肥厚并具有保护心肌细胞免受损伤性因素的作用。
, 百拇医药
中图分类号 R542.2；R972 文献标识码 A
文章编号 1001-7399(2000)01-0052-03
The ultrastructural observations of angiotension converting enzyme inhibitor preventing from experimental cardiae hypertrophy in rats
Chen Yun
(Lab of Electronic Microscopy,Nantong Medical College 226001)
Wu Yang
(Department of Physiology Institute of Navigation Medicine,Nantong Medical College 226001)
, 百拇医药
Sha Baoxi
(Department of Physiology,Nantong Medical College 226001)
ABSTRACT Purpose To study preventive effect of captopril on cardiae hypertrophy compare it with betaloc. Methods The animal model of cardiae hypertrophy induced by abdominal aortic stenosis might be divided into cardiac hypertropy, captopril betaloc, sham-operated and control group. Each group took the analyses of morphometry as well as observation. Results Ultrastructurally, pathological changes were obvious in myocytes of the animal model group accompanied by the increase in collagen fibers. The ultrastructural appearances of the captopril group were nearly normal. The myofibril volume density in the groups of animal model and betaloc were lower in the lever than those of captopril and sham-operated groups. The mitochodria volume density of them were relatively higher in the animal model and betaloc groups. Conclusion Captopril can prevent cardiae hypertropy and protect myocytes against injuring factors.
, 百拇医药
KEY WORDS cardiae hypertrophy; captopril; metoprolol；rats; microscopy， electron
心肌肥厚是心脏对急性慢性血流动力学超负荷的一种适应性反应，它不仅是高血压的并发症，而且是引起猝死、心律失常、心肌梗塞等的危险因素之一。近年来的研究表明：压力负荷增加不是引起心肌肥厚的唯一因素。高血压对心脏局部肾素-血管紧张素系统活性升高可能是刺激心脏、血管肥厚的体液因子。为此，我们选用压力负荷性心肌肥厚模型，观察血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利对实验性心肌肥厚细胞超微结构的影响，以探讨有效防治心肌肥厚的途径。
1 材料与方法
1.1 实验动物分组及动物模型的建立 SD大鼠150～250 g(本院实验动物中心提供)，♀♂不拘，随机分成4组。动物模型建立方法见既往报道〔1〕。四组动物均用标准颗粒性饲料喂养。卡托普利(常州制药厂)60 mg。kg-1。d-1，倍他乐克(无锡阿斯特勒制药有限公司)200 mg。kg-1。d-1，均于术前3天开始给药，持续8周。药粉末溶于饮水中喂给。心肌肥厚组及对照组自由饮水。
, 百拇医药
1.2 电镜检查标本的制备及形态计量方法 4组动物均于术后8周处死，处死时称体重、全心重及左心室重。沿左心室作纵向剖面，前部分置预冷的4%戊二醛中固定后用于电镜检查。取材中间部分约1 mm3，经1%锇酸后固定，系列丙酮脱水，Epon812树脂包埋，半薄切片1 μm定位。700～900 nm厚超薄切片，醋酸铀及枸橼酸铅双染色，JEM-100S型透射电镜观察。每例标本选两个树脂头，每个切一张超薄切片，电镜下依次观察数个铜网孔，并摄片(×4 000)8张，24例共摄片192张，将边长15 cm×12 cm(30×20测试点)的长方形测试格置经光学放大2倍即×8 000的照片上，按郑富盛〔2〕法分别计算细胞间质(以心肌组织为参照系)和心肌组织中肌原纤维、线粒体、细胞核和细胞内隙(以心肌细胞为参照系)的体密度。数据均采用方差分析，PMS医学统计软件，电子计算机处理。
2 结果
2.1 心肌组织的超微结构观察 对照组：心室肌细胞排列规则，间质胶原纤维罕见。心肌肥厚组：细胞中肌节横向排列不规则常见，Z带移位；线粒体大量增生，2～3排横向排列，多者达5～6排，增生线粒体内嵴排列紊乱。肌丝溶解，肌浆网空泡化明显；间质成纤维细胞活跃增生，胶原纤维丰富且粗大围绕心肌细胞周围。倍他乐克组心肌细胞超微病理变化轻于心肌肥厚组。线粒体轻度增生，糖原积聚，脂滴及空泡样变性常见，间质毛细血管水肿，可见胶原纤维。卡托普利组：心肌细胞中肌原纤维、线粒体等超微结构无明显病变，间质反应不明显。
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2.2 四组心肌细胞超微结构体视学测量结果 见表1。
表1 心肌肥厚、卡托普利、倍他乐克及对照组心肌细胞超微结构定量测量(
±s) 组 别
体密度
心肌组织/间质
肌原纤维
线粒体
细胞核
细胞内隙
间质
心肌肥厚组(n=6)
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36.1900±9.3316
48.2817±10.9870
3.9167±3.9364
11.6217±4.1120
14.1133±5.9327
8.5400±7.0396
卡托普利组(n=6)
57.1133±5.3331*
23.5767±1.6915*
4.7083±5.4237
, 百拇医药
14.3452±1.6078
12.6017±5.3983
9.2983±7.3826
倍他乐克组(n=5)
42.1120±6.5486**
39.7000±4.6531△△
4.1620±2.0787
14.0000±3.8254
18.7340±2.1613
4.3940±0.6138
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对照组(n=7)
51.7586±5.1196*
23.5767±1.6915△
6.8343±4.9622
19.9529±5.1683
11.3543±6.6526
11.4071±8.6301
*与心肌肥厚组比较P<0.01，**与卡托普利组比较P<0.05，与对照组比较P<0.05；肌原纤维体密度心肌肥厚组与倍他乐克组以及卡托普利组与对照组比较P>0.05。△与心肌肥厚组和倍他乐克组比较P<0.01；△△与心肌肥厚组比较P<0.05，线粒体体密度卡托普利与对照组比较P>0.05。细胞核、细胞内隙和间质的体密度以及心肌组织/间质之比，四组间比较P>0.05。
, 百拇医药
3 讨论
心肌肥厚是多种因素所致的一类疾病。在心脏疾病的发展过程中，心肌经历代偿至失代偿的过程。电镜下表现为与蛋白质合成有关的细胞器活跃如细胞核常染色质丰富，核仁发达，糖原丰富，细胞吞噬活跃，其结果是心肌内肌原纤维、线粒体等心肌收缩结构合成增加，心肌收缩力加强起代偿作用〔3〕，本实验四组肌原纤维及线粒体的体密度差异反映了这种趋势。倍他乐克组与心肌肥厚组肌原纤维体密度差异无显著性(P>0.05)，低于卡托普利组(P<0.01)，其线粒体密度与心肌肥厚组、卡托普利组差异有显著性(P<0.05，P<0.01)，表明β1肾上腺素能受体阻滞剂通过抑制心肌收缩、扩张血管发挥降压作用时〔1〕，并不能很好改善心肌功能，但降压效应可部分减少心肌细胞的能量消耗。卡托普利组心肌肌原纤维体密度高于前二者(P<0.01)，与对照组差异无显著性(P>0.05)，表明在同样狭窄动脉这一刺激源条件下，血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利比β1肾上腺素能受体阻滞剂倍他乐克有优越性，能保持肌原纤维、线粒体相对正常的体密度，这是保持心脏正常舒缩功能的结构基础。
, http://www.100md.com
倍他乐克组与心肌肥厚组尤其是后者除见线粒体增生的代偿表现外，尚见一些肌丝溶解、Z带移位、肌浆网空泡化、空泡变性，糖原灶性积聚等损伤性变化。显然，随着心肌肥厚的发展，心肌细胞蛋白质合成旺盛的同时也出现了心肌细胞损伤，使收缩结构受到破坏。而卡托普利组心肌超微结构，未见明显的损伤性变化，提示卡托普利有一定的保护心肌细胞免受动脉狭窄这一损伤性因素刺激的作用，也提示除压力负荷外，心脏局部的肾素-血管紧张素系统这一体液因素在心肌肥厚发生中起重要作用，抑制该系统活性药物的使用，对心肌细胞有一定的保护作用。
心肌肥厚组电镜下间质成纤维细胞增生，心肌细胞周围环绕丰富粗大的胶原纤维网络，对照组及卡托普利组则未发现。有研究发现高血压心肌肥厚的同时，组成心肌细胞外基质胶原蛋白的量及比例明显增高，发生了胶原重组〔4，5〕，我们既往光镜观察，心肌肥厚组心肌组织/间质比明显低于对照组和卡托普利组〔6〕，电镜间质形态定量各组间的差异不显著可能与观察视野小有关。血管紧张Ⅱ(AⅡ)具有生长因子作用，心脏负荷增加可促进其产生〔7〕。由于AⅡ在高血压心肌胶原重塑中起重要作用〔8〕，使用血管紧张素转换酶抑制剂，减少AⅡ生成，对改善和防治心肌纤维化的发生有一定的意义。
, 百拇医药
基金项目：江苏省自然科学基金资助课题
作者简介：陈云，女，40岁，副研究员，上海第二军医大学在读博士研究生。研究方向：超微病理学
参考文献
1，沙宝熙，陈 云，吴 扬.卡托普利防治心肌肥厚的实验研究.交通医学，1998；12(3)：278～279
2，郑富盛.电子显微镜图像的主体定量分析法.见：杭振镳，蔡文琴主编.电子显微镜技术在临床医学的应用.重庆：重庆出版社，1988：74～81
3，郑晓刚，汤雪明，韩玉升.实验性心肌肥大的超微结构研究.上海第二医科大学学报，1991；11(2)：123～127
4，熊正文，王伯沄，丁华野.高血压心肌间质重构研究中的应用技术.诊断病理学杂志，1997；4(3)：170～171
, http://www.100md.com
5，Weber KT, Janicki JS, Pick R et al. Mycardial fibrosis and pathologic hypertrophy in the rat with renovascular hypertension. Am J Cardiol, 1990;65:1G～7G
6，吴 扬，陈 云，沙宝熙.血管紧张素转换酶抑制剂防治大鼠实验性心肌肥大的形态学研究(附组织学观察).江苏医药，1998；24(10)：715～717
7，Ding XL, Zhou CY, Li YX. [sar'] angiotensin Ⅱ stimulates protein synthesis and hypertrophy of neonatal rat cardiac myocytes in culture by contraction independent mechanism. Chinese J Physi Sci, 1993;9(2):97
8，Urata H, Nishimura, Ganten D. Mechanism of anyiotensionⅡ formation in humans. Eur Heart J, 1995;16(suppl N):79～85
收稿日期：1999-07-28 修回日期：1999-11-12, 百拇医药
单位：陈云(南通医学院电镜室，南通 226001)；吴扬(南通医学院航海医学研究所，南通 226001)；沙宝熙(南通医学院生理学教研室，南通 226001)
关键词：心肌肥厚；卡托普利；美托洛尔；大鼠；显微镜检查，电子
临床与实验病理学杂志000116 摘要 目的：观察血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利防治心肌肥厚的作用，并比较倍他乐克对心肌肥厚的影响。方法：选用腹主动脉缩窄的大鼠实验性心肌肥厚模型，分心肌肥厚组、卡托普利组、倍他乐克组和对照组。常规电镜制样，除定性观察外，每组分别进行有关体视学分析。结果：心肌肥厚组心肌细胞超微结构病变明显，间质胶原纤维增多；卡托普利组心肌细胞和间质超微结构基本正常。心肌肥厚和倍他乐克组的心肌肌原纤维体密度低于卡托普利和对照组，而线粒体密度高于之(P<0.05，P<0.01)。结论：血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利能防治心肌肥厚并具有保护心肌细胞免受损伤性因素的作用。
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中图分类号 R542.2；R972 文献标识码 A
文章编号 1001-7399(2000)01-0052-03
The ultrastructural observations of angiotension converting enzyme inhibitor preventing from experimental cardiae hypertrophy in rats
Chen Yun
(Lab of Electronic Microscopy,Nantong Medical College 226001)
Wu Yang
(Department of Physiology Institute of Navigation Medicine,Nantong Medical College 226001)
, 百拇医药
Sha Baoxi
(Department of Physiology,Nantong Medical College 226001)
ABSTRACT Purpose To study preventive effect of captopril on cardiae hypertrophy compare it with betaloc. Methods The animal model of cardiae hypertrophy induced by abdominal aortic stenosis might be divided into cardiac hypertropy, captopril betaloc, sham-operated and control group. Each group took the analyses of morphometry as well as observation. Results Ultrastructurally, pathological changes were obvious in myocytes of the animal model group accompanied by the increase in collagen fibers. The ultrastructural appearances of the captopril group were nearly normal. The myofibril volume density in the groups of animal model and betaloc were lower in the lever than those of captopril and sham-operated groups. The mitochodria volume density of them were relatively higher in the animal model and betaloc groups. Conclusion Captopril can prevent cardiae hypertropy and protect myocytes against injuring factors.
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KEY WORDS cardiae hypertrophy; captopril; metoprolol；rats; microscopy， electron
心肌肥厚是心脏对急性慢性血流动力学超负荷的一种适应性反应，它不仅是高血压的并发症，而且是引起猝死、心律失常、心肌梗塞等的危险因素之一。近年来的研究表明：压力负荷增加不是引起心肌肥厚的唯一因素。高血压对心脏局部肾素-血管紧张素系统活性升高可能是刺激心脏、血管肥厚的体液因子。为此，我们选用压力负荷性心肌肥厚模型，观察血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利对实验性心肌肥厚细胞超微结构的影响，以探讨有效防治心肌肥厚的途径。
1 材料与方法
1.1 实验动物分组及动物模型的建立 SD大鼠150～250 g(本院实验动物中心提供)，♀♂不拘，随机分成4组。动物模型建立方法见既往报道〔1〕。四组动物均用标准颗粒性饲料喂养。卡托普利(常州制药厂)60 mg。kg-1。d-1，倍他乐克(无锡阿斯特勒制药有限公司)200 mg。kg-1。d-1，均于术前3天开始给药，持续8周。药粉末溶于饮水中喂给。心肌肥厚组及对照组自由饮水。
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1.2 电镜检查标本的制备及形态计量方法 4组动物均于术后8周处死，处死时称体重、全心重及左心室重。沿左心室作纵向剖面，前部分置预冷的4%戊二醛中固定后用于电镜检查。取材中间部分约1 mm3，经1%锇酸后固定，系列丙酮脱水，Epon812树脂包埋，半薄切片1 μm定位。700～900 nm厚超薄切片，醋酸铀及枸橼酸铅双染色，JEM-100S型透射电镜观察。每例标本选两个树脂头，每个切一张超薄切片，电镜下依次观察数个铜网孔，并摄片(×4 000)8张，24例共摄片192张，将边长15 cm×12 cm(30×20测试点)的长方形测试格置经光学放大2倍即×8 000的照片上，按郑富盛〔2〕法分别计算细胞间质(以心肌组织为参照系)和心肌组织中肌原纤维、线粒体、细胞核和细胞内隙(以心肌细胞为参照系)的体密度。数据均采用方差分析，PMS医学统计软件，电子计算机处理。
2 结果
2.1 心肌组织的超微结构观察 对照组：心室肌细胞排列规则，间质胶原纤维罕见。心肌肥厚组：细胞中肌节横向排列不规则常见，Z带移位；线粒体大量增生，2～3排横向排列，多者达5～6排，增生线粒体内嵴排列紊乱。肌丝溶解，肌浆网空泡化明显；间质成纤维细胞活跃增生，胶原纤维丰富且粗大围绕心肌细胞周围。倍他乐克组心肌细胞超微病理变化轻于心肌肥厚组。线粒体轻度增生，糖原积聚，脂滴及空泡样变性常见，间质毛细血管水肿，可见胶原纤维。卡托普利组：心肌细胞中肌原纤维、线粒体等超微结构无明显病变，间质反应不明显。
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2.2 四组心肌细胞超微结构体视学测量结果 见表1。
表1 心肌肥厚、卡托普利、倍他乐克及对照组心肌细胞超微结构定量测量(
±s) 组 别体密度
心肌组织/间质
肌原纤维
线粒体
细胞核
细胞内隙
间质
心肌肥厚组(n=6)
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36.1900±9.3316
48.2817±10.9870
3.9167±3.9364
11.6217±4.1120
14.1133±5.9327
8.5400±7.0396
卡托普利组(n=6)
57.1133±5.3331*
23.5767±1.6915*
4.7083±5.4237
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14.3452±1.6078
12.6017±5.3983
9.2983±7.3826
倍他乐克组(n=5)
42.1120±6.5486**
39.7000±4.6531△△
4.1620±2.0787
14.0000±3.8254
18.7340±2.1613
4.3940±0.6138
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对照组(n=7)
51.7586±5.1196*
23.5767±1.6915△
6.8343±4.9622
19.9529±5.1683
11.3543±6.6526
11.4071±8.6301
*与心肌肥厚组比较P<0.01，**与卡托普利组比较P<0.05，与对照组比较P<0.05；肌原纤维体密度心肌肥厚组与倍他乐克组以及卡托普利组与对照组比较P>0.05。△与心肌肥厚组和倍他乐克组比较P<0.01；△△与心肌肥厚组比较P<0.05，线粒体体密度卡托普利与对照组比较P>0.05。细胞核、细胞内隙和间质的体密度以及心肌组织/间质之比，四组间比较P>0.05。
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3 讨论
心肌肥厚是多种因素所致的一类疾病。在心脏疾病的发展过程中，心肌经历代偿至失代偿的过程。电镜下表现为与蛋白质合成有关的细胞器活跃如细胞核常染色质丰富，核仁发达，糖原丰富，细胞吞噬活跃，其结果是心肌内肌原纤维、线粒体等心肌收缩结构合成增加，心肌收缩力加强起代偿作用〔3〕，本实验四组肌原纤维及线粒体的体密度差异反映了这种趋势。倍他乐克组与心肌肥厚组肌原纤维体密度差异无显著性(P>0.05)，低于卡托普利组(P<0.01)，其线粒体密度与心肌肥厚组、卡托普利组差异有显著性(P<0.05，P<0.01)，表明β1肾上腺素能受体阻滞剂通过抑制心肌收缩、扩张血管发挥降压作用时〔1〕，并不能很好改善心肌功能，但降压效应可部分减少心肌细胞的能量消耗。卡托普利组心肌肌原纤维体密度高于前二者(P<0.01)，与对照组差异无显著性(P>0.05)，表明在同样狭窄动脉这一刺激源条件下，血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利比β1肾上腺素能受体阻滞剂倍他乐克有优越性，能保持肌原纤维、线粒体相对正常的体密度，这是保持心脏正常舒缩功能的结构基础。
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倍他乐克组与心肌肥厚组尤其是后者除见线粒体增生的代偿表现外，尚见一些肌丝溶解、Z带移位、肌浆网空泡化、空泡变性，糖原灶性积聚等损伤性变化。显然，随着心肌肥厚的发展，心肌细胞蛋白质合成旺盛的同时也出现了心肌细胞损伤，使收缩结构受到破坏。而卡托普利组心肌超微结构，未见明显的损伤性变化，提示卡托普利有一定的保护心肌细胞免受动脉狭窄这一损伤性因素刺激的作用，也提示除压力负荷外，心脏局部的肾素-血管紧张素系统这一体液因素在心肌肥厚发生中起重要作用，抑制该系统活性药物的使用，对心肌细胞有一定的保护作用。
心肌肥厚组电镜下间质成纤维细胞增生，心肌细胞周围环绕丰富粗大的胶原纤维网络，对照组及卡托普利组则未发现。有研究发现高血压心肌肥厚的同时，组成心肌细胞外基质胶原蛋白的量及比例明显增高，发生了胶原重组〔4，5〕，我们既往光镜观察，心肌肥厚组心肌组织/间质比明显低于对照组和卡托普利组〔6〕，电镜间质形态定量各组间的差异不显著可能与观察视野小有关。血管紧张Ⅱ(AⅡ)具有生长因子作用，心脏负荷增加可促进其产生〔7〕。由于AⅡ在高血压心肌胶原重塑中起重要作用〔8〕，使用血管紧张素转换酶抑制剂，减少AⅡ生成，对改善和防治心肌纤维化的发生有一定的意义。
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基金项目：江苏省自然科学基金资助课题
作者简介：陈云，女，40岁，副研究员，上海第二军医大学在读博士研究生。研究方向：超微病理学
参考文献
1，沙宝熙，陈 云，吴 扬.卡托普利防治心肌肥厚的实验研究.交通医学，1998；12(3)：278～279
2，郑富盛.电子显微镜图像的主体定量分析法.见：杭振镳，蔡文琴主编.电子显微镜技术在临床医学的应用.重庆：重庆出版社，1988：74～81
3，郑晓刚，汤雪明，韩玉升.实验性心肌肥大的超微结构研究.上海第二医科大学学报，1991；11(2)：123～127
4，熊正文，王伯沄，丁华野.高血压心肌间质重构研究中的应用技术.诊断病理学杂志，1997；4(3)：170～171
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5，Weber KT, Janicki JS, Pick R et al. Mycardial fibrosis and pathologic hypertrophy in the rat with renovascular hypertension. Am J Cardiol, 1990;65:1G～7G
6，吴 扬，陈 云，沙宝熙.血管紧张素转换酶抑制剂防治大鼠实验性心肌肥大的形态学研究(附组织学观察).江苏医药，1998；24(10)：715～717
7，Ding XL, Zhou CY, Li YX. [sar'] angiotensin Ⅱ stimulates protein synthesis and hypertrophy of neonatal rat cardiac myocytes in culture by contraction independent mechanism. Chinese J Physi Sci, 1993;9(2):97
8，Urata H, Nishimura, Ganten D. Mechanism of anyiotensionⅡ formation in humans. Eur Heart J, 1995;16(suppl N):79～85
收稿日期：1999-07-28 修回日期：1999-11-12, 百拇医药