心肌声学造影评价实验性顿抑心肌的微血管功能改变
作者：罗义 刘伊丽 黄晓波 查道刚 刘俭
单位：罗义 刘伊丽 黄晓波 查道刚 刘俭(510515 广州,第一军医大学南方医院心内科)；罗义(广州市第一人民医院心内科，510180)
关键词：超声心动描记术;造影剂;心肌顿抑;心肌再灌注
中华超声影像学杂志000417
【摘要】 目的 探讨心肌顿抑时心肌微血管功能改变以及静脉心肌声学造影方法的价值。方法 制备左前降支冠脉(LAD)不同阻断时间(15 min和60 min)后再灌注犬心肌顿抑模型，在不同观察时间点静脉注射含全氟丙烷声振白蛋白微泡造影剂，采用二次谐波成像和间歇发射技术行心肌声学造影(MCE)。由主动脉根部分别注射乙酰胆碱(ACH)和硝酸甘油(NG)后重复MCE并计算用药后、前二维超声上所示心肌灰阶峰值(PVI)和峰值比值(PVIR)。结果 ①心肌顿抑早期心肌PVI显著增高，60 min后恢复至结扎前水平；② 15 min LAD阻断组再灌注早期NG-PVIR和ACH-PVIR明显减低，但分别在再灌注60 min和120 min时恢复至结扎前水平；③ 60 min LAD阻断组再灌注早期NG-PVIR减低，至再灌注120 min时才恢复到结扎前水平，而再灌注期ACH-PVIR明显减低，随着再灌注时间的延长虽有逐渐回升趋势，但至再灌注120 min仍未恢复至结扎前水平。结论 ①心肌顿抑早期微血管扩张，血液灌注增加，此后较快恢复正常；②顿抑心肌微血管内皮受损，血管内皮依赖性舒张功能减弱，其恢复速度与原缺血时间长短有关。
, 百拇医药
Observations on the changes of microvascular function in experimental myocardial stunning with intravenous myocardial contrast echocardiography
LUO Yi, LIU Yili, HUANG Xiaobo, et al
(Department of Cardiology, Nanfang Hospital, the First Military Medical University, Guangzhou 510515,China)
【Abstract】 Objective To observe the changes of microvascular function during myocardial stunning and the effect of assessing with myocardial contrast echocardiography(MCE). Methods Twelve dogs underwent 15 or 60 min of left anterior descending coronary artery (LAD)occlusion, followed by 120 min of reperfusion. MCE was performed intravenously using C3F8-exposed sonicated dextrose albumin at baseline, during coronary occlusion, and at 5,30,60,90,and 120 min after reperfusion. At baseline, 5,60,and 120 min after reperfusion, acetylcholine(ACH) and nitroglycerin(NG) were given from aortic root injections and MCE was repeated, respectively. End-systolic images in short axis were acquired in harmonic mode and digitized on-line. Background-subtracted peak videointensity(PVI)in stunned myocardium area was measured from MCE and the ratios of PVI post-and pre-ACH or NG (ACH-PVIR, NG-PVIR) were calculated. Results A marked increase in PVI occurred in all dogs with stunned myocardium in the early period of reperfusion and the PVI restored to the pre-occlusion level after 60 min of reperfusion. NG-PVIR were markedly declined in the early period of reperfusion, and restored to their pre-occlusion levels at 60 and 120 min of reperfusion both in 15 and 60 min LAD occlusion groups. However, significantly decreased ACH-PVIR was only seen in the early period of reperfusion in the 15 min LAD occlusion group and lasted for whole period of reperfusion in the 60 min LAD occlusion group.Conclusions Stunned myocardium is hyperemic in the early period of reperfusion and the blood perfusion restores to normal level in a short time after reperfusion. There are microvascular endothelium damage and endothelium-dependent dilatation impairments in stunned myocardium, and their improving speeds might be related to original ischemia duration.
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【Key words】 Echocardiography;Contrast media;Myocardial stunning;Myocardial reperfusion
心肌顿抑是一种可逆性心肌缺血再灌注损伤[1,2]，其发生机制未明。顿抑心肌是否存在微血管损伤，目前尚有争议[3]。本研究应用静脉心肌声学造影(myocardial contrast echocardiography, MCE) 在犬心肌顿抑模型中观察不同缺血时间后再灌注心肌微血管舒张功能改变，探讨顿抑心肌内微血管是否受损。
材 料 与 方 法
一、犬心肌顿抑模型建立
18只雄性杂种犬，体重13～18 kg。按实验先后顺序，采用完全随机设计将动物分入顿抑S组、顿抑L组和假手术组。各组犬6只。动物用戊巴比妥钠(35 mg/kg) 静脉全麻后，气管插管连接呼吸机。经右股动脉插入猪尾导管并经压力换能器连接多道生理记录仪监测主动脉压和左室压，同时用于注射乙酰胆碱(acetylcholine, ACH)和硝酸甘油(nitroglycerin, NG)以测定心肌中血管舒张功能。右股静脉插入扩张管套鞘用于静脉输液和注射超声造影剂。左侧第5肋间开胸，充分暴露心前区，打开心包壁层，用丝线将心包吊起，使心脏悬卧于心包床上。分离左冠状动脉前降支(LAD)近段，留置一结扎线。将一水囊置于心脏表面。顿抑S组LAD结扎15 min,再灌注120 min;顿抑L组LAD结扎60 min,再灌注120 min;假手术组不行冠状动脉结扎。全过程监测血流动力学和心电图。
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二、静脉心肌声学造影
使用Acuson SEQUOIA 512超声诊断仪，探头频率为 3.5 MHz。探头用夹子固定并置于水囊内，显示左室乳头肌水平短轴切面图。探头的位置和角度在整个实验中不变。调节增益以获得最佳图像并维持至实验结束。采用二次谐波成像技术行静脉MCE，心电图触发间隔为3个心动周期。弹丸式静脉注射含C3F8的声振白蛋白微泡造影剂(南方医院临床药学基地提供),每次 0.01 ml/kg,于注射前后连续录取超声图像并记录到MO光盘供嗣后分析。MCE观测时点为LAD结扎前、结扎后即刻、再灌注前、再灌注后5 min、30 min、60 min、90 min和120 min。
三、心肌微血管舒张功能测定
在LAD结扎前和再灌注后5 min、60 min、120 min行静息状态下行MCE后，于主动脉根部分别注射ACH(10 μg/kg)和NG(10 μg/kg)，分别再重复一次MCE。
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四、心肌标本处理
实验完毕后，将心脏取下，冷盐水浸洗，然后将心脏按短轴切面切成5 mm厚的心肌片，部分心肌片立刻置1%氯化三苯四唑(triphenyltetrazolium chloride, TTC)中37 ℃染色20 min。此方法可使非梗死心肌染成砖红色，梗死心肌不被染色。
五、心肌声学造影图像分析
使用TomTec图像工作站对MO光盘的图像视频密度进行定量分析。该图像工作站包括一声学造影分析软件，可对造影效果进行0～255级的视频密度分析。确定左室前壁感兴趣区，逐帧手工拖动感兴趣区，使之避开心内膜和心外膜并保持于同一室壁位置，电脑将自动分析每一帧图像的感兴趣区并给出数据。扣除本底，获得每次MCE心肌视频密度峰值(peak videointensity, PVI)。视频密度用灰阶单位表示。以注射ACH和NG后、前MCE测得的心肌PVI比值(PVI ratio, PVIR)分别表示心肌微血管内皮依赖性舒张(endothelium-dependent relaxation, EDR)功能和非EDR功能。
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六、统计学方法
应用SPSS软件进行数据统计。数据以
±s表示,同组自身前后均数比较使用配对t检验。P<0.05被认为有统计学意义。
结 果
LAD结扎期MCE示局部心肌无造影剂充填(图1C)，二维超声显像示局部室壁显著变薄并出现明显运动障碍。结扎解除后，原无造影剂充填区获得良好的造影剂充填(图2D)，再灌注期室壁厚度和运动虽有所改善，但直至再灌注120 min实验结束仍显示明显异常，心肌TTC染色未发现梗死心肌，表明心肌顿抑模型建立成功。
一、顿抑心肌MCE视频峰值的变化
表1显示，顿抑S组心肌顿抑早期(再灌注30 min内)顿抑心肌PVI显著增高(图1B、2G)，随后恢复至结扎前水平。顿抑L组PVI变化与顿抑S组相似(图1D、E、G，图2A、D、G)，虽再灌注30 min时的PVI仍较高，但与结扎前水平已无显著性差异(P=0.059)。
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二、顿抑心肌微血管内皮依赖性舒张功能的改变
表2显示，顿抑S组再灌注5 min和60 min时测得的ACH-PVIR显著降低(图2G、H)，再灌注120 min时已恢复至结扎前水平。顿抑L组再灌注期ACH-PVIR显著降低，虽随着再灌注时间的延长ACH-PVIR有逐渐恢复趋势，但至再灌注120 min实验结束时仍未恢复至结扎前水平(图2A、B、D、E，图1G、H)。另外，顿抑S组再灌注5 min和顿抑L组再灌注全过程测得的ACH-PVIR均<1。
三、顿抑心肌微血管非内皮依赖性舒张功能的变化
表3显示，顿抑S组再灌注5 min时NG-PVIR降低，但至再灌注60 min时已恢复至结扎前水平。顿抑L组再灌注5 min和60 min时的NG-PVIR降低(图2A、C、D、F)，至再灌注120 min时已恢复到结扎前水平(图1G、I)。
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表1～3显示假手术组实验全过程心肌PVI、ACH-PVIR和NG-PVIR均无显著改变。
表1 静脉心肌声学造影PVI的变化比较(灰阶单位,±s) 组别
结扎前
再灌注
5 min
再灌注
30 min
再灌注
60 min
再灌注
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90 min
再灌注
120 min
顿抑S组
99±22
121±24* *
107±22*
100±25
101±25
98±23
顿抑L组
103±20
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126±26* *
115±23*
108±22
102±19
102±21
假手术组
101±23
97±19
104±27
107±20
98±17
100±23
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注：与结扎前比较，*P<0.05,**P<0.01;PVI-心肌视频密度峰值
图1 A:顿抑S组MCE前基础状态;B:顿抑S组LAD结扎前MCE;C:顿抑S组再灌注前MCE;D:顿抑L组再灌注30 min时MCE;E:顿抑L组再灌注90 min时MCE;F:顿抑L组再灌注120 min时MCE左室刚出现造影剂;G:顿抑L组再灌注120 min时MCE;H:顿抑L组再灌注120 min时ACH-MCE;I:顿抑L组再灌注120 min时NG-MCE
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图2 A:顿抑L组LAD结扎前MCE;B:顿抑L组LAD结扎前ACH-MCE;C:顿抑L组LAD结扎前NG-MCE;D:顿抑L组再灌注5 min时MCE;E:顿抑L组再灌注5 min时ACH-MCE;F:顿抑L组再灌注5 min时NG-MCE;G:顿抑S组再灌注60 min时MCE;H:顿抑S组再灌注60 min时ACH-MCE;I:顿抑S组再灌注60 min时NG-MCE表2 ACH诱发的心肌微血管EDR活性比较 组别
结扎前
再灌注5 min
再灌注60 min
再灌注120 min
顿抑S组
1.22±0.09
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0.80±0.11* *
1.05±0.07* *
1.21±0.09
顿抑L组
1.18±0.08
0.73±0.09* *
0.84±0.09* *
0.94±0.10* *
假手术组
1.21±0.07
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1.19±0.08
1.19±0.06
1.18±0.06
注：与结扎前比较，* *P<0.01;ACH-乙酰胆碱,EDR-内皮依赖性舒张表3 NG诱发的心肌微血管非EDR活性比较 组别
结扎前
再灌注5 min
再灌注60 min
再灌注120 min
顿抑S组
1.18±0.06
1.04±0.07* *
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1.17±0.06
1.19±0.09
顿抑L组
1.18±0.09
1.06±0.08* *
1.11±0.06* *
1.16±0.08
假手术组
1.19±0.08
1.17±0.06
1.17±0.07
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1.16±0.05
注：与结扎前比较，* *P<0.01;NG-硝酸甘油讨 论
本研究主要有两个发现:其一，心肌顿抑早期(再灌注30 min内)心肌微血管扩张，血液灌注增加，此后较快恢复正常；其二，顿抑心肌微血管EDR活性减低，其恢复速度与原缺血时间长短有关，缺血时间短恢复较快，缺血时间长则恢复较慢。
早先的研究报道顿抑心肌血流灌注减少、血管阻力增大、血流储备减低[3]。近年研究发现，顿抑心肌血流灌注不减少，甚至充血[4,5]，冠脉血管阻力减低而非增加，冠脉血流储备也正常[3]。但时至今日，顿抑心肌血流灌注是否减少，微血管是否有异常改变，实验报道仍不一致。本研究应用静脉MCE检测心肌血流灌注，结果显示顿抑心肌早期血液灌注是明显增加的，大约在再灌注30 min至60 min血液灌注恢复至正常水平。Porter等[5]用超声流量计测得顿抑心肌血流增加，同时用MCE测得心肌PVI也明显增高。目前已趋向认为这是缺血后再灌注引起的反应性充血。近年较多研究显示，缺血再灌注的心肌因一氧化氮合成酶表达增加引起一氧化氮合成增多[6]，这可能是缺血再灌注心肌反应性充血的原因之一。
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顿抑心肌微血管EDR和非EDR活性尚未获得充分研究。研究证实，血管内皮受损会导致血管EDR活性减弱、血栓形成和内膜增殖。用药理性刺激测定血管EDR活性是评价血管内皮功能的重要方法[7,8]，ACH是目前常用的药理性刺激剂，冠脉内皮功能正常时，ACH作用于内皮细胞膜上的相应受体，经过一系列生化环节，最后激活一氧化氮合成酶，促进一氧化氮合成和释放，从而引起血管舒张和血液灌注增加，内皮受损时血管舒张效应减弱甚至呈现收缩。病理条件下血管内皮功能障碍与平滑肌功能障碍可伴随存在，用外源性一氧化氮生成剂如NG直接作用于血管平滑肌引起血管舒张可用于评价血管非EDR功能[8]，即了解血管平滑肌舒张功能。本组资料显示，顿抑心肌ACH-PVIR显著降低，表明ACH诱发的顿抑心肌微血管EDR活性减低，而且资料显示原缺血时间长则EDR活性恢复慢。ACH-PVIR<1表明ACH不但未引起血管扩张，反而刺激血管收缩，这清楚说明内皮受损，而且提示平滑肌收缩功能存在。另外，再灌注早期NG-PVIR也降低，表明血管非EDR活性也减低，这可能是因为心肌顿抑早期微血管已处于扩张状态，用NG使其再扩张的程度有限。
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缺血时间的长短是决定微血管功能是否发生异常的最主要因素[9]。关于心肌顿抑中的微循环障碍，Nicklas和Gips曾提出过“微血管顿抑”(微血管扩张能力降低)的概念，并获得一些实验研究的支持，但后来有研究报道，顿抑心肌不存在“微血管顿抑”[3]。实验结果的不一致可能主要是因为缺血时间的长短不同造成的。短时间(如数分钟)缺血后再灌注，微血管不受损；较长时间(如数十分钟)缺血后再灌注，微血管功能受损，但可逐渐恢复；长时间(如数小时)缺血后再灌注，微血管功能和结构均受损，并可能发生不可逆损害。最近MCE研究表明，缺血性微血管损害在急性心肌梗死后期可恢复[9]，从而证实了“微血管顿抑”的存在。“微血管顿抑”与心肌顿抑可以并存，也可虽发生了心肌顿抑但微血管尚未受损[3]，因为心肌顿抑的发生尚有其他更重要的机制[1,2]。
用MCE测得的心肌PVI代表心肌血流灌注可靠吗？至今尚无研究活体冠状微血管的直接方法，而MCE可反映心肌内血流灌注空间分布情况，定量心肌血流量和血容量，评估冠脉血流储备和内皮功能，因此可较好地反映心肌微循环状态[10]。MCE具有与单光子发射计算机断层显像相似的血流成像[11]，用MCE测得的PVI来反映心肌血液灌注与用放射微球[12]、超声流量计[5]测得的心肌血流量密切相关。Porter等[5]已证实静脉注射氟碳造影剂所产生的心肌视频密度与冠状动脉血流有线性关系。由于声学造影剂的改进、二次谐波成像技术的应用和MCE分析方法的进步，用MCE评价心肌血流灌注和冠脉微循环的敏感性和可靠性已有显著提高。MCE是目前评估心肌微血管功能异常最有效的技术之一[9]。
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用ACH和NG检测的冠脉扩张功能反映的是心肌内微血管扩张功能吗？ 冠脉扩张剂增加冠脉血流是通过扩张冠状阻力微动脉和征募毛细血管从而增加心肌内血管容积实现的[13],而且阻力微动脉扩张是其主要机制[14]，因此用ACH和NG检测的冠脉扩张功能反映的主要是心肌内微血管(尤其是阻力微动脉)的扩张功能。
资助项目:国家自然科学基金(39870329)
参 考 文 献
1，Bolli R. Basic and clinical aspects of myocardial stunning. Prog Cardiovasc Dis, 1998,40:477-516.
2，Kloner RA, Bolli R, Marban E, et al. Medical and cellular implications of stunning, hibernation, and preconditioning. An NHLBI workshop. Circulation,1998,97:1848-1867.
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3，Becker LC. Is stunned myocardium ischemic on a microvascular level? Basic Res Cardiol,1995,90:282-284.
4，Mori E, Haramaki N, Ikeda H, et al. Intra-coronary administration of L-arginine aggravates myocardial stunning through production of peroxynitrite in dogs. Cardiovasc Res, 1998, 40:113-123.
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13，Kaul S, Jayaweera AR. Myocardial contrast echocardiography has the potential for the assessment of coronary microvascular reserve. JACC, 1993,21:356-358.
14，Wu CC, Feldman MD, Mill JD, et al. Myocardial contrast echocardiography can be used to quantify intramyocardial blood volume: new insights into structural mechanisms of coronary autoregulation. Circulation,1997,96:1004-1011.
收稿日期:2000-03-07, 百拇医药
单位：罗义 刘伊丽 黄晓波 查道刚 刘俭(510515 广州,第一军医大学南方医院心内科)；罗义(广州市第一人民医院心内科，510180)
关键词：超声心动描记术;造影剂;心肌顿抑;心肌再灌注
中华超声影像学杂志000417
【摘要】 目的 探讨心肌顿抑时心肌微血管功能改变以及静脉心肌声学造影方法的价值。方法 制备左前降支冠脉(LAD)不同阻断时间(15 min和60 min)后再灌注犬心肌顿抑模型，在不同观察时间点静脉注射含全氟丙烷声振白蛋白微泡造影剂，采用二次谐波成像和间歇发射技术行心肌声学造影(MCE)。由主动脉根部分别注射乙酰胆碱(ACH)和硝酸甘油(NG)后重复MCE并计算用药后、前二维超声上所示心肌灰阶峰值(PVI)和峰值比值(PVIR)。结果 ①心肌顿抑早期心肌PVI显著增高，60 min后恢复至结扎前水平；② 15 min LAD阻断组再灌注早期NG-PVIR和ACH-PVIR明显减低，但分别在再灌注60 min和120 min时恢复至结扎前水平；③ 60 min LAD阻断组再灌注早期NG-PVIR减低，至再灌注120 min时才恢复到结扎前水平，而再灌注期ACH-PVIR明显减低，随着再灌注时间的延长虽有逐渐回升趋势，但至再灌注120 min仍未恢复至结扎前水平。结论 ①心肌顿抑早期微血管扩张，血液灌注增加，此后较快恢复正常；②顿抑心肌微血管内皮受损，血管内皮依赖性舒张功能减弱，其恢复速度与原缺血时间长短有关。
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Observations on the changes of microvascular function in experimental myocardial stunning with intravenous myocardial contrast echocardiography
LUO Yi, LIU Yili, HUANG Xiaobo, et al
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【Abstract】 Objective To observe the changes of microvascular function during myocardial stunning and the effect of assessing with myocardial contrast echocardiography(MCE). Methods Twelve dogs underwent 15 or 60 min of left anterior descending coronary artery (LAD)occlusion, followed by 120 min of reperfusion. MCE was performed intravenously using C3F8-exposed sonicated dextrose albumin at baseline, during coronary occlusion, and at 5,30,60,90,and 120 min after reperfusion. At baseline, 5,60,and 120 min after reperfusion, acetylcholine(ACH) and nitroglycerin(NG) were given from aortic root injections and MCE was repeated, respectively. End-systolic images in short axis were acquired in harmonic mode and digitized on-line. Background-subtracted peak videointensity(PVI)in stunned myocardium area was measured from MCE and the ratios of PVI post-and pre-ACH or NG (ACH-PVIR, NG-PVIR) were calculated. Results A marked increase in PVI occurred in all dogs with stunned myocardium in the early period of reperfusion and the PVI restored to the pre-occlusion level after 60 min of reperfusion. NG-PVIR were markedly declined in the early period of reperfusion, and restored to their pre-occlusion levels at 60 and 120 min of reperfusion both in 15 and 60 min LAD occlusion groups. However, significantly decreased ACH-PVIR was only seen in the early period of reperfusion in the 15 min LAD occlusion group and lasted for whole period of reperfusion in the 60 min LAD occlusion group.Conclusions Stunned myocardium is hyperemic in the early period of reperfusion and the blood perfusion restores to normal level in a short time after reperfusion. There are microvascular endothelium damage and endothelium-dependent dilatation impairments in stunned myocardium, and their improving speeds might be related to original ischemia duration.
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【Key words】 Echocardiography;Contrast media;Myocardial stunning;Myocardial reperfusion
心肌顿抑是一种可逆性心肌缺血再灌注损伤[1,2]，其发生机制未明。顿抑心肌是否存在微血管损伤，目前尚有争议[3]。本研究应用静脉心肌声学造影(myocardial contrast echocardiography, MCE) 在犬心肌顿抑模型中观察不同缺血时间后再灌注心肌微血管舒张功能改变，探讨顿抑心肌内微血管是否受损。
材 料 与 方 法
一、犬心肌顿抑模型建立
18只雄性杂种犬，体重13～18 kg。按实验先后顺序，采用完全随机设计将动物分入顿抑S组、顿抑L组和假手术组。各组犬6只。动物用戊巴比妥钠(35 mg/kg) 静脉全麻后，气管插管连接呼吸机。经右股动脉插入猪尾导管并经压力换能器连接多道生理记录仪监测主动脉压和左室压，同时用于注射乙酰胆碱(acetylcholine, ACH)和硝酸甘油(nitroglycerin, NG)以测定心肌中血管舒张功能。右股静脉插入扩张管套鞘用于静脉输液和注射超声造影剂。左侧第5肋间开胸，充分暴露心前区，打开心包壁层，用丝线将心包吊起，使心脏悬卧于心包床上。分离左冠状动脉前降支(LAD)近段，留置一结扎线。将一水囊置于心脏表面。顿抑S组LAD结扎15 min,再灌注120 min;顿抑L组LAD结扎60 min,再灌注120 min;假手术组不行冠状动脉结扎。全过程监测血流动力学和心电图。
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二、静脉心肌声学造影
使用Acuson SEQUOIA 512超声诊断仪，探头频率为 3.5 MHz。探头用夹子固定并置于水囊内，显示左室乳头肌水平短轴切面图。探头的位置和角度在整个实验中不变。调节增益以获得最佳图像并维持至实验结束。采用二次谐波成像技术行静脉MCE，心电图触发间隔为3个心动周期。弹丸式静脉注射含C3F8的声振白蛋白微泡造影剂(南方医院临床药学基地提供),每次 0.01 ml/kg,于注射前后连续录取超声图像并记录到MO光盘供嗣后分析。MCE观测时点为LAD结扎前、结扎后即刻、再灌注前、再灌注后5 min、30 min、60 min、90 min和120 min。
三、心肌微血管舒张功能测定
在LAD结扎前和再灌注后5 min、60 min、120 min行静息状态下行MCE后，于主动脉根部分别注射ACH(10 μg/kg)和NG(10 μg/kg)，分别再重复一次MCE。
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四、心肌标本处理
实验完毕后，将心脏取下，冷盐水浸洗，然后将心脏按短轴切面切成5 mm厚的心肌片，部分心肌片立刻置1%氯化三苯四唑(triphenyltetrazolium chloride, TTC)中37 ℃染色20 min。此方法可使非梗死心肌染成砖红色，梗死心肌不被染色。
五、心肌声学造影图像分析
使用TomTec图像工作站对MO光盘的图像视频密度进行定量分析。该图像工作站包括一声学造影分析软件，可对造影效果进行0～255级的视频密度分析。确定左室前壁感兴趣区，逐帧手工拖动感兴趣区，使之避开心内膜和心外膜并保持于同一室壁位置，电脑将自动分析每一帧图像的感兴趣区并给出数据。扣除本底，获得每次MCE心肌视频密度峰值(peak videointensity, PVI)。视频密度用灰阶单位表示。以注射ACH和NG后、前MCE测得的心肌PVI比值(PVI ratio, PVIR)分别表示心肌微血管内皮依赖性舒张(endothelium-dependent relaxation, EDR)功能和非EDR功能。
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六、统计学方法
应用SPSS软件进行数据统计。数据以
±s表示,同组自身前后均数比较使用配对t检验。P<0.05被认为有统计学意义。结 果
LAD结扎期MCE示局部心肌无造影剂充填(图1C)，二维超声显像示局部室壁显著变薄并出现明显运动障碍。结扎解除后，原无造影剂充填区获得良好的造影剂充填(图2D)，再灌注期室壁厚度和运动虽有所改善，但直至再灌注120 min实验结束仍显示明显异常，心肌TTC染色未发现梗死心肌，表明心肌顿抑模型建立成功。
一、顿抑心肌MCE视频峰值的变化
表1显示，顿抑S组心肌顿抑早期(再灌注30 min内)顿抑心肌PVI显著增高(图1B、2G)，随后恢复至结扎前水平。顿抑L组PVI变化与顿抑S组相似(图1D、E、G，图2A、D、G)，虽再灌注30 min时的PVI仍较高，但与结扎前水平已无显著性差异(P=0.059)。
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二、顿抑心肌微血管内皮依赖性舒张功能的改变
表2显示，顿抑S组再灌注5 min和60 min时测得的ACH-PVIR显著降低(图2G、H)，再灌注120 min时已恢复至结扎前水平。顿抑L组再灌注期ACH-PVIR显著降低，虽随着再灌注时间的延长ACH-PVIR有逐渐恢复趋势，但至再灌注120 min实验结束时仍未恢复至结扎前水平(图2A、B、D、E，图1G、H)。另外，顿抑S组再灌注5 min和顿抑L组再灌注全过程测得的ACH-PVIR均<1。
三、顿抑心肌微血管非内皮依赖性舒张功能的变化
表3显示，顿抑S组再灌注5 min时NG-PVIR降低，但至再灌注60 min时已恢复至结扎前水平。顿抑L组再灌注5 min和60 min时的NG-PVIR降低(图2A、C、D、F)，至再灌注120 min时已恢复到结扎前水平(图1G、I)。
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表1～3显示假手术组实验全过程心肌PVI、ACH-PVIR和NG-PVIR均无显著改变。
表1 静脉心肌声学造影PVI的变化比较(灰阶单位,
±s) 组别结扎前
再灌注
5 min
再灌注
30 min
再灌注
60 min
再灌注
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90 min
再灌注
120 min
顿抑S组
99±22
121±24* *
107±22*
100±25
101±25
98±23
顿抑L组
103±20
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126±26* *
115±23*
108±22
102±19
102±21
假手术组
101±23
97±19
104±27
107±20
98±17
100±23
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注：与结扎前比较，*P<0.05,**P<0.01;PVI-心肌视频密度峰值
图1 A:顿抑S组MCE前基础状态;B:顿抑S组LAD结扎前MCE;C:顿抑S组再灌注前MCE;D:顿抑L组再灌注30 min时MCE;E:顿抑L组再灌注90 min时MCE;F:顿抑L组再灌注120 min时MCE左室刚出现造影剂;G:顿抑L组再灌注120 min时MCE;H:顿抑L组再灌注120 min时ACH-MCE;I:顿抑L组再灌注120 min时NG-MCE
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图2 A:顿抑L组LAD结扎前MCE;B:顿抑L组LAD结扎前ACH-MCE;C:顿抑L组LAD结扎前NG-MCE;D:顿抑L组再灌注5 min时MCE;E:顿抑L组再灌注5 min时ACH-MCE;F:顿抑L组再灌注5 min时NG-MCE;G:顿抑S组再灌注60 min时MCE;H:顿抑S组再灌注60 min时ACH-MCE;I:顿抑S组再灌注60 min时NG-MCE表2 ACH诱发的心肌微血管EDR活性比较 组别
结扎前
再灌注5 min
再灌注60 min
再灌注120 min
顿抑S组
1.22±0.09
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0.80±0.11* *
1.05±0.07* *
1.21±0.09
顿抑L组
1.18±0.08
0.73±0.09* *
0.84±0.09* *
0.94±0.10* *
假手术组
1.21±0.07
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1.19±0.08
1.19±0.06
1.18±0.06
注：与结扎前比较，* *P<0.01;ACH-乙酰胆碱,EDR-内皮依赖性舒张表3 NG诱发的心肌微血管非EDR活性比较 组别
结扎前
再灌注5 min
再灌注60 min
再灌注120 min
顿抑S组
1.18±0.06
1.04±0.07* *
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1.17±0.06
1.19±0.09
顿抑L组
1.18±0.09
1.06±0.08* *
1.11±0.06* *
1.16±0.08
假手术组
1.19±0.08
1.17±0.06
1.17±0.07
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1.16±0.05
注：与结扎前比较，* *P<0.01;NG-硝酸甘油讨 论
本研究主要有两个发现:其一，心肌顿抑早期(再灌注30 min内)心肌微血管扩张，血液灌注增加，此后较快恢复正常；其二，顿抑心肌微血管EDR活性减低，其恢复速度与原缺血时间长短有关，缺血时间短恢复较快，缺血时间长则恢复较慢。
早先的研究报道顿抑心肌血流灌注减少、血管阻力增大、血流储备减低[3]。近年研究发现，顿抑心肌血流灌注不减少，甚至充血[4,5]，冠脉血管阻力减低而非增加，冠脉血流储备也正常[3]。但时至今日，顿抑心肌血流灌注是否减少，微血管是否有异常改变，实验报道仍不一致。本研究应用静脉MCE检测心肌血流灌注，结果显示顿抑心肌早期血液灌注是明显增加的，大约在再灌注30 min至60 min血液灌注恢复至正常水平。Porter等[5]用超声流量计测得顿抑心肌血流增加，同时用MCE测得心肌PVI也明显增高。目前已趋向认为这是缺血后再灌注引起的反应性充血。近年较多研究显示，缺血再灌注的心肌因一氧化氮合成酶表达增加引起一氧化氮合成增多[6]，这可能是缺血再灌注心肌反应性充血的原因之一。
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顿抑心肌微血管EDR和非EDR活性尚未获得充分研究。研究证实，血管内皮受损会导致血管EDR活性减弱、血栓形成和内膜增殖。用药理性刺激测定血管EDR活性是评价血管内皮功能的重要方法[7,8]，ACH是目前常用的药理性刺激剂，冠脉内皮功能正常时，ACH作用于内皮细胞膜上的相应受体，经过一系列生化环节，最后激活一氧化氮合成酶，促进一氧化氮合成和释放，从而引起血管舒张和血液灌注增加，内皮受损时血管舒张效应减弱甚至呈现收缩。病理条件下血管内皮功能障碍与平滑肌功能障碍可伴随存在，用外源性一氧化氮生成剂如NG直接作用于血管平滑肌引起血管舒张可用于评价血管非EDR功能[8]，即了解血管平滑肌舒张功能。本组资料显示，顿抑心肌ACH-PVIR显著降低，表明ACH诱发的顿抑心肌微血管EDR活性减低，而且资料显示原缺血时间长则EDR活性恢复慢。ACH-PVIR<1表明ACH不但未引起血管扩张，反而刺激血管收缩，这清楚说明内皮受损，而且提示平滑肌收缩功能存在。另外，再灌注早期NG-PVIR也降低，表明血管非EDR活性也减低，这可能是因为心肌顿抑早期微血管已处于扩张状态，用NG使其再扩张的程度有限。
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缺血时间的长短是决定微血管功能是否发生异常的最主要因素[9]。关于心肌顿抑中的微循环障碍，Nicklas和Gips曾提出过“微血管顿抑”(微血管扩张能力降低)的概念，并获得一些实验研究的支持，但后来有研究报道，顿抑心肌不存在“微血管顿抑”[3]。实验结果的不一致可能主要是因为缺血时间的长短不同造成的。短时间(如数分钟)缺血后再灌注，微血管不受损；较长时间(如数十分钟)缺血后再灌注，微血管功能受损，但可逐渐恢复；长时间(如数小时)缺血后再灌注，微血管功能和结构均受损，并可能发生不可逆损害。最近MCE研究表明，缺血性微血管损害在急性心肌梗死后期可恢复[9]，从而证实了“微血管顿抑”的存在。“微血管顿抑”与心肌顿抑可以并存，也可虽发生了心肌顿抑但微血管尚未受损[3]，因为心肌顿抑的发生尚有其他更重要的机制[1,2]。
用MCE测得的心肌PVI代表心肌血流灌注可靠吗？至今尚无研究活体冠状微血管的直接方法，而MCE可反映心肌内血流灌注空间分布情况，定量心肌血流量和血容量，评估冠脉血流储备和内皮功能，因此可较好地反映心肌微循环状态[10]。MCE具有与单光子发射计算机断层显像相似的血流成像[11]，用MCE测得的PVI来反映心肌血液灌注与用放射微球[12]、超声流量计[5]测得的心肌血流量密切相关。Porter等[5]已证实静脉注射氟碳造影剂所产生的心肌视频密度与冠状动脉血流有线性关系。由于声学造影剂的改进、二次谐波成像技术的应用和MCE分析方法的进步，用MCE评价心肌血流灌注和冠脉微循环的敏感性和可靠性已有显著提高。MCE是目前评估心肌微血管功能异常最有效的技术之一[9]。
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用ACH和NG检测的冠脉扩张功能反映的是心肌内微血管扩张功能吗？ 冠脉扩张剂增加冠脉血流是通过扩张冠状阻力微动脉和征募毛细血管从而增加心肌内血管容积实现的[13],而且阻力微动脉扩张是其主要机制[14]，因此用ACH和NG检测的冠脉扩张功能反映的主要是心肌内微血管(尤其是阻力微动脉)的扩张功能。
资助项目:国家自然科学基金(39870329)
参 考 文 献
1，Bolli R. Basic and clinical aspects of myocardial stunning. Prog Cardiovasc Dis, 1998,40:477-516.
2，Kloner RA, Bolli R, Marban E, et al. Medical and cellular implications of stunning, hibernation, and preconditioning. An NHLBI workshop. Circulation,1998,97:1848-1867.
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3，Becker LC. Is stunned myocardium ischemic on a microvascular level? Basic Res Cardiol,1995,90:282-284.
4，Mori E, Haramaki N, Ikeda H, et al. Intra-coronary administration of L-arginine aggravates myocardial stunning through production of peroxynitrite in dogs. Cardiovasc Res, 1998, 40:113-123.
5，Porter TR, Xie F, Kricsfeld A, et al. Noninvasive identification of acute myocardial ischemia and reperfusion with contrast ultrasound using intravenous perfluoropropane-exposed sonicated dextrose albumin. J Am Coll Cardiol,1995,26:33-40.
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11，Senior R, Lahiri A, Raval U, et al. Detection of coronary artery disease using myocardial contrast echocardiography: comparison with 99mTc-sestamibi single photon emission tomography. Circulation, 1996, 94(Suppl I):I-140.
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14，Wu CC, Feldman MD, Mill JD, et al. Myocardial contrast echocardiography can be used to quantify intramyocardial blood volume: new insights into structural mechanisms of coronary autoregulation. Circulation,1997,96:1004-1011.
收稿日期:2000-03-07, 百拇医药