观察豚鼠离体右心房的收缩功能

摘要

本方案描述了一种利用分离的豚鼠右心房高效筛选增强心肌收缩力药物的方法。

摘要

常见慢性心力衰竭（CHF）的特征是心室充盈和/或射血功能受损，导致心输出量无法满足机体需求并使发病率升高。心室收缩功能下降是CHF发病机制中的关键因素。收缩功能简单来说，即左心室充盈含氧血液，随后在每次心跳时将血液泵送至全身。心脏功能减弱以及左心室在心跳时无法有效收缩，提示收缩功能不良。已有多种传统草药被建议可用于增强患者的心脏收缩功能。然而，在民族药物研究过程中，目前仍缺乏稳定且高效的实验方法用于筛选可增强心肌收缩力的化合物。本文以地高辛为例，提供了一种利用豚鼠离体右心房组织筛选增强心肌收缩力化合物的系统化、标准化实验方案。结果显示，地高辛可显著增强右心房的收缩力。该系统化、标准化的实验方案旨在为筛选治疗CHF的民族药物活性成分提供方法学参考。

引言

心力衰竭由心肌梗死、心肌病、血流动力学超负荷、炎症及其他心肌损伤原因引起，这些因素会改变心肌的解剖结构和功能活动，最终导致心室泵血或充盈功能失常。心悸、乏力和液体潴留是主要的早期临床症状¹。慢性心力衰竭（CHF）是一种可长期维持、逐渐恶化或随时间出现失代偿的心脏疾病，其发病率和患病率随年龄增长而升高²。心脏收缩功能下降是CHF发病机制中的关键因素³。目前对该疾病的药物治疗主要包括使用降压药，如血管紧张素转换酶抑制剂、β-肾上腺素能受体阻滞剂（用于抑制神经激素系统——即交感神经系统和肾素-血管紧张素-醛固酮系统的过度激活），以及利尿剂（用于减轻充血）⁴。然而，在研究这些药物治疗影响的实验中，常未充分关注由心输出量和心脏储备功能降低所引起的心力衰竭临床表现⁵。

正性肌力药物旨在增强心肌收缩力。临床上用于治疗心力衰竭的正性肌力药物包括强心苷类、磷酸二酯酶抑制剂和β-肾上腺素能受体激动剂。强心苷类主要是Digitalis（洋地黄属）的衍生物，其中地高辛是最常用的Digitalis衍生物，来源于Digitalis lanata（毛花洋地黄）⁶。这类药....

方案

实验方案严格遵循宁夏医科大学实验动物使用与机构动物护理和使用委员会的要求进行。本研究选用体重为300-450 g的雄性Dunkin-Hartley豚鼠。观察地高辛对豚鼠离体右心房收缩力的影响（图2）。

1. 豚鼠离体右心房的供氧准备

1. 准备实验仪器，包括生物信号采集与处理系统、JH-2 肌肉张力换能器、迈氏浴槽（Magnus bath）、L形通气钩、粗剪刀、培养皿、石蜡等（参见材料表）。
2. 通过向1,000 mL双蒸水中加入7.02 g NaCl（120.0 mM）、2.10 g NaHCO₃（25.0 mM）、0.30 g KCl（4.0 mM）、0.07 g MgSO₄ （0.6 mM）、0.07 g NaH₂PO₄ （0.6 mM）、0.28 g CaCl₂ （2.5 mM）和1.98 g葡萄糖（11.0 mM），配制1,000 mL Krebs-Henseleit溶液（K-H溶液），并用该溶液冲洗迈氏浴槽2至3次（参见表1和材料表）。
   注：K-H溶液温度应维持在37 °C ± 1 °C。
3. 通过向....

结果

心肌收缩力下降会导致心输出量不足，从而引发充血性心力衰竭（图1）。本实验方案可用于记录不同药物对离体豚鼠右心房收缩功能的影响，并快速筛选具有增强心肌收缩力作用的民族药化合物。依次连接右心房组织、JH-2型肌力换能器和生物信号采集处理系统后，适当设置参数，观察收缩曲线（图2）。曲线的幅度代表右心房收缩的强度。实验共使用四只动物，数据采用描述性统计和频数分布进行分析。如图4所示，在正常条件下出现明显的收缩曲线；加入0.2 mL低钙K-H溶液后，曲线逐渐下降并最终趋于稳定，表明右心房收缩力减弱；而加入0.2 mL 5%地高辛溶液后，曲线开始逐渐上升，提示右心房收缩力增强。

讨论

心脏的正常节律性活动需要适宜的物理和化学环境，离体右心房的活动同样如此。离体右心房脱离了机体的神经支配和体液因素的直接作用，因此在改变其所接触药物时，可直接观察到右心房活动的变化。可兴奋细胞生物电活动的根本原因在于细胞膜对离子通透性的改变以及离子沿膜的继发性扩散¹⁹因此，心肌细胞膜外离子浓度的变化会显著影响心肌细胞的生物电活动和生理特性。在各种离子中，K⁺，Na⁺和 Ca²⁺ 是最重要的。当血液 K⁺ 当血钾浓度过高（超过7.9 mmol/L）时，心肌的兴奋性、自律性、传导性和收缩性均下降，表现为收缩力减弱、心动过缓和传导阻滞。严重情况下，心脏可能在舒张期停搏。²⁰. 当血液中的 Ca²⁺ 浓度升高时，心肌的收缩能力增强。然而，若Ca浓度继续升高²⁺ 过高时，心室可能在收缩期停止。此时，血液中的 Ca²⁺ 水平可能下降，心肌收缩力可能减弱²¹此.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
4-0 外科缝线	Yangzhou Fuda Medical Devices Co., Ltd
5% 地高辛（可溶于二甲基亚砜）	TCI 上海	D1828	CAS: 20830-75-5；纯度：>96.0%
BL-420N 生物信号采集与处理系统	成都泰盟软件有限公司	1700142S
CaCl2	上海源叶生物科技有限公司	S24110	CAS: 10043-52-4；纯度：96%
葡萄糖	上海源叶生物科技有限公司	S11022	CAS: 50-99-7；纯度：99%
异氟烷	RWD 生命科学有限公司	R510-22-16
JH-2 肌肉力传感器	中国北京航天医学工程研究所
KCl	上海源叶生物科技有限公司	S24120	CAS: 7447-40-7；纯度：99.5%
麦氏浴槽	上海未来实验设备有限公司	L046525
MgSO4	上海源叶生物科技有限公司	S24253	CAS: 7487-88-9；纯度：98%
NaCl	上海源叶生物科技有限公司	S24119	CAS: 7647-14-5；纯度：99.5%
NaH2PO4	上海源叶生物科技有限公司	S24161	CAS: 7558-80-7；纯度：99%
NaHCO3	上海源叶生物科技有限公司	S24153	CAS: 144-55-8；纯度：99.8%
手术盆	广州特宽医疗器械有限公司		305 mm x 230 mm
眼科镊	Suzhou Shuanglu Medical Instrument Co., Ltd
眼科手术剪	Suzhou Shuanglu Medical Instrument Co., Ltd
石蜡	Leica Biosystems	39601095
培养皿	Corning	430167	100 mm x 20 mm
啮齿类动物麻醉机	上海玉研仪器设备有限公司		ABS 型（单通道）
电子天平	上海越平科学仪器有限公司	YP1002
手术板	Zhengzhou Ketai Experiment Equipment Co., Ltd		21 cm x 31 cm
组织剪	Suzhou Shuanglu Medical Instrument Co., Ltd	SL0023