利用核磁共振波谱研究慢性心衰心气虚证心肌能量代谢的病生-1

1、利用核磁共振波谱研究慢性心衰 心气虚证心肌能量代谢的病生理机制,林 谦 李岩 北京中医药大学东方医院,第二届全国中西医结合心血管病中青年论坛 第二届黄河心血管病防治论坛,国家自然基金项目(No.30772693),1/18/2019,立 题 依 据,研究内容、目标,实 验 结 果,讨论与结论,内容概述,1/18/2019,动力泵、 高耗能,能量不足引起的能量超负荷性心肌病,心脏特点,01,心力衰竭,02,CHF实质,能量产生不足、消耗增加,03,立项依据,现代医学对CHF和心肌能量的认识,1/18/2019,立项依据,1,2,3,4,“气” 能量 相似性,心气虚 CHF 基本病机,中医治疗 CHF 特色优势,益气治疗 CHF 心气虚证 效果显著,中医对“气”和心气虚的认识,1/18/2019,立项依据,慢性心衰,心气虚证,能量代谢,心肌能量 代谢障碍 病理生理 关键环节,心气虚证 慢性心力衰竭基本病机,能量代谢障碍 CHF心气虚证研究的切入点,ADP+ Pi,Cr+ Pi,ATP,PCr,CK穿梭机制,心肌能量代谢及其调控机制,直接能量物质,能量储备物质,mi- CK,CK-MM/MB

2、/BB,立项依据,血流动力学,能量调控-CK穿梭机制,能量物质-ATP、PCr,提高能量物质含量,维持CK穿梭机制,益气药通过提高心肌能量物质含量、维持CK穿梭机制治疗心气虚证,心气虚证,提出假说,1/18/2019,研究内容,复制CHF心气 虚大鼠模型 益气药物治疗,模型大鼠 心气虚证指标 血流动力学,慢性心衰,心气虚证,心肌能量代谢障碍,CHF不同时相 心肌能量物质 动态变化,能量调控机制关键分子 基因表达水平,心气虚,1/18/2019,动物实验 造模、干预、血流动力学,分子生物学 基因及蛋白质表达,核磁共振 心肌能量物质水平,理论升华 心气虚证实质,从心肌能量代谢角度进一步阐明心气虚证实质,研究目标,假手术,结扎冠脉,左心室插管,RT-PCR,31P核磁共振波谱,技术路线,1/18/2019,研究方案-动物分组,动物实验 分组及给药,假手术组：不结扎冠状动脉，术后给予生理盐水,联合用药组：术后给予党参、黄芪卡托普利,中药组 亚组1:术后予党参； 亚组2:术后予黄芪； 亚组3:术后予党参黄芪 （益气组）,模型组：术后给予生理盐水,西药对照组：术后给予卡托普利,1/18/2019,

3、心率加快,a,心悸,呼吸频率加快,b,气短、气促,活跃程度下降反抗轻微,c,神疲,力竭性游泳时间缩短,d,乏力,研究方案-一般状态,检测指标,心气虚证,1/18/2019,研究方案-血流动力学,监测心电 颈动脉插管 心室内压 舒缩功能,心脏功能,左室舒张末压,血流动力学检测,左室收缩压,左室收缩压最大变化速率,左室舒张压最大变化速率,收缩功能 舒张功能,1/18/2019,保存 提取,样品 制备,实验 参数,数据 处理,核磁共振波谱检测流程,大鼠心脏组织液氮急冻。用1:1的CH3CN:H2O匀浆、离心取上清液,水提残渣加入重水混匀，离心取上清液加入核磁管中，加入TSP/D2O溶液和MDP/D2O溶液（终浓度2mM）,谱宽sw=12000，采样点np=8192，90度脉冲宽度pw=14.1，弛豫延迟时间d1=17s，采样次数nt=100，采样温度为27。,对所得NMR数据经傅立叶变换得到谱图，然后调整相位并进行基线校正,研究方案-能量物质,1/18/2019,研究方案-能量物质,PCr,ATP,PCr/ATP,31P核磁共振波谱检测,1.心气虚证与心肌能量物质含量的相关性 2.益气药对心

4、肌能量代谢的影响,1/18/2019,心肌组织,能量调控机制,mi-CK反映能量从ATPPCr并存储的能力 CK同工酶反映PCrATP并加以利用的能力,运用RT-PCR法检测mi-CK和CK-M亚基、CK-B亚基的mRNA表达水平,Western blot法测定mi-CK、CK-MM、CK-MB、CK-BB蛋白质水平,研究方案-分子生物学,分子生物学检测,1/18/2019,实验结果-心衰模型的建立,心脏冠脉结扎位点,心衰心脏（梗死区清晰可见，左心室扩大、室壁变薄）,1/18/2019,实验结果-一般状态,模型组大鼠较假手术组一般状态差，心率加快，力竭游泳时间缩短，各用药组较模型组有所改善,与假手术组相比， *P0.05，*P0.01；与模型组相比，P0.05，P0.01,1/18/2019,实验结果-血流动力学,左心室内压曲线,左心室dp/dt曲线 +dp/dt max:收缩功能 -dp/dt max:舒张功能,1/18/2019,实验结果-血流动力学,与假手术组相比， *P0.05，*P0.01；与模型组相比，P0.05，P0.01,模型组大鼠心脏收缩功能明显下降，各用药组较模型组

5、有所改善，中药组及联合用药组改善更为明显,模型组大鼠心脏舒张功能明显下降，各用药组较模型组有所改善，党参组及联合用药组改善更为明显,1/18/2019,实验结果-能量物质,外参照物,磷酸肌酸PCr,三磷酸腺苷ATP,1/18/2019,实验结果-能量物质,模型组大鼠心肌能量储备物质PCr含量明显下降，各用药组均有回升，党参组、益气组及联合用药组更为显著,与假手术组相比， *P0.05，*P0.01；与模型组相比，P0.05，P0.01,实验结果-能量物质,模型组大鼠心肌直接供能物质ATP含量明显下降，各用药组均有回升，各中药组及联合用药组更为显著,1/18/2019,实验结果-分子生物学,模型组大鼠CK-B m-RNA表达上升，各用药组明显回落,与假手术组相比， *P0.05，*P0.01；与模型组相比，P0.05，P0.01,模型组大鼠CK-M m-RNA表达下降，各用药组明显回升,模型组大鼠mi-CK m-RNA表达上升，各用药组有所下降,实验结果-分子生物学,模型组大鼠腺苷酸转位酶ANT1 m-RNA表达下降，各用药组有所回升,与假手术组相比， *P0.05，*P0.01；与模型

6、组相比，P0.05，P0.01,模型组大鼠腺苷酸转位酶ANT2 m-RNA表达下降，各用药组显著回升,心梗后心衰模型大鼠有明显的心气虚证表现 心率加快、呼吸频率加快-（心悸、喘促） 精神萎靡、喜静喜蜷缩易惊-（倦怠、易惊） 抓取时反抗轻微、力竭游泳时间缩短-（乏力） 心气虚表现与心脏收缩、舒张功能下降相关 益气药改善心气虚证，同时可以明显提高心脏收缩、舒张功能,讨论：心脏舒缩功能下降-心气虚,心脏的收缩、舒张过程都是耗能过程 收缩功能与能量物质水平呈正相关 舒张功能与能量物质水平呈正相关 能量物质不足导致心脏舒缩功能下降 益气药提高心肌能量物质含量 益气药通过提高内在的心肌能量物质含量，从而改善心脏收缩、舒张功能，进而改善外在的心气虚证候表现,讨论：能量物质不足-心脏舒缩功能下降-心气虚,心肌能量物质调控机制：CK和ANT酶系功能 心衰模型组大鼠 CK-B mRNA表达升高，CK-M mRNA表达降低 Mi-CK mRNA表达降低，ANT mRNA表达降低 益气药可以稳定能量产生、转运、储藏、利用的关键酶 益气药通过稳定能量代谢的调控机制提高心肌能量物质含量,讨论-能量物质调控机制-心脏舒缩功能下降-心气虚,1/18/2019,心肌能量物质的不足和能量代谢障碍 是慢性心衰心气虚证病理生理的重要机制,心气虚证、心功能下降与心肌能量物质下降正相关，能量物质的不足导致了心气虚证的出现,CHF心气虚证模型复制成功,结论,益气药物维持能量物质含量及调控机制的稳定性，改善左室舒缩功能， 改善心气虚证症状,1/18/2019,利用核磁共振波谱研究 慢性心衰心气虚证心肌能量代谢 的病生理机制,

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