心力衰竭是由于心脏长期负荷过重、心肌损害及收缩力减弱所致的心功能不全的一种复杂的综合症,.是众多心血管疾病的严重或终末阶段。目前,临床上用于治疗心力衰竭的药物疗效并不理想,作用靶点主要集中在心脏和血管平滑肌上,均具有各自的局限性。因此在心脏和血管平滑肌以外寻找新的抗心衰作用靶点以及相应的新型抗心衰药物具有重要意义。而激活内皮细胞ATP敏感性钾通道(KATP)是治疗心血管疾病的重要策略,纳他卡林(natakalim, Nat)是一种新型的SUR2B/Kir6.1亚型KATP开放剂,能通过纠正内皮功能紊乱改善压力超负荷所致的心脏重构和心力衰竭,但其机制尚未阐明,需进一步研究。本文意在异丙肾上腺素(isoproterenol, ISO)所诱导的大鼠心力衰竭模型上研究Nat的保护作用及其可能的内皮细胞机制。方法：实验所用动物为健康雄性Wistar大鼠(180～220克),将大鼠随机分为6组(n=10～12)：正常对照组,模型组,纳他卡林(1,3,9mg/kg/d)组和埃他卡林(3mg/kg/d)组；模型组和给药治疗组均连续7天皮下注射ISO(85mg/kg/d),正常组注射等量的0.9%生理盐水；并同时开始连续灌胃给药6周,正常组和模型组给予等量的生理盐水。纳他卡林和埃他卡林溶于0.9%生理盐水,给药容积为2ml/kg。第一部分：纳他卡林对异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭的防治作用及其特征各组大鼠连续灌胃给药6周后,使用八导生理记录仪测定血流动力学参数和心脏功能的变化；称量计算各心脏指数；HE染色和Masson’s染色观察心肌组织病理学改变；ELISA法测定心肌组织羟脯氨酸的含量；提取心肌组织总RNA, Real-time PCR法检测心力衰竭的标志物——心房利钠肽(atrial natriuretic peptide, ANP)和脑钠肽(brain natriureticpeptide, BNP)基因的表达。第二部分：纳他卡林改善异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭的内皮机制在给药完第6周,测定血流动力学参数之后,收集血样并将动物通过放血处死,生化法检测血清中NO含量；放射免疫法检测血浆中PGI2、ET-1含量；免疫组化法测定心肌组织中内皮素受体A (ETAR)和内皮素受体B(ETBR)的表达；提取心肌组织的总蛋白,采用Western blot法测定心肌组织中eNOS和iNOS蛋白的表达。结果：第一部分：纳他卡林对异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭的防治作用及其特征血压：大鼠在造模的同时连续灌胃给药6周后,使用八导生理记录仪测定血压和血流动力学参数,结果与正常对照组相比,模型组的收缩压和舒张压都显著降低,经过Nat1,3,9mg/kg/d和Ipt3mg/kg治疗6wk后,各组大鼠股动脉SBP, DBP, MBP显著恢复(P<0.05,P<0.01)。心功能：与正常对照组相比,反映大鼠心脏收缩功能的指标左室收缩压(left ventricular systolic pressure, LVSP),左室压力最大上升速率(+dp/dtmax)、心肌纤维缩短速度的生理最大值(Vmp),心肌纤维缩短速度的理论最大值(Vmax)均显著降低(P<0.01)；反映心脏舒张功能的指标左心室舒张末期压(left ventricular end diastolic pressure, LVEDP)和左室压力最大下降速率(-dp/dtmax)均被显著抑制(P<0.01),表明模型组大鼠心脏的舒缩功能明显减弱,经过Nat1,3,9mg/kg/d以及Ipt3mg/kg治疗6周后,各组大鼠的心室舒缩功能得到明显改善。心室重构：与正常组相比,模型组大鼠的全心指数(heart weight/body weight, HW/BW)、左心指数(left ventricular weight/body weight, LVW/BW)、右心指数(right ventricular weight/body weight, RVW/BW)以及肺指数(lung weight/body weight, LW/BW)分别显著增加(P<0.01),表明心脏发生了明显的心室重构；模型组大鼠心肌细胞的横截面积(cardiomyocyte cross-section area)、心肌间质胶原容积分数(collagen volume fraction, CVF)、心肌羟脯氨酸含量(hydroxyproline)和正常对照组相比均明显增加(P<0.05,P<0.01vscontrol组);模型组大鼠心肌组织的ANP、BNP mRNA的表达明显上调(P<0.05vs control组)；经Nat1,3,9mg/kg/d或Ipt3mg/kg治疗后,各剂量组均能明显降低心脏指数和肺指数,Nat可剂量依赖性地抑制心肌细胞横截面积和CVF的升高(P<0.01vs model组),抑制大鼠心肌组织中羟脯氨酸含量的升高(P<0.01vs mode组)；下调大鼠心肌组中ANP、BNP mRNA的表达(P<0.05vs model组)。第二部分：纳他卡林改善异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭的内皮机制1.纳他卡林对内皮素系统的影响与正常对照组相比,模型组血浆中的ET-1含量明显增多,免疫组化法测定心肌组织中的内皮素受体A (endothelin receptor A, ETA)和内皮素受体B (endothelin receptor B, ETB)的表达,模型组中的ETA和ETB表达显著增高(P<0.01vs control组)。经Nat1、3、9mg/kg治疗6周后,血浆中ET-1含量、心肌组织中的ETA和ETB表达水平调节恢复到接近正常水平(P<0.05, P<0.01vs model组)。因此,纳他卡林改善异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭的机制可能与其调节内皮素系统功能有关。2.纳他卡林对PGI：以及NO系统的影响NO和PGI：在心室重构中起着重要的作用,在异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭的模型中血浆的PGl2含量明显降低(P<0.01vs control组),血清中的NO含量明显升高(P<0.01vs control组),体内NO含量受NOS亚型eNOS和iNOS蛋白表达调控,通过Western blot法来检测心肌组织中eNOS和iNOS蛋白的表达。与正常组相比,模型组中的eNOS蛋白表达显著减少(P<0.01vs control组),相反,iNOS蛋白表达显著增加(P<0.01vs control组)。经Nat1、3、9mg/kg治疗6周后,血液中NO和PGl2,心肌组织中eNOS和iNOS蛋白表达水平调节均恢复到接近正常水平(P<0.05,P<0.01vs model组)。因此,纳他卡林可能通过调节NOS信号通路来改善异丙肾上腺素致大鼠的心力衰竭。结论：1.纳他卡林选择性激活KATP通道SUR2B/Kir6.1亚型可改善异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭。在皮下注射完异丙肾上腺素6周后,所诱导大鼠的心力衰竭的特征为：收缩压和舒张压显著下降,心功能减弱,全心指数、左室指数、右室指数和肺指数明显升高,心肌细胞肥大,心肌纤维化。纳他卡林1,3,9mg/kg以及Ipt3mg/kg组可以明显改善上述异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭的特征,改善心脏功能、逆转心室重构,减轻心脏病理损伤,降低心肌组织中羟脯氨酸的含量。2.纳他卡林和埃他卡林改善异丙肾上腺素致大鼠心力衰竭的药理学机制,与降低血液中的NO和ET-1含量,升高血浆中的PGl2含量,降低心肌组织羟脯氨酸含量,抑制心肌组织中ANP和BNP mRNA的表达,降低心肌组织中内皮素受体ETA和ETB表达,上调心肌组织中eNOS蛋白和下调心肌组织中iNOS蛋白表达有关。