心力衰竭简称心衰,是多种心血管疾病的终末期状态。心衰患者心脏功能严重降低,劳动能力丧失,死亡率居高不下,使之成为威胁社会公众健康的严峻问题。高血压性心脏病是导致心力衰竭的主要致病因素。根据2009年12月发布的《中国高血压防治指南》数据显示:我国居民高血压患病率持续增高,现估计高血压患者达2亿人。高压力负荷状态早期,心脏结构与功能出现代偿性改变,主要表现为心肌肥厚重塑,这在一定阶段尚能够满足机体需要。持续高血压时,这种代偿逐渐不能满足机体需要,从而进入失代偿阶段,出现心功能衰竭。高血压患者从心肌肥厚到出现心功能衰竭的进程中,心脏的结构与功能究竟发生了怎样的变化,有哪些因素参与,其可能的机制等问题尚不甚明了。为探讨上述问题,我们采取下列实验展开研究:(1)采用手术缩窄大鼠腹主动脉(transverse aortic constriction,TAC)的方法来建立高血压心肌肥厚动物模型,并采用第10胸椎水平脊髓离断的方法来研究血压变化规律及可能的机制;(2)检测肥大心脏心肌组织结构的改变,并酶解分离肥厚心脏,获取游离心肌细胞以检测单心肌细胞功能变化;(3)采用TUNEL法、蛋白印迹法、免疫组化染色合并激光共聚焦成像等方法探讨心肌细胞凋亡可能的机制。主要实验结果如下:1.腹主动脉缩窄部位以下肢体,可能通过某种神经反馈机制参与血压升高调节。于第10胸椎处离断脊髓,切断截面以下躯体神经支配。脊髓离断(spinal cord transection, SCT)与假手术对照(control, CON)大鼠进行腹主动脉缩窄(transverse abdominal aortic constriction, TAC),手术后即刻两组大鼠下肢股动脉血压均显著降低; CON组大鼠TAC术后1 w股动脉血压和颈动脉血压均升高,而SCT组大鼠股动脉和颈动脉血压升高并不明显。提示:腹主动脉缩窄大鼠,缩窄部位以下肢体能够通过某种神经反馈机制参与血压升高的调节。2. TAC高血压大鼠心肌细胞肥大指标。由于TAC大鼠手术后体重增长明显慢于同步对照假手术组,用左心室质量与体重比来衡量心肌肥厚存在一定的实验误差,而胶原酶分离心肌细胞后,直接测量单个心肌细胞长度与宽度能较好反映心肌细胞的肥大程度。心肌细胞肥大初期以宽度增加为主,后期以长度增长为主。3.肥大心肌细胞肌节长度不变,但肌节数目增多。采用免疫组化法染色心肌纤维Z线富集蛋白desmin,测量肌节长度,计数肌节数目。结果发现:肥大心肌细胞表现为单细胞内肌节数目增多而长度不变。4.单心肌细胞收缩功能先代偿性增强后逐渐降低,考虑与细胞内在因素改变有关。采用Tyrode液灌流下正电压连续单刺激分析测量单心肌细胞缩短幅值变化的百分比与舒张时程RT75。结果表明:与同期CON相比,1 w TAC组心肌细胞缩短幅值增大,8 w时无明显差别,16 w后则低于对照;心肌细胞舒张时程TAC组从第8周开始,逐步延长且高于对照。在排除了胶原限制、可能缺氧等因素后,考虑肥大心肌细胞收缩功能降低与细胞内在因素改变有关。5.肥大心肌细胞凋亡率升高,PKCδ参与介导肥大心肌细胞凋亡。TUNEL法检测心肌组织石蜡切片凋亡率,与CON相比TAC肥大心肌内心肌细胞凋亡率升高;工作心脏分别灌流AngⅡ与PKCδ特异性抑制剂Rottlerin,AngⅡ灌流能够显著升高心肌细胞凋亡率,而加入PKCδ特异性抑制剂Rottlerin能够抑制AngⅡ引起的凋亡率升高,说明PKCδ参与介导AngII诱导肥大心肌细胞凋亡。6.活化PKCδ向线粒体转位,Bcl-2 Ser87位磷酸化增加可能为心肌细胞凋亡机制。肥厚心肌与正常心肌相比:PKCδ表达量增多,p-Akt降低,Bcl-2表达量略有降低;AngII灌流能够促进PKCδ活化后向线粒体转位,使Ser87位磷酸化Bcl-2和Ser70位磷酸化的Bcl-2比例升高,线粒体细胞色素C释放增多,caspase-3活性增强,心肌细胞凋亡率升高;而同时使用PKCδ拮抗剂Rottlerin后,可以抑制AngII诱发的这些效应。说明PKCδ可能通过磷酸化Bcl-2第87位丝氨酸,拮抗Bcl-2的抗凋亡保护作用,促进肥大心肌细胞凋亡。