研究背景与研究目的：心肌肥厚以心肌细胞蛋白合成增加和细胞体积增大为主要特征,是心脏功能从代偿期向失代偿期演变,心脏结构从可逆性改变向不可逆性改变发展的关键阶段,是心力衰竭的重要病理生理基础。心肌肥厚主要有两种类型：生理刺激引起的心肌细胞肥大(如运动员心脏)和病理刺激引起的心肌细胞肥大。在多种病理性和生理性刺激因素作用下,心脏结构、功能和代谢均可以发生一系列变化,以维持心脏正常泵血功能。病理性心肌肥厚往往出现不良后果,最终导致心力衰竭的发生；而由生理负荷引起的心肌肥厚则被称为适应性或生理性心肌肥厚。因此,防止心肌肥厚的不良发展是预防心力衰竭发生的重要途径之一。对比两种心肌肥厚的发生机制,我们注意到以下异同点：(1)引起两种肥厚的刺激因素都可以是交感神经兴奋及其他神经-体液因素的激活；(2)其时程多为慢性过程；(3)但引起肥厚的刺激形式不同,生理性肥厚是间断性刺激,而病理性肥厚是持续性刺激。据此,我们推断：致肥厚因子的刺激形式不同,可能是导致肥厚性质不同的原因之一；即间断刺激可能具有保护作用,而持续刺激则具有损害作用。机体对低水平的损伤性刺激产生预适应从而抵抗后续高水平的刺激是一种普遍生物现象,例如心肌缺血预适应可显著缩小心肌梗死面积。那么在机体中是否也存在“心肌肥厚预适应”的现象呢?目前尚未有人提出该概念,亦无实验证据。有一项研究报道了在动物实验中,短暂的抗高血压治疗可使抗心肌肥厚作用延长而保护心脏,提示降低初期的刺激水平对后期高水平的持续刺激有保护作用。因此,我们假设间断神经-体液活化可能对后续的持续活化具有保护作用；即如同存在“心肌缺血预适应”一样,有可能存在“心肌肥厚预适应”。故本研究旨在探索是否存在“心肌肥厚预适应”现象。研究方法：1.药物在体诱导心肌肥厚模型的建立8-12周龄C57BL/6雄性小鼠,体重20-25g,戊巴比妥钠(50mg/kg)腹腔麻醉。背部手术区域脱毛、消毒。剪开皮肤,将植入式胶囊渗透压泵埋入皮下,缝合皮肤。实验分3组,每组6-7只：(1)PE (phenylephrine, PE;苯肾上腺素)组：PE刺激4d；(2)PE预适应组：PE刺激1d后,休息1d,然后PE刺激2 d,休息2d,最后PE再刺激4d；(3)对照(Control)组则是用药物溶剂维生素C刺激4 d。4d后检测心重体重比(HW/BWmg/g)。PE用量为30mg/kg/day。2.主动脉弓缩窄(TAC)诱导心肌肥厚模型的建立8-10周龄C57BL/6雄性小鼠,体重约18-25g,戊巴比妥钠(5mg/kg)腹腔麻醉,人工呼吸。胸骨左侧第二肋间开胸,暴露主动脉弓。钝性分离右无名动脉和左颈总动脉之间组织,7-0丝线结扎主动脉弓和27G垫针,撤出垫针造成60-80%的血管狭窄。3.超声心动图测定心脏结构及功能在TAC术前及术后7,21,35 d不同的时间点,采用M型超声心动图对小鼠心脏结构和功能进行评估。测量左室收缩和舒张末期内径(LVESd、LVEDd),左室后壁收缩末和舒张末厚度(Pws、Pwd),计算左室短轴缩短率：LVFS= (LVEDd-LVESd)/LVEDd×100。4.组织学检测小鼠心脏置于4%多聚甲醛中固定,石蜡包埋,心脏切片约4-6μm, HE染色,显微镜下观察照相,Image J软件计算心肌细胞横截面积。5.PCRRT-PCR法检测各组动物的心肌肥厚标志性基因心脏心房肽(ANP)和β肌球蛋白重链(β-MHC)基因的表达水平。6.TAC模型诱导小鼠肥厚预适应的方案实验分为以下二种方案,每组6-7只。方案一,通过左室超压负荷引起心肌肥厚并观察肥厚预适应的早期保护作用。实验分为假手术(Sham)组、TAC组及TAC预适应(TAC+PRE)组。Sham组及TAC组的观察时间均为7 d。在TAC+PRE组则在TAC 3d后解除血管狭窄,过4 d再次开胸进行TAC手术,连续观察7d。方案二,通过左室超压负荷诱导心肌肥厚并观察肥厚预适应的后期保护作用。实验分为Sham组、TAC组及TAC+PRE1和TAC+PRE2组。Sham组和TAC组连续观察6周。TAC+PRE1组在TAC 3 d后解除结扎,过4 d后再次行TAC手术,随后连续观察6周；TAC+PRE2组则在TAC术1周后,于第8 d解除结扎,过1周后,再次开胸行TAC手术,而后连续观察6周。结果：1.药物诱导的肥厚预适应现象与PE组相比,PE预适应组小鼠心重体重比显著性下降(预适应组：4.02±0.04 vs.PE组：4.18±0.06,P=0.044)。2.压力负荷下肥厚预适应的抗心肌肥厚作用预适应早期保护作用观察方案中：与TAC组相比,TAC+PRE组的心重体重比显著性下降(5.99±0.22 vs.5.35±0.17(mg/g), P= 0.014)。预适应后期保护作用观察方案结果如下：相比TAC组,TAC+PRE1和TAC+PRE2组小鼠心重体重比显著性下降(7.16+±0.33 vs.5.23±0.14,P=0.004和5.43±0.11(mg/g),P=0.038)。HE染色结果显示：与TAC组相比,TAC+PRE1组和TAC+PRE2组心肌细胞面积分别减少了约58%与51%(609.64%±16.85% vs.254.83%±5.29%,P=0.000;297.76%±9.60%,P=0.000)。两个预适应组之间无显著差异。3.肥厚预适应降低心脏ANP和β-MHC的表达相比Sham组,TAC组心肌ANP(0.91±0.09 vs.1.60±0.10,P=0.01)和β-MHC的表达水平明显上调(0.38±0.06 vs.0.93±0.06,P=0.000),而TAC+PRE1组和TAC+PRE2组可以部分抑制上述2种基因的表达水平(P<0.05-0.001)。4.肥厚预适应保护心功能TAC组的LVFS在不同时间点较Sham组对应时间点的LVFS呈显著性下降(P≤0.001)；而TAC+PRE1和TAC+PRE2各组在术后各个时间点LVFS的下降幅度均显著性低于TAC组(各组P值均<0.05)。两个预适应组肺重体重比显著低于TAC组(5.98±0.12 and 6.15±0.11 vs.9.88±1.00 (mg/g), P=0.008和0.046)。5.肥厚预适应抑制心脏重构预适应后期保护作用处理组的小鼠在不同时间点进行M超检测结果显示：TAC组小鼠随时间变化,其LVEDd(3.70±0.13 vs.3.15±0.07,P=0.001)和LVESd(2.48±0.19 vs.1.93±0.14,P=0.025)在术后35 d较术后7 d显著性增大；而TAC+PRE1和TAC+PRE2各组在术后35 d其LVEDd、LVESd、Pwd和Pws显著性低于TAC组(各组P值均<0.05)。结论：1.促肥厚因素预刺激可增强心肌细胞的抗肥厚能力,延缓从心肌肥厚过度到心力衰竭的病理生理进程,即存在“心肌肥厚预适应”现象。2.心肌肥厚预适应具有抗心肌肥厚、抑制心脏重构、改善心功能的作用。