心肌肥厚(myocardial hypertrophy)是心脏对慢性压力或容量超负荷等应激因素所做出的一种代偿性反应，其主要特征为心肌细胞体积增大和蛋白质含量增多，主要表现为心肌细胞肥大、间质成分改变、胶原增生、重量异常增加、心肌重构，或伴有心室结构及功能的改变。它是多种心血管疾病如高血压、心肌梗死、先天性心脏病、肺动脉高压及慢性充血性心力衰竭等具有的一个共同的病理过程。持续长久的心肌肥厚会导致失代偿而引发心力衰竭。到目前为止，心肌肥厚已成为导致心血管疾病患者发病率和死亡率增加的一个重要原因，因此研究其发病机制尤为重要。　　 心肌肥厚的发生发展与多种因素有关。现在大量研究表明氧化应激可能是导致心肌肥厚的重要原因。在心肌肥厚的形成和发展过程中，心肌细胞对能量的需求和耗氧量会明显增加，因此从线粒体电子传递链泄露的电子而产生的活性氧族(reactive oxygen species，ROS)也会随之增多，这也是心脏内源性ROS的主要来源。过多的ROS如不被机体及时清除，就会损害心肌细胞内的蛋白质和脂类等生物大分子引起细胞死亡。超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutases， SOD)、过氧化氢酶(Catalases，CAT)是机体内清除ROS的主要过氧化酶类。在真核生物，SOD根据所结合的金属辅基的不同分为Cu.Zn-SOD和Mn-SOD两种。其中，Mn-SOD只存在于心肌细胞线粒体内，主要负责清除线粒体内产生的O2-.，是维持心肌正常功能所必须的抗氧化酶。Tomasz等人通过基因缺失的方法抑制小鼠Mn-SOD的活性，小鼠出现了明显的心肌肥厚病理改变，同时心肌细胞内的氧化应激水平也明显升高。CAT在心肌细胞内广泛存在，主要负责清除细胞内各种代谢活动过程中产生的H2O2。Dai DF等人采用血管紧张素Ⅱ来增加心肌细胞线粒体内ROS后，用于清除线粒体内H2O2的CAT表达明显增强。以前的研究只观察了Mn-SOD和CAT在心肌肥厚模型中蛋白活性的改变，均未对这两个重要抗氧化酶系基因水平的表达变化进行观察。　　 本研究通过给与大鼠背部皮下注射异丙肾上腺素(5mg/kg/d)，制备大鼠心肌肥厚模型，然后观察Mn-SOD和CAT的mRNA水平变化，探讨其在清除ROS中的作用，为心肌肥厚发病机制的研究进一步提供数据参考和理论依据　　 目的:　　 观察Mn-SOD和CAT在异丙肾上腺素所致大鼠心肌肥厚中的表达变化，探讨其在心肌肥厚中的抗氧化应激作用。　　 方法:　　 1、动物分组及心肌肥厚模型的制备。　　 健康雄性SD大鼠16只，体重300±10 g，随机分为对照组（Control组）和心肌肥厚模型组(Iso组)。参照Borges等人的的方法，Iso组大鼠通过背部皮下注射异丙肾上腺素(5mg/kg/d)，连续注射7d制备大鼠心肌肥厚模型，对照组大鼠背部皮下只注射等体积的生理盐水，两组大鼠均自由进食进水。末次给药24h后称量大鼠体重(BW)，6％水合氯醛（5ml/kg体重）腹腔注射麻醉。分离右侧颈总动脉插入自制聚乙烯导管，稳定后记录右颈总收缩压(SBP)、舒张压(DBP);收集大鼠血液，3000rpm离心10min，分离血清，用于血清乳酸脱氢酶(LDH)活性测定;开胸取心称量左心及全心重量、测量左室壁厚度;此外，将一部心脏标本放入液氮中用于总RNA的提取;另一部分放入固定液内固定，用于光、电镜观察。　　 2、测定指标及方法：　　 2.1、血压测量；　　 麻醉后固定大鼠，分离右侧颈总动脉，插入和压力换能器相连的自制聚乙烯导管，稳定后记录右颈总动脉收缩压(SBP)、舒张压(DBP)，计算平均动脉压(Mean Artery Pressure，MAP)。MAP=(SBP+DBP×2)/3。　　 2.2、测量心重及左室壁厚度；　　 大鼠麻醉后开胸取心，用镊子轻压心体挤出内部残留血液并用冷生理盐水洗掉表面血液，滤纸拭干后迅速置于电子天平内称量全心重量(HW)，再迅速分离左心室称量重量(LHW)，计算心重指数(HW/BW，LHW/BWmg/g)。打开左心室分离室间隔(VST)与游离室壁(LVWT)，用游标卡尺测量厚度。　　 2.3、LDH活性测定；　　 LDH活性按照试剂盒的操作说明采用LD-L速率法测定。　　 2.4、HE染色观察大鼠心肌的形态结构；　　 将一部分心脏标本放入4％多聚甲醛固定液内固定。标本经常规脱水、透明，石蜡包埋后，切片厚约5μm，苏木精伊红染色，日本产Olympus光学显微镜下观察心肌组织的形态学变化并进行图象分析。　　 2.5、电镜观察大鼠心肌的超微结构变化；　　 将另一部分心脏标本放入3％多聚甲醛和1％戊二醛混合固定液中固定。用于电镜观察大鼠心肌的超微结构变化。　　 2.6、大鼠心肌Mn-SOD、CAT的mRNA表达水平测定;　　 用TRIzol法提取心肌总RNA。以GAPDH为内参照，进行RT-PCR。分别以Mn-SOD、CAT和GAPDH的扩增产物的灰度值之比表示其mRNA的相对表达量。　　 结果:　　 1.大鼠MAP的改变；　　 Control组大鼠的MAP为10.21±0.81，Iso组大鼠的MAP为14.05±1.19。与对照组相比，Iso组大鼠血压明显升高(P＜0.01)。　　 2.大鼠的心脏指数和左心室厚度；　　 Control组大鼠的HW/BW(mg/g)与LHW/BW(mg/g)分别为3.05±0.23，2.33±0.11。Iso组大鼠的HW/BW(mg/g)与LHW/BW(mg/g)分别为4.51±0.39，3.26±0.25。与对照组相比，Iso组大鼠的全心与左心的心重指数均明显增加(P＜0.01)。Control组大鼠的LVWT与VST分别为3.56±0.18 mm，2.44±0.07 mm。Iso组大鼠的LVWT与VST分别为4.33±0.31 mm，3.11±0.19 mm。与对照组相比，Iso组大鼠的LVWT与VST均明显增加(P＜0.01)，提示Iso组大鼠的左心室明显增厚。　　 3.血清LDH活性的改变；　　 Control组大鼠的LDH活性为514.83±13.43U/L，Iso组大鼠的LDH活性为876.66±9.52 U/L。与对照组相比，Iso组大鼠血清LDH活性明显升高(P＜0.01)。　　 4.大鼠心肌形态结构的光镜观察；　　 Iso组大鼠心肌组织的H-E染色切片在光镜下可见:大片纤维化区域，成纤维细胞多，偶可见单核细胞，局部区域毛细血管扩张，心肌细胞排列不连续，胞浆变宽，胞核变大，呈现明显的心肌肥厚纤维化表现。对照组大鼠的心肌纤维排列整齐，心肌细胞胞核清晰，无胶原纤维增生。　　 5.大鼠心肌超微结构的电镜观察；　　 正常对照组大鼠心肌纤维明带、暗带结构清晰，肌节长度适中，肌纤维排列整齐，线粒体数量结构未见异常。肥厚组大鼠线粒体数量较多，线粒体嵴增多密集，线粒体肿胀，个别线粒体出现空泡样变，心肌纤维内肌丝有溶解现象，心肌纤维间隙增宽、成纤维细胞明显，间隙内出现凋亡细胞。　　 6.大鼠心肌组织Mn-SOD、CAT的mRNA表达水平　　 Control组大鼠心肌组织Mn-SOD、CAT的mRNA表达水平分别为0.625±0.095，0.763±0.129。Iso组大鼠心肌组织Mn-SOD、CAT的mRNA表达水平分别为0.998±0.154，1.051±0.143。与对照组相比，Iso组大鼠心肌组织内Mn-SOD、CAT的mRNA表达水平均明显增强(P＜0.05）。　　 结论:　　 1.大鼠通过背部皮下注射异丙肾上腺素（5 mg/kg/d），连续7d可成功制备大鼠心肌肥厚模型。　　 2.Mn-SOD和CAT在异丙肾上腺素所致大鼠心肌肥厚模型中的基因表达水平均明显增强。