心力衰竭受到神经内分泌及细胞因子激活和心室重构的影响,神经内分泌激活在心力衰竭发展中起到核心作用,这些系统的持续激活,导致心肌细胞肥厚、细胞凋亡以及心室重构和纤维化。心室重构是导致心力衰竭不断进展的病理生理基础,是一系列复杂的分子和细胞机理导致心肌结构、功能和表型的变化。钙稳态失衡、蛋白质合成改变和细胞凋亡是影响心室重构发生、发展和转归的重要因素,因而也是心力衰竭进展和预后主要的影响因素。心肌细胞凋亡在维持心脏正常形态结构方面具有十分重要的意义,并且在心脏的生理、病理发展过程中起着重要作用,被认为是心脏由代偿性变化向病理性变化发展的细胞学基础。内质网是机体调控细胞钙稳态、蛋白质、脂质合成加工的重要场所,心肌细胞内的内质网系统被称为肌浆网。肌浆网周围理化环境的变化可以导致未折叠／误折叠蛋白聚集和Ca2+调控障碍等内质网功能紊乱,被称作内质网应激。适度的内质网应激有利于心肌细胞恢复自稳态和修复损伤,持续而严重的内质网应激则导致肌浆网Ca2+稳态失衡,触发内质网应激相关细胞凋亡,造成心肌细胞由代偿转向衰竭,是心力衰竭发生的重要分子机制。目前针对心力衰竭的治疗模式已从单纯的改善血流动力学转向抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统和交感神经系统的激活,目的是逆转心室重构,改善远期预后,但仍然没有从根本上阻止心力衰竭的发生与发展。生长激素主要作用是促进生长发育和影响代谢,既往主要用于儿童生长激素缺乏症的治疗,近年来人们发现生长激素在维持正常心血管生理功能中具有重要的作用。生长激素可以改善心肌收缩力,这种作用在以往对于扩张型心肌病引起的心力衰竭研究中得到肯定。目前生长激素已经在部分临床试验中表现出了对心力衰竭病人心脏功能的改善作用。但实际上其抗心力衰竭的确切机理尚不十分清楚,特别是对心梗后缺血性心脏病所致心力衰竭中的保护作用研究甚少。本研究通过结扎大鼠左冠状动脉前降支的方法建立缺血性心力衰竭动物模型,选取造模4周后存活大鼠20只,随机分为心衰组10只、生长激素组10只,从第5周开始,对生长激素组给予生长激素2U/kg体重,1次/d皮下注射。用药4周后终止实验,心衰组大鼠则于术后正常饲养8周,另外设立假手术组10只大鼠进行开胸手术,并于冠状动脉下穿线但不结扎,与模型动物一起常规饲养8周。8周后对各组大鼠进行血流动力学参数的检测,结果显示与心衰组相比较,生长激素组大鼠LVEDP显著下降,±dp/dt显著回升,表明生长激素可以改善缺血性心力衰竭大鼠心脏的收缩舒张功能。处死大鼠,观察大鼠心脏,生长激素的干预一定程度维持了心脏的大体结构正常,光镜下生长激素组心肌细胞的结构比心衰组明显改善,左心室间质及胶原纤维的增生明显减轻,HW/BW、LVW/BW较心衰组显著下降,与假手术组无显著差异,说明生长激素显著抑制左室重构的发生。生长激素组大鼠血清中AngⅡ、BNP水平较心衰组显著下降,证实了生长激素有效的减轻了RAAS对心脏的进一步影响,减轻了左室重构,改善缺血性心力衰竭大鼠心脏功能,并减轻神经内分泌因素对心脏的进一步影响。免疫组化与Western-blot结果显示在心衰组大鼠心肌组织中Caspase-3的表达明显升高,表明缺血性心力衰竭大鼠心肌细胞凋亡明显升高,生长激素组Caspase-3的表达下降,证明生长激素可显著降低心肌细胞凋亡水平。免疫组化与PCR结果显示,与对照组相比心衰组Bcl-2蛋白表达下降、mRNA含量减少,Bax蛋白表达上升,mRNA含量增高,Bcl-2/Bax比值显著下降,表明心力衰竭状态下心肌细胞凋亡进程加剧,促进凋亡。生长激素的干预上调了Bcl-2蛋白的表达水平,Bax蛋白表达下降,Bcl-2/Bax比值较心衰组显著上升,这样的结果表明生长激素的干预抑制了缺血性心力衰竭大鼠心肌细胞凋亡,有助于维持心肌细胞正常的结构和功能。心衰组大鼠心肌组织中SERCA2a表达明显减少,肌浆网转运Ca2+的能力下降,引起肌浆网对Ca2+摄取速度下降和摄取量减少,细胞浆内Ca2+浓度增加,导致心肌细胞的舒张功能下降,生长激素干预下SERCA2a表达显著上升,转运Ca2+的能力增强,肌浆网对Ca2+摄取速度增快、摄取量增加,肌浆网内Ca2+浓度增加,心肌细胞的舒张功能好转,心脏功能得到改善。在缺血状态下,肌浆网内环境稳态失衡,产生内质网应激反应,过度的内质网应激反应激活位于内质网的胞浆面的Caspase-12,并通过Caspase-12启动细胞凋亡。心衰组心肌细胞Caspase-12表达明显升高,其变化与Caspase-3的变化一致,说明缺血性心力衰竭导致内质网应激,持续的内质网应激激活Caspase-12,顺序激活Caspase-3导致细胞凋亡。生长激素明显抑制了Caspase-12的活化,阻断内质网应激诱导凋亡途径,从而减轻缺血性心力衰竭大鼠心肌细胞凋亡。综上所述,本文证实了生长激素可以减轻缺血性心力衰竭大鼠心室重构,改善其心脏收缩舒张功能,控制缺血性心力衰竭。生长激素调控心力衰竭的作用机制在于其可以稳定缺血性心力衰竭大鼠心肌细胞的肌浆网功能,增强SERCA2a表达,维持心肌细胞内钙稳态,改善心肌细胞收缩舒张功能。并通过抑制Caspase-12的活化,阻断内质网应激诱导凋亡途径,降低Caspase-3的表达,使Bcl-2的表达水平上升,Bax蛋白表达下降,Bcl-2/Bax比值上升,发挥抑制心肌细胞凋亡的作用。