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心血管疾病（CVDs）研究虽有进展，但死亡人数下降缓慢，部分风险群体甚至上升。研究人员开展离体啮齿动物心脏灌注参数优化研究，发现不同灌注压力、氧载体及药物干预对心脏功能有不同影响，为心血管研究提供了重要依据。
在心血管疾病的研究道路上，尽管科研人员们不断探索，取得了一些重要进展，但整体情况却不容乐观。心血管疾病依旧是全球范围内的 “健康杀手”，每年仅在美国，就有超过 90 万人因它失去生命。更令人担忧的是，研究进展的步伐逐渐放缓，心血管疾病相关死亡率下降变得迟缓，一些特定风险群体，比如中风患者的死亡率甚至还在上升。造成这种局面的一个重要原因，就是在早期科研测试中，缺乏精准且具有预测性的模型系统。
以往的研究模型各有弊端。心脏细胞系虽然操作简单，但其在培养过程中需要进行非自然的修饰，这使得细胞缺乏生物学准确性，无法真实再现心脏复杂的三维结构和环境因素。而全动物实验呢，在科研初期又会引入过多不必要的复杂性。相比之下，离体灌流啮齿动物心脏模型（Langendorff perfusion）就像是黑暗中的一丝曙光。它既保留了心脏细胞及其微环境之间复杂的相互作用，又能排除神经反射、体液和全身因素的干扰，让研究人员可以直接观察到刺激对心脏功能和内环境稳定的影响。不过，这个模型的灌注参数一直没有得到充分的研究和利用。
为了深入探究灌注参数对心脏的影响，来自美国哈佛医学院麻省总医院工程医学与外科中心以及波士顿施莱纳儿童医院（Center for Engineering in Medicine and Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, and Shriners Children’s Boston）的研究人员 Maya Bolger - Chen、Manuela Lopera Higuita 等人展开了一项重要研究 。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为心血管疾病的研究开辟了新的方向。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，选取 8 - 9 周龄、体重 250 - 300g 的 Lewis 大鼠作为实验动物，在获取心脏时，严格按照规范的手术流程进行操作，包括麻醉、肝素化、心脏摘取等步骤。接着，对心脏进行离体灌注，通过设置不同的实验组，改变灌注压力（高 60 - 80mmHg、低 30 - 35mmHg）、氧载体（有无红细胞）和药物干预（有无腺苷、肾上腺素）等参数，来观察心脏的各项指标变化。在评估心脏功能时，运用了多种检测手段，比如通过血气分析仪测量灌注液中的氧气和乳酸含量，计算氧摄取率（OUR）；利用压力气球和传感器记录左心室压力，计算心率；通过免疫分析等方法检测心肌损伤和炎症相关的标志物。
研究结果如下：
- 灌注无氧气载体的影响：使用无氧气载体（红细胞，pRBCs）的灌注液（acellular perfusate）时，心脏的氧消耗率较低，但腺苷酸能量电荷水平并未显著下降。这表明即使没有红细胞携带氧气，心脏依然能够维持一定的能量状态12。
- 灌注压力对左心室压力的影响：灌注压力对左心室压力影响显著。生理压力（60 - 80mmHg）下，心脏的心率和左心室脉压略高于低压组，但长时间灌注后，高压力组心脏功能会出现下降。而低压力（30 - 35mmHg）灌注虽能维持心脏功能，但会导致左心室压力降低34。
- 不同灌注压力下的心脏损伤和炎症反应：高灌注压力会导致心脏水肿和中度器官损伤，表现为心肌细胞束分离增加、重量增加以及肌钙蛋白 I 水平升高。低灌注压力下使用红细胞会造成更严重的器官损伤和炎症反应，多种心肌损伤标志物和促炎蛋白水平显著升高567。
- 药物干预的效果：持续使用腺苷可降低血管阻力、减少心脏水肿和炎症反应，同时提高氧摄取率。而持续使用肾上腺素虽能在短期内提高心脏功能指标，但长期会导致心脏功能逐渐丧失和器官损伤89。
研究结论和讨论部分指出，该研究明确了不同灌注参数和药物干预对啮齿动物离体心脏的影响，强调了根据实验目的选择合适灌注参数的重要性。比如，对于需要长时间灌注的实验，低压力灌注更能减少损伤；而对于心脏功能评估实验，高压力和氧载体则更为合适。同时，研究还发现了一些新的现象，如无氧气载体灌注液在高氧分压下也能为心脏提供足够氧气，这挑战了传统观点。不过，研究也存在一定局限性，实验中多个变量同时改变，难以精确确定单个因素的作用，且啮齿动物心脏与人类心脏存在差异，研究结果不能直接应用于人类。但总体而言，这项研究为心血管研究领域提供了宝贵的见解，为后续使用更复杂的动物模型进行灌注研究奠定了基础，有望推动人类心脏灌注和评估相关方案的发展 。
