慢性心力衰竭(CHF)是由不同原因导致心肌损伤，从而使心脏的泵血或充盈功能处于持续低下的状态，是循环系统疾病终末期的表现。动物模型为研究某种疾病的发生、发展、病理、生理、治疗及预后提供了支撑。CHF动物模型是通过各种方法模拟CHF的发生、发展过程，应用CHF动物模型的研究已经逐步覆盖在病因、发病机制、治疗及预防等多个方面[1]。随着中医药在CHF防治方面的表现逐渐受到学者的关注和重视，越来越多的学者需要依靠CHF动物模型开展研究[2],中医证候动物模型是连接中医基础研究和临床应用的桥梁，也是深入研究中药药效作用机制的手段。为了全面了解CHF动物模型的制备方法，本文分别对现代医学和中医学CHF大鼠模型的制备方法进行综述，以便于科研人员根据不同的研究目的和实验研究的要求，正确选择。

1、现代医学CHF动物模型

1.1 现代医学CHF发病机制

①心肌收缩性降低。心肌收缩性是指心肌本身的收缩特性，收缩的速度和强度体现了心肌的状态，其功能随着神经-体液因素调节发生改变。如交感神经、儿茶酚胺、电解质(特别是钙离子和钾离子),某些药物也可通过改变心肌收缩性来调节心肌收缩的强度和速度。此外，心肌的缺血和缺氧会使心肌能量代谢发生失衡，而后出现结构障碍，最终也会导致心脏泵血能力降低。②心室负荷过重。心室负荷过重首先会使心肌出现代偿性的变化，以维持机体相对正常的心排血量，一旦心室的负荷超出心肌所能代偿的范围时，就会引起心肌的收缩和舒张功能进行性降低。包括前负荷过重和后负荷过重。前负荷(容量负荷)是心室舒张末期的容量，即心脏收缩前所遇到的阻力。后负荷(压力负荷)是心室射血时需要克服的阻力。③心室舒张与充盈受限。心室舒张与充盈受限是当静脉回心血量相对正常时，由于心脏自身发生病变导致的心脏舒张与充盈缺损。

1.2 根据现代医学CHF发病机制的动物模型

1.2.1 抑制心肌收缩性

① 阿霉素

阿霉素(adriamycin,ADR)是临床上一种广谱抗肿瘤药物，长时间服用会损伤人体器官正常的结构与生理功能，具有强烈的细胞毒性作用[3]。ADR与心肌的亲和力较高，容易损伤心肌细胞，可造成慢性心肌损伤和CHF[4]。徐建虎等[5]采用不同给药方式对大鼠进行注射，证实单次剂量和累积剂量的ADR均可以成功建立大鼠CHF模型，而早期研究发现模型制备的成功与否与单次ADR注射剂量无关，而是与累积剂量密切相关[6];叶婷等[7]发现当ADR累积剂量高于12.0mg/kg时才较容易引发CHF,且实验采用3.0mg/kg和1.0mg/kg交替给药的方式，证实在给药剂量相同的前提下，交替给药组建立的大鼠CHF模型更为可靠。余尚工等[8]的实验结果显示，按1.5mg/kg的剂量对大鼠进行腹腔注射ADR,每周2次，共7周，可以成功复制CHF大鼠模型，证明长期腹腔注射小剂量ADR也可以成功建立CHF大鼠模型，并且死亡率较低。马琴[9]进一步证实了多种剂量的ADR均可成功制备大鼠CHF模型，但若累积剂量低于12.0mg/kg,大鼠体重、心室质量及动脉收缩压与对照组相比无明显变化，此时不易引起CHF。该方法操作简便，成本廉价，缺点在于动物的存活率较低，但采用长期小剂量的方法可以有效地避免此问题[10]。

② 异丙肾上腺素

异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)作用于心脏β1受体，是β受体激动剂，它可以使心肌产生持续性剧烈收缩，引起心肌纤维化和心室重构，最终引发CHF[11]。张依娜等[12]使用大剂量ISO制备CHF大鼠模型，实验结果显示连续2d注射ISO,第1天注射85.0mg/kg,第2天注射340.0mg/kg,4周就可发生CHF和心肌纤维化；罗时珂等[13]将大鼠分为ISO小、中、大剂量组，分别皮下缓慢注射ISO2.0mg/kg、2.5mg/kg、3.0mg/kg,日1次，连续4周，结果显示ISO皮下注射剂量2.5mg/(kg·d)是诱导大鼠CHF模型最适宜的剂量，而且皮下注射后4周是较为合适的成模时间。徐清斌等[14]在研究中使用5.0mg/kgISO大鼠皮下注射，持续7d,结果显示实验大鼠心率、左心室内压(LVSP)和等容收缩期左心室压力上升最大值(+LVdP/dtmax)均显著下降(P﹤0.01),等容舒张期左心室压力下降最小值(-LVdP/dtmin)显著升高(P﹤0.01),CHF模型建模成功。该方法对操作技术要求较低且安全性高，但对注射剂量的要求高，剂量过小不易成功造模，剂量过大动物成活率低。

③ 冠状动脉结扎法

冠状动脉结扎法主要是通过阻断心肌的供血产生心肌梗死，继而出现心功能下降[15]。韩曼等[16]结扎了大鼠的左前降支8周以后，发现大鼠心脏的收缩与舒张功能均受到严重损伤，达到CHF标准，由于此方法死亡率较高，所以作者将呼吸通道(非创伤性人工呼吸的建立)与手术路径(在左侧第3～4肋间隙纵向切开)进行了改良。韩树山等[17]进一步证实在大鼠左侧第3～4肋骨间横向切开，然后用5-0线结扎左前降支，造成左室舒张末期压力增高，可以实现成功造模。孙宇田等[18]将大鼠腹腔麻醉后，经左侧胸骨旁开胸后结扎左前降支(在左心耳下缘与肺动脉圆椎间距主动脉根部3.0mm处),结扎8周后也可达到CHF标准。冠状动脉结扎法会因为冠状动脉的结扎位置不同而引起心功能损伤程度不同。若在冠状动脉起始部进行结扎，会造成大面积的心肌梗死；若将肺动脉圆锥右缘，靠近主动脉的室壁选为结扎点，则可以导致右心室心肌的大面积梗死。

④ 柔红霉素

柔红霉素(daunorubicin,DNR)为第一代蒽环类抗肿瘤药物，它的作用机制与ADR相似，DNR也具有心脏毒性，重者可致CHF甚至死亡[19],利用这一毒性可以诱导CHF动物模型。有研究对幼年大鼠进行腹腔注射DNR,每周1次，连续4周，累积剂量14.0mg/kg,CHF大鼠模型建立成功；但发现当剂量累计13.0mg/kg时，致死量达到半数[20]。方秋娟等[21]用DNR(2.5mg/kg)对幼大鼠进行腹腔注射，每周1次，连续4周，累计10.0mg/kg,即可诱导幼年大鼠形成CHF,同时证实DNR给药剂量为14.0mg/kg时幼年大鼠死亡率超过半数，因此建议实验室采用DNR制备幼年大鼠CHF模型时应注意给药剂量应小于13.0mg/kg。李晓辉等[22]对大鼠进行尾静脉注射DNR2.0mg/kg,每3天注射1次，共6次，累计12.0mg/kg,可见大鼠心脏左室射血分数降低，左心室舒张末期内径增大，成功建立CHF模型。由于大剂量DNR给药会增加大鼠死亡率，因此采用DNR制备大鼠类CHF模型时需注意给药剂量不应大于药物半数致死量，给药方式可为小剂量多次。此方法操作简单，对药物剂量使用的要求较明确，但超剂量会增加动物死亡率。

1.2.2 增加心室负荷

① 腹腔动静脉造瘘法

马爱群等[23]在腹动脉壁上使用无创缝合针进行U形缝合操作，从U形缝合口刺入腹主动脉，向右上刺入动静脉联合处到达下腔静脉，动静脉瘘即形成，12周后成功复制CHF模型。符史干等[24]对大鼠进行腹主动脉与下腔静脉造瘘，在4个不同时间段(第1、2、4和8周)检测心脏重量、心脏与体重比值等指标，结果发现各项指标呈增高的趋势，并在第8周时指标变化最明显，判断大鼠CHF成模。上述造模方法手术操作简单，时间短，死亡率低，是一种有效、简单的大鼠腹腔动静脉造瘘法，适用于大鼠类CHF造模。

② 腹主动脉缩窄法

腹主动脉缩窄法的机制是使腹主动脉狭窄，导致主动脉压升高，心脏后负荷随之增加，导致心肌肥厚和心肌劳损，最终形成CHF,常用此法来制备压力超负荷型CHF模型。文建霞等[25]对大鼠进行了腹主动脉缩窄术，6～8周后成功复制CHF模型。王博群等[26]将大鼠分为腹主动脉近心结扎组、远心结扎组和正常组，结果发现在不同位置结扎所造成的CHF症状与程度不同，在近心端进行结扎时CHF更显著。采用此方法进行造模时，选择近心端结扎是优先方法。该方法对操作要求较低，价格便宜，复制模型也较容易成功。

③ 肺动脉缩窄法

肺动脉缩窄法的机制是通过缩窄肺动脉，使右心室无法进行正常的排血，右心室压力负荷升高，心肌渐渐增厚，最终出现CHF。BraunMU等[27]对体重为180～220g的雄性Wistar大鼠进行肺动脉结扎，术后3周成功造模。采用肺动脉缩窄法时，造模成功率较高，但不足之处在于操作要求和死亡率较高，并且在术中容易造成大出血以及肺损伤等情况。

2、中医病证结合的CHF动物模型

2.1 CHF病因病机

CHF多归属于中医“心悸”“心水”“心胀”“胸痹”等疾病范围[28]。中医学认为其病因有体质因素、外感六淫、七情和饮食劳倦等，女子妊娠、分娩等过度耗气伤津也是病因之一。其病机有久病导致气血阴阳亏虚，或痰火扰心、水饮凌心、心脉痹阻等。其病性为本虚标实，气血阴阳亏虚为本，痰浊、瘀血、水饮为标[29]。因此，临床上CHF的中医证型常见为：心气虚证、心阳虚证、气虚血瘀证、气阴两虚证、心肾阳虚证、阳虚水泛证[30]。

2.2 根据中医病因病机的病证结合CHF模型

目前，不同中医证型的CHF动物模型往往是在现代医学CHF动物模型的基础上叠加中医证候造模因素[31]。

2.2.1 心气虚证

心气虚是CHF的基本病机，并贯穿疾病发生发展全过程。目前多通过在现代医学CHF模型的基础上叠加心气虚的证候表现来制备CHF心气虚证模型。王硕仁等[32]采用结扎大鼠心脏左冠状动脉的方法制备CHF模型后正常饲喂8周，期间叠加力竭游泳，用心率、呼吸、力竭游泳时间等定量指标，以及心肌阻抗法和超声心动图完善心气虚的诊断。实验结果显示模型大鼠表现出心悸，胸闷，神疲乏力，精神萎靡，毛发枯槁，反抗轻等心气虚的症状，说明CHF心气虚证大鼠造模成功。于春泉等[33]也用此方法成功建立了CHF心气虚证模型。

2.2.2 心阳虚证

心阳虚除了有心气虚症状之外，形寒肢冷、面色苍白等是其典型症状，因此在造模过程中需加入证候造模刺激因素[34]。徐攀等[35]对大鼠进行腹主动脉缩窄制备后负荷过重型CHF模型，手术2周后加入寒冷刺激因素，每天将大鼠置于-5℃冰柜中寒冷刺激2h,连续刺激3周，实验结果显示大鼠皮温下降，形寒肢冷，精神萎靡，呼吸频率和心率加快，心悸、胸闷，成功建立了CHF心阳虚证模型。杨勇等[36]首先通过冠状动脉结扎的方法复制CHF模型，术后5周开始用20.0mg/mL的左旋硝基精氨酸(L-NNA)按0.5mL/100g给大鼠进行灌胃4周，最后也成功创建CHF心阳虚证模型。

2.2.3 气虚血瘀证

建立CHF气虚血瘀证时，有2种方式：以现代医学CHF模型为基础叠加刺激因素，例如大鼠冠状动脉结扎的基础上结合病因因素，如减食、力竭游泳等，可以在短时间内成功建立CHF气虚血瘀证模型；若不以现代医学建模为基础，采用高脂饲料喂养结合力竭游泳的造模方法则耗时较长，但操作更为简单，造模成功率高，证候不易消退，更为贴近临床。张艳等[37]采用冠状动脉结扎的方法建立CHF大鼠模型，模型制备成功后2周开始进行证候因素造模(减食、力竭式游泳),之后大鼠出现气虚血瘀证的症状：精神不振、疲乏无力、呼吸乏力、多蜷缩等，活动后上述症状加重，口唇及舌质发黯，皮肤有瘀点。张伟健等[38]高脂饲料喂养SD大鼠8周后，每天对其进行一次力竭游泳并保持高脂饲料喂养，持续16d。每次游泳至大鼠动作失调，水淹没鼻尖并出现自然沉降，10s后捞出且不予擦拭。造模期间大鼠出现倦怠、嗜睡、精神萎顿、四肢蜷缩、活动性差等气虚的表征，以及舌质绛紫暗、皮肤瘀斑、血液高凝高黏等血瘀的表征。

2.2.4 气阴两虚证

根据中医病机，失眠可导致卫阳不入营分，营卫失调，出现气阴两虚。因此可以在CHF模型制备成功后叠加剥夺睡眠作为证候造模因素。杨鸣等[39]采用递减剂量的ISO作为CHF造模方法，第1日注射ISO20.0mg/kg,第2日10.0mg/kg,第3～14日5.0mg/kg,日1次，持续30d,完成小鼠CHF模型的制备，然后从造模第31日开始对小鼠进行小站台水环境法剥夺睡眠，时间为48h,站台期间每天流质食物灌胃6次，小鼠出现精神萎靡，反应迟钝，毛色略有干枯、发黄，舌色变淡，爪、尾均有不同程度变暗、少光泽的表现，成功制备出CHF气阴两虚证小鼠模型。李欣春等[40]研究参附汤和参麦汤对高血压心力衰竭大鼠的治疗效果，并通过“以方测证”理论探讨高血压心力衰竭的中医证型归属问题，结果表明，治疗气阴两虚证的参麦汤对高血压心力衰竭大鼠有良好的治疗效果，而参附汤没有，故推测高血压心力衰竭大鼠所属证型为气阴两虚证。钟森杰等[41]依据上述研究结果，采用8%NaCl高盐饲料喂养Dahl盐敏感性大鼠20周，成功复制高血压心力衰竭大鼠，并在后续研究中将此模型作为CHF气阴两虚证模型。

2.2.5 心肾阳虚证

鉴于CHF心肾阳虚证既要有心阳不足的表征，又要有肾阳虚的表现，目前CHF心肾阳虚证模型常用的制备方法主要为两种或多种因素结合的复合因素造模方法，以弥补单因素造模法的单一性。张明飞[42]采用腹腔注射ADR和氢化考的松制备CHF模型，具体方法是实验前2周每隔4d腹腔注射1次0.02%ADR3.0mL/kg,共注射3次，第3、4周每隔1d腹腔注射1次氢化考的松20.0mg/kg、1.0mL/100g,共注射8次，注射结束后大鼠出现体重明显降低，畏寒蜷缩，体毛枯疏无华，大便稀溏，饮食减少，呼吸微弱，活动减少等一系列心肾阳虚的表现，同时心率显著降低，该方法制备的模型稳定可靠，可重复性好。陈思慧等[43]切除实验大鼠双侧甲状腺，术后2周，每周尾静脉注射盐酸ADR4.0mg/kg1次，共注射5周，存活的大鼠出现CHF心肾阳虚证的临床症状，如倦怠乏力、厌食消瘦、脱毛、便溏、气喘易激等。

2.2.6 阳虚水泛证

中医理论认为心阳虚衰不能下助肾阳导致肾阳虚，肾阳气化不利，而致水液的输布和排泄障碍，终致水饮泛滥于内，因此在CHF阳虚水泛证模型的制备时常结合心阳虚证、肾阳虚证或心肾阳虚证的造模方法，重点观察是否出现呼吸急促似喘、水肿等阳虚水泛的表现。董波等[44]对大鼠进行腹主动脉结扎手术制备CHF模型，4周后，每天给予CHF造模成功的大鼠肌内注射1次醋酸氢化可的松25.0mg/kg,共14d。6d后，大鼠出现呼吸急促，少饮少食，体重减轻，反应迟钝，活动减少，无毛，叫声低弱，大便溏稀，且观察其心肌细胞出现明显肿胀，心肌间质水肿等指征，则认为CHF阳虚水泛证造模成功。此外，由于阳虚水泛证多由心肾阳虚发展而来，杨婷等[45]指出对大鼠在手术或药物介导的CHF造模基础上进行限时低温冷藏，也可建立CHF阳虚水泛证模型。

3、小结

CHF动物模型是研究CHF发病机制、药物效果评价、药物作用机制的重要工具，模型制作方法多样，不同动物模型各有利弊，科研人员应根据不同的研究目标选择适宜的制备方法。目前在CHF动物模型的制作中可以使用大型动物，如犬类、猪类、兔类、猫类和羊类等动物，也可以选择小型动物，如鼠类[46]。相比大型动物CHF模型，小型动物的模型对实验基础设备的要求较低，而且操作简便容易，成本也相对廉价，所以大多数CHF基础研究选用小型动物制备模型。在小型动物中，鼠类易于饲养管理且病变过程与人类相似，并且在造模所需时间、操作技术、成本以及模型复制的成功率方面较其它动物有许多优势，因此在CHF动物实验中得到广泛应用。

目前常用的CHF模型制备方法主要是通过促使实验动物形成心室负荷过重和抑制心肌收缩性，在考虑模型制备成功率、实验条件及操作技术简便三方面因素后，目前将药物诱导、腹主动脉结扎及冠状动脉结扎作为实验室CHF动物模型制备的最常用方法。中医病证结合的CHF模型制备方法通常采用疾病造模方法和证候因素相叠加，并且一般均是先建立疾病模型(CHF模型),然后再根据所需的临床证型叠加相对应的证候因素。但动物模型的研究是一个长期的过程，需要随着疾病研究进展的变化而不断完善，才能够真实反映人类的疾病。

参考文献:

[1]陆小华,张璐,文建霞,等.心力衰竭大鼠模型的研究进展[J].中国医院用药评价与分析,2018,18(11):1444-1446.

[2]白贺霞,边文贵.复制心力衰竭动物模型的研究进展[J].中医临床研究,2019,11(4):145-148.

[3]郭振,樊迪,刘方圆,等.阿霉素诱导的心脏毒性的研究进展[J].中华医学杂志,2020,100(1):68-71.

[4]鞠静,杜武勋.真武汤治疗慢性心力衰竭的实验动物模型研究进展[J].山东中医杂志,2016,35(7):655-658.

[5]徐建虎,张琦,杨子庆,等.阿霉素诱导大鼠慢性心衰模型的制备[J].宁夏医科大学学报,2016,38(3).348-351.

[7]叶婷,张梦,张宇,等.阿霉素性慢性心衰大鼠模型不同方案的比较[J].哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2016,32(2):154-156.

[8]余尚工,胡雪峰,彭敏,等.阿霉素诱导大鼠慢性心力衰竭模型给药剂量和频率的优化[J].湖北中医杂志,2011,33(4):9-11.

[9]马琴.阿霉素诱导大鼠慢性心力衰竭模型的制备[J].生物化工,2019,5(4):100-103.

[10]李明聪,廖菲,吴儒杰,等.慢性心力衰竭动物及细胞模型的研究进展[J].中国中医药现代远程教育,2020,18(16):141-145.

[11]郑安财.异丙肾上腺素诱导的心衰大鼠的肠道菌群结构和功能的改变[D].南昌:南昌大学,2018.

[12]张依娜,冯微微,陈桂英,等.ISO诱导心力衰竭大鼠模型的建立及评价[J].哈尔滨医科大学学报,2013,47(5):410-413.

[13]罗时珂,李萍,程晓曙.异丙肾上腺素诱导慢性心力衰竭大鼠模型的建立[J].重庆医学,2012,41(4):352-354.

[14]徐清斌,能爱琴,杨龙玉,等.氧化苦参碱对充血性心衰大鼠心肌组织相关因子表达的影响[J].华中科技大学学报(医学版),2018,47(5):568-573.

[15]黄明,熊可,李雷,等.心力衰竭动物模型的研究进展[J].天津中医药大学学报,2019,38(6):534-540.

[16]韩曼,马莉,于远望.2种慢性心力衰竭大鼠模型的建立[J].新乡医学院学报,2015,32(11):992-995.

[17]韩树山,吴爱明,张冬梅,等.益气活血方对心肌梗死后心力衰竭大鼠心功能的影响及其细胞凋亡机制[J].环球中医药,2013,6.(7)488-492.

文章来源：苏珏,赵宇曦,朱炳睿,赵旭,朱清楠,陈静.慢性心力衰竭大鼠中西医模型研究进展[J].国医论坛,2022,37(03):75-78+80.