心肌梗死是在冠状动脉病变的基础上发生的冠状动脉血流供应急剧减少或中断，使相应的心肌严重而持久的急性缺血，导致心肌出现坏死。临床表现为持久的胸骨后剧烈疼痛、发热、白细胞计数和血清心肌坏死标志物增高及心电图进行性改变，可以发生心律失常、休克，甚至心力衰竭，为冠心病的严重类型。

（一）病因及诱因

心肌梗死的最常见的病因为冠状动脉粥样硬化，导致一支或多支血管管腔狭窄和心肌血液供应不足而侧支循环还未建立。在此基础上，一旦血流供应出现了急剧的减少或中断，使心肌严重而持久的发生缺血达1h以上，就会发生心肌梗死。冠状动脉的栓塞、炎症、先天性畸形、痉挛或冠状动脉口堵塞也会导致心肌梗死，但较为少见。

已有研究证实，绝大多数的心肌梗死由于不稳定的粥样斑块破溃，进而引起出血和管腔内血栓形成，最终导致管腔闭塞。导致斑块破裂及血栓形成的诱因较多，主要有以下几个方面：

1.重体力劳动、情绪过分激动、血压突然升高或用力大便时，心脏负荷明显加重，心肌耗氧量显著增加。此外，主动脉狭窄、发热、心动过速等都可引起心肌耗氧量显著增加，进而诱发心肌梗死。

2.晨6时至12时，机体交感神经活动增强，血浆中儿茶酚胺、皮质醇的浓度升高，血小板聚集性增加。导致机体应激反应性增强，心肌收缩力、心率、血压增高，冠状动脉张力增加。

3.暴饮暴食，尤其是进食多量脂肪，导致血脂升高，血液黏稠度增加。

4.休克、大出血、严重的心律失常等都可以是心脏排血量下降，冠状动脉血流供应急剧降低。

（二）心肌梗死的病理生理改变

急性心肌梗死的病理生理改变主要包括心脏舒缩能力的改变、电生理的改变及心室的重构。

1.心脏舒缩能力的改变

（1）收缩功能异常：急性心肌梗死发生后，缺血区域的心肌由于缺氧而不能产生足够的ATP来使心肌细胞的钙泵和钠泵运转，致使心肌收缩力下降。心肌会顺序出现4种形式的运动异常。首先，坏死处心肌发生不协调收缩，即相邻的心肌节段收缩时间不一致，逐渐加重为无力收缩，心肌收缩范围减少。而后，收缩功能完全丧失，收缩中止，甚至出现反向收缩，即由于局部坏死心肌失去张力。当心脏整体收缩时，由于其合抱功能丧失，坏死处出现向外膨出的现象，此种情况多见于大面积心肌梗死。心肌收缩力的丧失将直接影响心脏的泵血功能。患者的血流动力学情况取决于其梗死面积的大小，如果左心室的梗死面积超过了25%，就会出现急性心力衰竭。随着时间的延长，缺血坏死的部位会逐渐发生水肿、细胞浸润和纤维化，心肌硬度增加，后者会防止心脏收缩期室壁的反向运动，有助于改善心室功能。

（2）舒张功能异常：由于心脏收缩功能的下降造成左心室射血分数降低和每搏输出量减少，加之坏死区室壁水肿、炎症、心肌僵度增加等原因造成心室顺应性下降，心肌舒张功能下降，导致左心室充盈压升高，使肺毛细血管压增高，加重肺淤血。

2.心脏电生理的改变 梗死区的心肌细胞发生水肿、坏死及炎症细胞的浸润会导致心脏电生理发生变化。

（1）缺血坏死可引起心肌内受体的激活，交感神经系统活性增加，儿茶酚胺释放增多；同时，缺血区域的心肌对去甲肾上腺素的致心律失常作用呈过敏反应，可以诱发心律失常的发生。

（2）缺血使传导系统功能不全可导致传导阻滞。

（3）由于缺血区的心肌细胞坏死及损伤的程度不一，极易造成局部复极速度不均匀，产生折返性室性心动过速和心室纤颤。

3.心脏结构改变

（1）梗死壁扩展：由于正常心肌细胞破裂，坏死区域组织丧失，导致梗死区出现不成比例的变薄和扩张，形成牢固的纤维化瘢痕，但不伴有心肌坏死数量的增加。梗死区扩展的发生，不仅增加了死亡率，还会使心力衰竭等并发症的发生率显著增加。

（2）梗死区延展：梗死区延展指梗死范围扩大，坏死心肌数量增多，实际上是一种早期再梗死的表现，临床表现会进一步加重。

（3）心室扩张：除梗死扩展外，存活部位的心肌也会出现一定的扩张。心室扩张会在梗死后立即出现，并持续数个月，甚至数年。早期的扩展会代偿梗死产生的功能降低，但存活的心肌最后也会出现损伤，心肌进一步扩展，心脏整体功能降低，最终出现心力衰竭。心肌重构的基础是表型的改变，主要是刺激引起胚胎基因重新表达，使心肌细胞肥大，质量增加，以代偿梗死后心肌负荷的增加：同时也会引起胶原的沉积，产生间质纤维化，形成瘢痕，瘢痕可提高梗死处室壁弹力，预防左心室进一步扩张，以上情况称为早期重构。在早期重构后的较长时间内，由于室壁应力增加，导致左室壁未梗死和损伤的部分心室心肌发生反应性肥大，从而使左心室继续扩大，此种情况称为晚期重构。重构后的肥厚心肌功能减退，收缩乏力、松弛延缓，当肥厚心肌不足，以克服室壁应力时就会发生心力衰竭。

（三）心肌缺血动物模型（animal model of myocardial ischemia）

1.造模机制 常采用电刺激法和药物注射法使动物心脏冠状动脉发生痉性收缩，可造成人工急性心肌缺血动物模型。

2.造模方法

（1）药物法：选用成年健康家兔。由耳缘静脉注入垂体后叶素2U/kg体重，30s注射完毕。注射后立即1min、2min、5min、20min、25min、30min各记录上述导联心电图变化，特别注意观察心率、S-T段、T波的变化。也可选用大鼠。

（2）电刺激法；选用成年雄性家兔，麻醉后用定向仪向颅内插入2支涂绝缘漆的不锈钢针，以弱、强刺激（弱刺激为0.8～1.6mA，强刺激为4～8mA）交替刺激右侧下丘脑背内侧核，每次刺激5min，间隔1～3min。

3.模型特点及应用

（1）药物模型：当动物注射垂体后叶素后，可使心脏冠状动脉发生痉性收缩，从而出现心肌供血不全心肌损伤，以及一系列典型心电图的改变。此法优点是复制方法简便有效，可做冠状动脉痉挛、急性发作的简单模型（实验性心绞痛），比较接近人心绞痛时的病理状态。可以用注射不同剂量的垂体后叶素造成各种不同程度的障碍，即从短时的冠状动脉痉挛直到明显的心肌梗死。剂量注射不大时，可以迅速恢复，因此可反复在同一动物身上进行多次实验。

（2）电刺激模型：可造成持久而稳定的ST段压低，其性质与人的心绞痛发作时所产生的缺血性心电图变化相似，可用于评价药物对实验性心肌缺血改善作用的观察。

（四）心肌梗死动物模型（animal model of myocardial infarction）

1.造模机制 急性心肌梗死是由于冠状动脉粥样硬化伴有粥样斑块出血、血栓形成，或冠状动脉痉挛导致管腔急性闭塞、血流中断，局部心肌缺血、坏死。心肌梗死的范围取决于阻塞动脉的大小和侧支循环的状况。一般来说，左冠状动脉阻塞引起左室侧壁和近心尖的左心室前壁、心室间隔前部和前外乳头肌的梗死；左回旋支的阻塞引起左心室侧壁和近心底部左心室后壁的梗死；右冠状动脉的阻塞引起左心室后底部、心室间隔后部和房室结的梗死。犬、兔和大鼠都可用于心肌梗死动物模型。

2.造模方法

（1）结扎法：

1）犬：在麻醉状态下，气管内插管给氧。施行无菌术充分暴露心脏左侧壁。除将犬冠状动脉的左回旋支的钝缘支及左前降支第1分支、第2分支结扎外，还分别结扎与钝缘支相连的侧支及吻合支，包括前降支第3分支、第4分支在内。为了减少和避免在结扎过程中动物因心律失常而死亡，可采用“两步结扎法”。先在钝缘支的近端套2根4号线，在近端线中先缚1个5号半针头，再进行结扎。10s内拔去针头使该区血管缩窄至针头粗细的口径。过0.5h后，以远端线进行第2次结扎。随后分别结扎小侧支、前降支以及吻合支。

2）兔：选用2kg左右家兔。麻醉后进行无菌手术。暴露心包及搏动的心脏。用眼科镊夹起心包膜。剪开心包，用眼科圆形针在冠状动脉前降支近根部穿一线，随即进行结扎。结扎后，用盐水棉球在结扎局部轻压片刻，无活动性出血后，依次缝合，关闭胸腔，以消毒敷料进行包扎。

3）大鼠：乙醚麻醉下开胸，剪开心包膜，暴露心脏，用无损伤缝线按可见的界标穿过冠状动脉下，连同线穿过的心肌一并结扎，根据造成梗死范围大小，选择结扎的冠状动脉（图3-2-3~图3-2-5）。

（2）气囊堵塞法：选用成年健康犬（或猪）。切开左颈内动脉。气囊导管以2F为宜，借助于5～8F导管作指引，自左颈内动脉插至主动脉根部，按前述同样方法进入LAD。待证实指引导管已进入LAD后，推送2F气囊导管使之抵达第一对角支和第二对角支之间，约离LAD和左回旋支分叉处0.5～1.0cm，注入适量造影剂，使气囊膨隆阻断血流，观察以下情况：①V₃导联S-T段有否抬高；②注入适量造影剂于指引导管内，造影剂是否被阻于气囊的近端，以证明血流有否阻断。随后抽出指引导管使气囊管保留在LAD内，气囊导管的另一端经皮下隧道固定在颈部，再注入造影剂充盈气囊形成急性心肌缺血、梗死。如做梗阻-再灌注实验，则必须先使全身动脉肝素化才能进行以上操作，以避免导管内血液凝固，影响结果。

3.模型特点及应用

（1）结扎模型：采用此法可成功地复制成左心室前壁心肌梗死，观察到急性心肌梗死时一系列典型变化，如结扎后心肌梗死区（较大，平均为4cmx5cm）局部呈现紫色，膨突，收缩力降低或消失；心电图上ST段抬高，Q波出现和加深，冠状动脉型T波倒置；以及血清谷草转氨酶、磷酸肌酸激酶升高等变化。它能确切闭塞冠脉造成了局部心肌缺血，这种缺血的部位和面积及其表现，都很类似人类的发病情况。这种模型主要用于研究急性心肌梗死的发展和转归，常用于心泵衰竭的发生；心源性休克的发生发展；心律失常的出现；缩小梗死范围的药物治疗；外科手术治疗心肌梗死；局部心肌的代谢，血流、心电变化和心肌力学；心肌微循环和血液流变学的缺血改变等。

（2）气囊堵塞模型：该种模型可以克服以往开胸结扎法造成创伤大、死亡率高达30%～60%的缺点。采用该种闭胸式心肌缺血、梗塞模型，方法简便，手术创伤少，可选择任何一支的冠状动脉，定位也十分准确，动物又处于较少的生理扰乱下，死亡率少于10%，动物恢复迅速，几乎在阻断冠状动脉的同时，便可根据实验要求立即进行各种实验。气囊堵塞法还可满足缺血-再灌注的要求，

（五）心力衰竭动物模型（animal model of heart failure）

1.造模机制 心力衰竭是由于心肌病变或心脏负荷过重，使心肌收缩功能减退，心射血量少，以致不能满足机体代谢的需要，且静脉回流受阻，脏器淤血，因而产生一系列的症状和体征。该模型建立的主要途径有：加重压力负荷；加重容量负荷；损害心肌和离心途径，部分动物可诱发出自发性心力衰竭。

2.造模方法

（1）后负荷过重法：选用兔、犬、豚鼠、大鼠和羊。主动脉、肺动脉缩窄或造成半月瓣狭窄均可加重心脏后负荷。后负荷加重的程度、心肌肥厚程度与心脏功能抑制程度相关。控制血管缩窄程度，在心肌肥厚模型形成后造成心力衰竭。

（2）前负荷过重法：亦称动-静脉短路法。通常在肾动脉以下的腹主动脉与下腔静脉间，双侧股动脉与股静脉间造瘘或损伤房间隔形成动静脉短路，使回心血量大量增加，产生容量超负荷。犬腹主动脉下腔静脉瘘口为1cm²经4~8周，左心室出现离心性肥大，左心室舒张末期容积和压力均显著增加，部分犬表现有体液潴留、胸腔积液、发绀等心力衰竭症状。大鼠动静脉短路使左至右分流的血流量达心排血量的50%时，可引起慢性容量负荷过重。

（3）自发性：动物心肌病变和心力衰竭自然发生是此类模型的突出优点，较其他各类模型更接近临床情况。脑卒中的自发性高血压大鼠（SHRSP）常反复发生灶性心肌坏死，心力衰竭的发生率较高，叙利亚地鼠BIO品系动物于出生后30～50d即可开始出现弥漫性灶性心肌坏死，并有实质和间质的广泛纤维化，同时伴心肌肥大病变呈进行性加重，至200日龄时往往出现显著的充血性心力衰竭表现。

3.模型特点及应用

（1）后负荷过重模型：对于研究心肌肥厚演变为心力衰竭时心肌力学特性、病理改变或亚细胞水平结构变化很有价值，用于评价药物价值受到限制，因为血液动力学改变首先取决于机械因素。

（2）前负荷过重模型：导致心肌肥大较易发展为类似临床所见的高心排血量心力衰竭，其实验方法也较为简便。因此，该模型适合于研究肥大心肌的功能特征，尤其适用于心力衰竭时体内电解质和激素的改变用于抗心力衰竭药物疗效的评价有限。

（3）自发性模型：适合于研究衰竭心肌生化代谢、电和收缩性能以及超微结构的改变，尤其适合心肌病发生机制和预防性治疗的研究。