| 摘要: 目的 探讨大鼠急性心肌缺血时交感神经刺激预处理对室性心律失常的影响及其线粒体三磷酸腺苷敏感性钾通道(mitoKATP)在其中的作用。 方法 结扎大鼠冠状动脉前降支制备急性心肌缺血模型后随机分组作为心肌缺血组(n=15, MI)、交感神经刺激预处理+缺血组(n=15, MI-pSNS)、交感神经刺激预处理+酚妥拉明+缺血组(n=12,MI-pSNS-Phen)、交感神经刺激预处理+5-羟基奎酸+缺血组(n=12,MI-pSNS-5-HD)。心电图监测室性心律失常的发生。结果 结扎冠状动脉30min内,MI-pSNS-Phen和MI-pSNS-5-HD组各有1只大鼠死于室颤;MI-pSNS组室速/室颤发生率(20.0%,3/15)较MI组(66.7%,10/15)显著降低(p<0.05);酚妥拉明(75.0%,9/12)和5-羟基奎酸(66.7%,8/12)均明显阻断了交感神经刺激预处理的抗心律失常作用(p<0.05)。 结论 交感神经刺激预处理能够抑制缺血性室性心律失常的发生,其机制可能与通过激活α肾上腺素受体进而激活mitoKATP有关。
关键词:交感神经;预处理;线粒体三磷酸腺苷敏感性钾通道;心律失常;心肌缺血
现有的研究表明恶性室性心律失常是冠心病致死的主要原因,预防恶性室性心律失常的发生则成为提高急性心肌缺血或梗死后生存率的重要途径[1-3]。另外,研究发现缺血前外源性灌注去甲肾上腺素和使用拟交感类物质促内源性释放的去甲肾上腺素预处理均具有抗缺血性室性心律失常的作用[4-5]。最近研究发现交感神经预处理具有抗缺血性室性心律失常的作用[6],然而其机制仍然不明确。本研究探讨交感神经刺激预处理对缺血性室性心律失常的影响及其线粒体三磷酸腺苷敏感性钾通道(mitoKATP)在其中的作用。
材料和方法
1. 模型的建立及分组
雄性SD大鼠,体重250-300g,用20%乌拉坦(6mL/kg)腹腔麻醉大鼠,后背位固定,气管插管连接动物呼吸机,频率70次/min,潮气量3~4mL/100g,连接心电图机,持续记录心电图变化。紧靠胸骨正中于左侧第2-3肋间打开胸腔,暴露心脏,剪开心包膜,于左心耳与肺动脉圆锥之间,用穿有5-0缝合线的3/8弯针钩绕并结扎左冠状动脉前降支,造成心肌缺血,以心电图I、II、avL导联ST段抬高0.2 mV作为手术成功标志。假手术组仅穿线不结扎。监测结扎30min内的室速的发生(室速定义为10个或10个以上连续心动周期<100ms的室性期前收缩)。
大鼠随机分为5组:缺血组(n=15, MI)、交感神经刺激预处理+缺血组(n=15, MI-pSNS)、交感神经刺激预处理+酚妥拉明(0.25mg/kg)+缺血组 (n=12, MI-pSNS-Phen)和交感神经刺激预处理 + 5-羟基奎酸(10 mg/kg)+ 缺血组(n=12, MI-pSNS-5-HD)。酚妥拉明(α-肾上腺素受体抑制剂)和5-羟基奎酸(mitoKATP抑制剂)均冠状动脉结扎前5 min左右颈静脉注射。
2.交感神经刺激
方法如我们以前的报道[6]:分离并离断双侧颈部迷走神经和交感神经,用双极银钩状电极钩住左侧颈下神经节近心端(避免与颈部组织接触),冠脉结扎前给予脉宽2ms,频率5Hz的电刺激,刺激电压为2-6V,左心室收缩末压(左侧颈总动脉插管检测动脉压)上升为基础血压10% (约11 mmHg左右,1mmHg=0.133kPa)以上作为刺激有效的标准。刺激一直持续30min,5min后待血压心率稳定后结扎冠脉前降支;为了防止干燥和绝缘,电极钩住交感神经后,将电极和交感神经涂上液体石蜡。
3. 梗死面积测定
采用TTC染色法,去除心房和右心室,将缺血组左心室稍冰冻后,沿左心室长轴将心室水平切为间隔0.3 cm的心肌环, 置于1 %氯化三苯基四氮唑(TTC)的磷酸缓冲液(pH 8.5) 染色30 min,正常组织被染成红棕色,梗死区未着色。以梗死心肌占全左心室心肌的重量百分比作为梗死范围。
4.统计学处理
计量资料以均数±标准差表示,计数资料以率表示,用X2检验或四格表精确概率法分析室速发生率,多组间比较采用方差分析。所有数据均输入SPSS 13.0软件包。以P<0.05 为差异有统计学意义。
结 果
1.室速和室颤发生率
结扎冠状动脉30min内,MI-pSNS-Phen和MI-pSNS-5-HD组各有1只大鼠死于室颤;MI-pSNS组室速/室颤发生率(20.0%,3/15)较MI组(66.7%,10/15)显著降低(p<0.05);酚妥拉明(75.0%,9/12)和5-羟基奎酸(66.7%,8/12)均明显阻断了交感神经刺激预处理的抗心律失常作用(p<0.05)。
2.梗死面积的评估
如表1所示,冠脉结扎30min后,MI-pSNS组(9.7±1.8)%梗死面积较MI组缺血面积(17.8±2.9)%明显减少(p<0.05);而酚妥拉明和5-羟基奎酸均明显阻断了交感神经刺激预处理的抗心肌梗死的效应(p<0.05)。
讨 论
本实验通过观察大鼠急性心肌缺血时交感神经刺激预处理对室性心律失常的影响,发现其在缺血时具有明显的抗室性心律失常的作用,并且发现酚妥拉明(α-肾上腺素受体抑制剂)和5-羟基奎酸(mitoKATP抑制剂)均能剥夺其抗缺血性室性心律失常的效应;因此,推测交感神经刺激预处理对室性心律失常的影响可能与其通过α-肾上腺素受体调节了mitoKATP的活性有关。
本研究发现,交感神经刺激预处理具有抗缺血性室性心律失常作用。Vegh等[5]研究表明:外源性灌注去甲肾上腺素和使用拟交感类物质促内源性释放去甲肾上腺素亦具有抗缺血性室性心律失常的作用,这种交感神经的保护作用主要与α-肾上腺素受体的激活有关,本研究发现α-肾上腺素受体阻滞剂能够明显阻断交感神经刺激预处理抗缺血性室性心律失常的作用;因此推测交感神经刺激预处理的抗心律失常作用同样可能是通过激活α-肾上腺素受体来完成的:交感神经激活后释放大量去甲肾上腺素[2],导致突触前膜α-肾上腺素受体激活,可以反馈抑制内源性去甲肾上腺素的释放,使乙酰胆碱含量相对增多,是进一步蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)激活的主要途径[7],而PKC的激活能够激活mitoKATP[8];近来研究显示mitoKATP的激活在抗缺血性室性心律失常中起着重要的作用[9,10]。如上所述,交感神经刺激预处理可能主要是通过α-肾上腺素受体激活PKC进而促进mitoKATP激活,在一定程度上抑制了缺血导致的电生理不稳定性,从而抑制缺血性室性心律失常的发生。
此外在研究中还观察到交感神经刺激预处理能够明显抑制缺血后心肌梗死面积,而梗死面积大小与缺血性室性心律失常的发生和室颤阈值明显相关[10],提示交感神经刺激预处理的抗缺血性室性心律失常的效应可能与其通过激活α-肾上腺素受体和mitoKATP的活性进而改善了梗死面积大小的有关。
参考文献
1. Zipes DP, Wellens HJJ. Sudden cardiac death.Circulation, 1998, 98:2334-2351.
2. Du XJ, Cox HS, Dart AM, et al. Sympathetic activation triggers ventricular arrhythmias in rat heart with chronic infarction and failure. Cardiovasc Res,1999,43:919-929.
3. 胡笑容,江洪,温华知,等.交感神经刺激对大鼠急性心肌缺血时连接蛋白43和室性心律失常的影响.中华医学杂志,2008,88
表1.大鼠各组心梗面积的测定( ±s,n=6)
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组别 心梗面积(%) |
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MI组 17.8±2.9
MI-pSNS组 9.7±1.8#
MI-pSNS-Phen组 18.3±3.0
MI-pSNS-5-HD组 17.6±2.5 |
#P<0.05,与成年MI组相比
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