清醒状态昆明小鼠随日龄变化的心电图分析

张玲，张彦，段明军，于付生，侯月梅

(新疆医科大学第一附属医院心脏中心，乌鲁木齐 830054)

研究报告

清醒状态昆明小鼠随日龄变化的心电图分析

张玲，张彦，段明军，于付生，侯月梅

(新疆医科大学第一附属医院心脏中心，乌鲁木齐 830054)

目的研究不同日龄小鼠心电图变化规律，进行初步分析，为小鼠正常及疾病状态下心功能研究提供参考。方法采用标准双极肢体导联(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)和加压肢体导联(aVR，aVL，aVF)，对非麻醉状态的309只不同日龄昆明小鼠行心电图分析。结果记录正常昆明小鼠的心电图参数及形态。心律为窦性心律，平均心率(428.96±93.62)(254～789)次/min。平均RR间期在小鼠1、7、14日龄到成年，从1日龄的(138.89±3.85)ms降到7日龄的(116.75±5.48)ms，14日龄的(109.22±5.06)ms。在14、21、28、35、＞60日龄小鼠心电图RR间期与1日龄相比均有统计学差异(14、21、28、35日龄、成年小鼠R－R间期差异无统计学意义)。平均PR，QRS，QT，JT间期随着小鼠日龄的增长呈进行性缩短。平均Q－T间期从(46.66±3.56)ms(1日龄)减少到(40.40±3.46)ms(7日龄)，(28.22±1.92)ms(14日龄)。14、21、28、35日龄，成年小鼠和1日龄相比差异均有统计学意义(14、21、28、35日龄、成年小鼠Q－T间期差异无统计学意义)。1日龄小鼠的J－S－T段抬高明显，14日龄明显降低，35日龄接近基线甚至消失，类似成年小鼠心电图。结论昆明小鼠随日龄的心电图变化可为评价小鼠心脏的发育及药物干预对心电信号的影响提供一定的参考。

心电图;昆明小鼠;日龄

小鼠在生物学、医学、化工、畜牧兽医等学科的研究中都有非常重要的作用。尤其在生命科学研究中其应用范围遍及各个领域。昆明小鼠随日龄变化的心电图正常值指标国内外未见报道。本实验旨在研究正常昆明小鼠随日龄心电图变化规律，并进行初步分析，对研究小鼠的疾病模型及其他研究提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 实验动物

清洁级1、3、7、14、21、35、＞60日龄昆明小鼠共309只，雌雄不拘，新疆医科大学实验动物科学部提供［SCXK(新)2003－0001］。此实验方案已通过新疆医科大学伦理委员会审核。

1.2 电生理仪

采用lead 2000锦江电生理仪，频响范围0.05～30 Hz，采样频率3960 Hz，16 bit/通道。屏速为250～400 mm/s［1］，增益为50～100 mV/cm。自制银针电极。

1.3 正常小鼠分组

按小鼠鼠龄将其分为1日龄(35只)，3日龄(30只)，7日龄(30只)，14日龄(29只)，21日龄(22只)，28日龄(75只)，35日龄(68只)，成年小鼠(＞65日龄)20只。

1.4 小鼠心电图记录

小鼠白天活动较少，我们选择白天洁净，室内温度恒定(25℃)，安静的实验室。lead 2000锦江电生理仪预热30 m in，待基线平稳，将小鼠称重，分组编号。将未给过镇静剂、意识清醒的35、＞60日龄的小鼠置于小鼠保定器中，使小鼠前后肢从固定器两侧孔伸出，用绝缘性胶布固定后缠绕于底座的四柱上，将银针电极插于小鼠四肢皮下。14、21、28日龄小鼠置于自制的塑料管中，四肢伸出，胶布固定于台上，银针电极插于小鼠四肢皮下。1、3、7日龄的小鼠很小，不易固定，毛尚未长全，用胶布将小鼠固定于台上。待小鼠安静5～10 m in后，通过lead 2000锦江电生理仪，记录小鼠同步标准肢体六导心电图。并分析心率(HR)，P－R间期(PR)，Q－T间期(QT)和QRS时限，JT间期，QTc，JTc，QRS振幅。所得数据为连续5个P－QRS－T波群的平均值［1］(图1，彩插4)。

1.5 正常小鼠心电图测量与分析

1.5.1 走纸速度和增益:小鼠的心率快，电压低，故经过多次摸索，笔者使用纸速250～400 mm/s，增益50～100 mV/cm。采样频率3960 Hz。

1.5.2 心率和RR间期测量:取心电基线较稳定的5个心动周期，测量R－R间期，求均值。按公式计算心率=60 000 ms/RR(ms)。

1.5.3 P波时限及P－R间期测量:所有心电图P波在Ⅱ导联直立，aVR导联倒置，为窦性心律，P波在Ⅱ导联最明显，故选择Ⅱ导联测量，取5个心动周期测量PR间期取均值。PR为P波起点至QRS波起始的交点。

1.5.4 QT间期:取P波结束和QRS波开始的点为等电点。T波的终点定义为复极过程回复到基线的点［2，3］。QT间期为QRS波起点至T波终点。

1.5.5 JT间期:小鼠心电图有明显的J波，JT间期为J波起点至T波终点。

2 结果

2.1 各鼠龄组小鼠心律和心率分析

各鼠龄组小鼠的心律均为窦性心律，常可见窦性心律不齐。部分随呼吸变化。当心率达到450次/分以上则需增大屏速为400次/分方可看清心律。所有小鼠的平均心率为(428.96±93.62)(254～789)次/分，和转基因小鼠结果相似［4］。

2.2 小鼠ECG的间期和波形变化规律见表1。

本研究7，14，21，28，35日龄小鼠RR，PR，QRS，QT，JT间期均较1日龄组减低(见图2)。QRS振幅随日龄增加呈增高趋势(见图3)与FBS小鼠结果相似［5］。可能由于小鼠的Ito和IK1随年龄变化，导致心脏动作电位时程的改变［5，6］。IKr是胎鼠心室肌的主要的复极电流，但在生后早期表达改变，到发育成年就消失了。Ito是成年小鼠心室肌主要复极钾电流［5］。出生18d的小鼠的心室肌的以Ikr作为主要的复极电流［8］。

为了评估P－R和QT间期的逐渐缩短是否主要由于新生小鼠平均心率较慢引起的，我们比较了两组基础心率相似的新生小鼠和成年小鼠的心电图，如图所示(见图4)为出生后1 d的小鼠和成年小鼠在基础心率相似条件下的心电图，PR间期和QT间期在出生1 d的小鼠比成年小鼠长。同时，其先前描述新生小鼠和成年小鼠的心电图的形态学改变依然存在。说明QT间期的改变确实存在，并且是独立于心率的。这个现象同时可用QTc来进一步验证。

表1 正常小鼠心电图各间期在不同日龄的比较(±s)Tab.1 Comparison of ECG intervals in mice on different postnatal days(±s)

表1 正常小鼠心电图各间期在不同日龄的比较(±s)Tab.1 Comparison of ECG intervals in mice on different postnatal days(±s)

注:**1、3、7、14、21、28、35、＞60和1 d比较在P＜0.01水平有统计学差异Note:**P＜0.01，day 3，7，14，21，28，35，＞60 vs.day 1.

出生日期(天)RR(ms)PR(ms)QRS(ms)QRS(mv)QT(ms)JT(ms) 1 138.89±3.85 34.29±1.45 41.2±1.44 0.16±0.02 87.86±3.34 46.66±3.56 3 122.09±1.92 34.87±1.39 39.01±0.82 0.26±0.01 65.96±1.42 26.96±1.55 7 116.75±5.48 28.20±1.13 52.67±1.89 0.53±0.03 93.07±3.81 40.4±3.46 14 109.22±5.06 20.26±1.03 46.70±1.02 0.45±0.04 74.93±1.54 28.22±1.91 21 108.09±3.08 20.00±0.73 44.68±0.78 0.48±0.04 75.78±1.47 28.18±1.65 28 104.29±3.33 18.99±0.41 45.17±0.43 0.35±0.01 74.12±0.93 28.95±1.02 35 98.91±4.12 18.26±0.53 42.49±0.44 0.33±0.01 73.26±1.11 30.78±1.07＞60 94.18±3.42**18.17±0.40**40.35±0.58**0.28±0.01**70.42±0.96**25.76±1.04**

图2 小鼠出生不同天数ECG各间期比较Fig.2 Comparison of the RR，PR，QRS，QT，JT in the ECG of different aged mice

图3 小鼠出生不同天数ECG振幅比较Fig.3 Comparison of the ECG amplitude in different aged mice

图4 出生1 d的小鼠和成年小鼠相似心率下PR和QT比较Fig.4 ECGs obtained from the day 1 neonatal and adult m ice recorded at similar heart rates

2.2.1 心律:窦性心律，平均心率为(428.96± 93.62)(254～789)次/分。

2.2.2 P波:所有小鼠心电图P波形态为Ⅱ导联向上，avR导联向下，波形分界清晰，P波起止点清晰，且各导联均清晰可见。无明显的PR段。

2.2.3 QRS波形:所有心电图各导联的波形相似，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，aVF，avL主波向上，avR主波向下，在1月龄之前的小鼠均无明显S波，QRS除极不完全，在QRS波的R波降支即出现有J波，后接以波幅较小的负向波即T波，avL在所有心电图均出现波形低平或振幅很小，上下相等波形。QTm in及QTd计算的误差很大，故未行测量。1月龄之后部分小鼠出现有S波，早期复极现象消失(见图4)。

2.2.4 ST段和T波:无明显的ST段，在QRS下降支即出现1个小T波，表现为类似除极不完全。

2.2.5 QT和JT间期的变化规律:可见小鼠心电图明显的年龄相关性的改变，整个J－ST－T复合波时限随发育逐渐缩短，14日龄小鼠ST－T抬高的平台部分明显较1日龄降低，接近等电位线。和Li等［8］研究FBS小鼠的结果一致(见图5)。

QT间期的测量采用Bazett＇s公式心率校正的QT和JT间期可能不太合适，因为可能这些公式并不完全适用于快速心率者［10，11］。并不能适用于小鼠的快速复极的特征［1］。故本次研究未予以分析。

2.3 14～35 d雄性/雌性小鼠的随日龄变化的心电图间期见表2。

图5 小鼠随日龄变化的ECGFig.5 The age－dependent changes of the ECG in mice

表2 雄性/雌性小鼠的ECG参数比较(±s)Tab.2 The comparison of ECG interval in different gender mice(±s)

表2 雄性/雌性小鼠的ECG参数比较(±s)Tab.2 The comparison of ECG interval in different gender mice(±s)

注:**表示两组比较在P＜0.01水平有统计学差异Note:**P＜0.01，vs.male mice*说明:因小鼠到了14 d左右才基本可以清楚辨认性别，故只做了2周及以上的性别差异心电图参数比较

性别体重(g)HR(次/分)PR(ms)QRS(ms)QRS(mV)QT(ms)JT(ms)雄性(n=95)18.14±6.89 421.73±86.29 19.06±4.30 44.67±4.05 0.38±0.11 74.17±8.18 29.50±8.46雌性(n=109)19.40±8.33 399.50±101.35 18.98±3.85 44.01±4.45 0.33±0.14**73.45±8.36 20.09±9.90

2.4 14～35 d小鼠的随日龄变化的体重变化规律见表3。

从表3可看出，小鼠体重随日龄增长雄鼠比雌鼠增长快。

表3 雄性/雌性小鼠不同天数的体重比较(±s)Tab.3 Comparison of the body weight of male and female mice(±s)

表3 雄性/雌性小鼠不同天数的体重比较(±s)Tab.3 Comparison of the body weight of male and female mice(±s)

*表示两组比较在P＜0.05水平有统计学差异，**表示两组比较在P＜0.01水平有统计学差异Note:*P＜0.05，**P＜0.01，vs.male mice*说明:因小鼠到了14 d左右才基本可以辨认性别，故只做了14 d到35 d的性别差异心电图参数比较

14 d 21 d 28 d 35 d小鼠体重(g)6.98±6.63 12.01±0.76 17.70±2.55 27.16±4.60雄性(n=79)7.13±0.10 12.20±0.22 18.30±0.40 28.78±0.78雌性(n=97)6.76±0.16*11.76±0.21 17.02±0.40*25.27±0.65**

2.5 心电图记录麻醉的影响

图6 乙醚引起的房室分离Fig.6 Atrioventricular dissociation caused by ether

目前小鼠使用的多种麻醉药品可使小鼠基础心率减慢［8］，不能反映基础心率，产生心律失常，麻药剂量不当容易引起死亡(见图6)。本实验对清醒状态的小鼠，采取自然俯卧体位，更能反映小鼠的真实心电图状态。可单人操作，简便易行。

3 讨论

3.1 心电图记录的影响因素

心电图受实验中导联位置，采样频率，高通和低通滤波，走纸速度，动物体位，采集心电信号的机器本身抗肌电干扰能力和麻醉药品等影响［11］，并受温度，氧气，电解质及外环境影响［12］。采样频率越高，则所采集到的心电信息数据量越大，越能反映其数据的真实性。高通和低通滤波如由于机器本身的性能或设置差异，可能会采集到太多干扰信号影响分析，或采集心电信号不足。小鼠相对人心率快而电压低，采用普通设置的心电图机，一般出厂设置为最大振幅20 mV，最大纸速为50 mm/s，则不能看清心电信息，对心电图各波形和间期的测量造成较大误差。温度越高，心率越快［9］。新生小鼠更容易受外界温度的影响。3 d以内的小鼠被毛尚未发育，在行心电图检查过程中需要保持环境温度及加热，空调调至25℃，保持小鼠肛温在38.5℃±5℃。采取清醒状态的小鼠自然俯卧体位，较能反映小鼠的真实心电图。走纸速度过快则波形非常接近，不易捕捉心电变化和信号。记录器每秒采集心电信号电压的点数即采样频率，采样频率越高，采样周期越短，误差越小，所采集的数据就能更精确地表达连续的心电波形的形态，心电信号是随时间连续变化的电压信号，采样频率足够高时，可由采样的数字信号准确无误地重复连续变化的心电信号。

3.2 小鼠的心率和R-R间期随日龄变化的规律

一般来说，动物的体重越轻、年龄越幼小者有心率越快的倾向，年龄越大心率越慢。但在本研究中，小鼠随着生长发育日龄的增加，RR间期进行性缩短，心率逐渐增快。Li等［8］也在FVB小鼠1 d，7 d，14 d和成年小鼠的心电图上观察到了这种现象。

3.3 小鼠心电图形态学变化的基础

小鼠幼鼠的心电图Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，avF均无明显的S波，呈qR型，avR呈rS型，avL波群振幅很小，很难分析最小P波时限和QT间期，及Pd，QTd。随着日龄的增加到35 d后Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，avF逐渐呈qRs型。所有小鼠幼鼠均无明显的ST段，QRS综合波之后紧接着1个快速、向上显著的正向波即J波，随后是1个较慢的、波幅很小的负向波即T波，除极波明显，复极波小而短，在QRS波群的降支出现，故使QRS波群无明显的S波。有明显的U波，呈双向。J波出现在心电图QRS波的R波降支部分，像1个R波或置于后部的“Δ”波，Antzelevitch通过对心室肌内膜、中层、外膜的动作电位的分析和电生理研究提出心室肌瞬时外向钾电流的分布离散是J波产生的基础。心外膜和M层心肌细胞复极过程中2相平台期消失，一部分心室肌2相复极提前，甚至消失，其细胞学基础是细胞内Ca2+浓度升高［13］。

小鼠目前已成为研究哺乳动物基因修饰以模仿和分析心血管疾病的非常珍贵的模型。体表心电图是获取人体或整体动物心脏去极化和复极化信息一种最为简便、易行的检测方法。本实验采取记录清醒状态下小鼠心电图，影响因素少，更接近自然状态，为临床心律失常指标的评价提供了第一手资料。

(本文图1见彩插4。)

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Variation of Electrocardiogram in Conscious Kunm ing M ice at Different Postnatal Days

ZHANG Ling，ZHANG Yan，DUAN Ming－jun，YU Fu－sheng，HOU Yue－mei
(Department of Cardiology，The First A ffiliated Hospital of Xinjiang Medical University，Urumqi 830054，China)

ObjectiveTo investigate the developmental changes in electrocardiogram(ECG)in conscious Kunming m ice at different postnatal days(days 1，3，7，14，21，28，35，＞60)，and provide useful reference for physiological and pathoelectrophysiological researches.M ethods ECGs were recorded in standard unipolar limb leads I，II，III and aVR，aVL，aVF with self－made silver electrodes in 309 concious Kunming mice with an electrophysiology apparutus(lead－2000)with 0.05～30 Hz frequency，250～400 mm/s paper speed and 50～100 mV gain.Results Developmental changes in ECG were assessed in conscious，unsedated mice(day 1，3，7，14，21，28，35，＞60).The heart rhythm was sinus rhythm and the mean heart rate was 428.96±93.62(254～789)beats/min.Mean sinus R－R interval decreased from 138.89±3.85 ms on day 1 to 116.75±5.48 ms on day 7，109.22±5.06 ms on day 14，and without statistically significant difference on day 14，21，28，35 and＞60 days.the data of all the 5 groups were different from that on day 1.In parallel，the mean P－R，QRS，QT，and JT interval were progressively decreased with development. Similarly，the mean Q－T interval was decreased from 46.7±3.6 ms on day 1 to 40.4±3.5 ms on day 7，28.2±2.0 ms on day 14 neonatal mice，and without significant difference on day 14，21，28，35 and＞60 day.(P＜0.001，all the 5 groups were significantly different from those on day 1).The J－S－T segment was elevated in day 1 neonatal mice，resolved by day 14 and disappeared on 35 day.ConlusionECG intervals and morphological changes during the normal postnatal development of mice may provide some useful background information for assessment of abnormal development in m ice andthe effect of drug intervention on electrocardiogram in mice.

Electrocardiogram;Kunming mice;days of age

Q95－33

A

1005－4847(2010)02－0113－05

2009－07－02

国家自然科学基金资助项目(编号:30760079)。

张玲(1982－)，女，在读博士，从事心律失常的诊断、治疗和机制研究。

侯月梅(1959－)，女，汉族，教授，博士生导师。E－mail:houyuemei@sina.com