苦参碱对低钙诱发豚鼠心律失常的电生理影响*

王雪芳，刘艳明

心律失常是心血管领域常见的多发病。低钙血症是导致心肌细胞电生理异常所引发特发性心律失常的常见原因之一。虽然随着射频消融以及起搏器植入研究和技术的不断进步，对流出道所引发的抗心律失常领域的治疗策略得到更大的拓展和优化，但是传统的药物治疗仍然是抗心律失常治疗的主导和基石。中药苦参是豆科槐属植物苦参的干燥根，性寒、味苦，入心、脾、肾三经，史载于我国最早的药学文献《神农本草经》，谓其“主心腹积气，徵瘕积聚”，能“安五脏，定志益精”。《本草经百种录》称“此以味治也，苦入心，寒除火，故苦参专治心经之火”。随着分离提取技术的进步，已发现其主要成分为苦参碱。多种资料表明，该中药对多种原因导致的心律失常均有良好的防治效果［1～3］，但对其作用机制的研究鲜有报道。本实验应用常规的玻璃微电极细胞内记录技术，观察苦参的主要有效成分苦参碱对低钙诱发豚鼠左心室流出道心律失常的电生理作用，对进一步利用中药优势，挖掘中药潜力具有非常重要的临床意义和实用价值，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 动物

选用0.25kg～0.5kg豚鼠，雌雄不拘，中国人民解放军医学实验动物繁育中心提供。

1.2 药品和试剂

K-H液试剂均为国产分析纯。实验药物苦参碱购于北京双鹭药业股份有限公司(批准文号国药准字H20030734)。

1.3 主要仪器

电刺激器(SEM-7203，日本光电);微电极放大器(MEZ-8300，日本光电);隔离器(SS-202J，日本光电);多导生理记录仪(RM-6000，日本光电);RM-6240C型多道生理信号采集处理系统(成都仪器厂);Langendorff离体心脏灌流装置(LGF-1B成都仪器厂);记忆示波器(VC-11，日本光电)。

1.4 溶液

O2饱和改良 K-H液，离子成分为(g/L):NaCl 69，KCl 3.5，CaCl22.8，MgCl21.4，NaHCO321，KH2PO 4 1.6，Glucose 1.4。取10倍浓度的 NaCl母液及 KCl、CaCl2、MgCl2、NaHCO3、KH2PO4混合母液各100ml，加蒸馏水定容至1000ml混匀，以NaOH调节PH值至7.2～7.4，然后加入Glucose 1.4g。配制好的营养液(NaCl 0.118mol/L，KCl 0.47 ×10－2mol/L，CaCl20.25 × 10－2mol/L，MgCl20.12 × 10－2mol/L，NaHCO30.18 × 10－2mol/L，KH2PO40.12 ×10－2mol/L，葡萄糖 0.8 ×10－2mol/L，pH 7.2 ～7.4)当天使用。

1.5 标本制备

将豚鼠击颅致昏后迅速开胸取出心脏，经冠状动脉冲洗后，从主动脉瓣的左瓣与后瓣之间剪开主动脉壁，并向下将心室剪开，各瓣膜要保留完整，并以此为宽度，向下切取长约4mm的心肌组织(含左心室流出道组织)，去除多余脂肪制成实验标本。制好的标本用不锈钢针固定于灌流槽内的硅橡胶上，不可过分牵拉标本，用K-H液以10ml/min进行恒速灌流，灌流液中充以纯氧，温度维持在36℃ ±0.5℃。标本在灌流液中稳定20min后开始实验。

1.6 过程与分组

玻璃微电极充以3mol/L KCL电极液后直流电阻为10～20Ω。使用刺激器引导出细胞的动作电位，使微电极稳定于左心室流出道同一细胞内，记录其动作电位图形。如能记录到自发电位，则不再进行电刺激;若记录不到自发电活动，则将刺激电极置于远离瓣膜一端的心肌组织上，给予波宽2ms、主周期300-500ms、2倍于阈强度的方波刺激，刺激时间由数秒至数分不等，直至诱发出稳定的自发节律，停止电刺激，自发节律稳定后开始实验。由玻璃微电极引导出的动作电位，经MEZ-8300微电极放大器放大后，一路输至VC-11记忆示波器进行观察，另一路经RM-6240C型多道生理信号采集处理系统输入计算机，实时记录分析动作电位的各项参数指标。实验分为3组。正常对照组用O2饱和的改良K-H液恒温、恒速灌流，稳定后记录20min后各项参数;低钙血症组加入低钙灌流液(NaCl 0.118mol/L，KCl 0.47 ×10－2mol/L，CaCl20.125 ×10－2mol/L，MgCl20.12 × 10－2mol/L，NaHCO30.18 × 10－2mol/L，KH2PO40.12×10－2mol/L葡萄糖0.8×10－2mol/L，pH 7.2 ～7.4)灌流，观察记录 5min、10min、20min 时各项参数;低钙血症 +苦参碱组，在低钙灌流液50ml中加入苦参碱 5ml(50μmol/l)，观察并记录20min时各项参数。

1.7 观测指标

最大舒张电位(maximal diastolic potential，MDP)，动作电位 0相幅值(amplitude of action potential，APA)，4相自动去极速度(maximal rate of depolarization，Vmax)，舒张期除极速率(velocity of diastolic depolarization，VDD)，复极50%和90%时间(50%and 90%of duration of action potential，APD50and APD90)，自发放电频率(rate of pacemaker firing，RPF)。

1.8 统计学处理

应用Excel统计软件进行，动作电位各观察数据均用珋x±s表示，低钙血症组和对照组相比;苦参碱和低钙血症组相比，各项指标采用自身配对t检验。

2 结果

表1 低钙对豚鼠左心室流出道自律细胞的影响(珋x±s，n=8)

表2 苦参碱对低钙致豚鼠左心室流出道自律细胞的影响(珋x±s，n=8)

3 讨论

近年来发现，临床上难以治疗的由电解质紊乱引起的室颤、早搏、心动过速等心律失常常与心室流出道的结构、形态和功能异常有关。目前，对心室流出道的生理学特性也越来越被人们所重视。我室前期对左心室流出道慢反应自律细胞离子流的实验分析表明:在起搏电流中，If电流起一定作用;细胞0相主要去极离子流为Ca2+内流，以及少量Na+内流参与;复极过程主要由 K+离子外流引起;4相自动除极化主要由K+外流的进行性衰减形成以及ICa－L和 ICa－T的参与来完成，以 ICa－L离子通道参 与为主［4、5］。另外，左心室流出道组织动作电位形态呈多样性，即具有一定的电生理异质性。心肌细胞电生理异质性受多种病理生理因素如电解质代谢平衡紊乱、酸中毒、缺血缺氧以及药物等因素的影响，容易出现传导异常和折返，尤其是折返性期前收缩和心动过速等心律失常［6］。临床上，电解质紊乱如低钾血症、低钙血症等是威胁心脏正常功能并引起多种心律失常的重要因素之一。本实验研究发现，低钙灌流液影响了豚鼠左心室流出道慢反应自律细胞的正常功能，在实验过程中出现了阵发性心律失常表现。从细胞角度而言，心律失常是动作电位的失常，而从分子角度来说心律失常则是离子流的失常和/或离子通道活性的失常。实验证实，低钙血症是由于细胞外液钙离子浓度降低，对Na+内流的膜屏障作用减小，才导致心肌的兴奋性、传导性升高的［7］。在一些因素如药物、自主神经、体液因素发生变化时导致血中钙离子浓度下降，会诱发心室流出道的机械牵张性发生改变而触发局灶性电活动，使其自律性发生改变，诱发心律失常。从离子通道活性的失常角度来看，低钙增强了左心室流出道慢反应自律细胞If和 ICa－L离子流，加快4期自动去极化速率，使自动兴奋的频率增加，自发放电频率加快［8］。同时动物实验和临床观察发现，苦参碱可通过作用于钙离子通道使外钙内流，外钙内流可延长有效不应期，对消除折返激动引起的心律失常可能会有一定的疗效，主要表现为降低心肌细胞的兴奋性，降低异位节律的发生率［9］。我室前期研究发现，在慢反应自律细胞，细胞的兴奋性取决于 L型Ca2+通道的功能状态，有效不应期与钙、钾离子电流有关。本实验结果表明，苦参碱明显延缓了低钙灌流液所导致的左心室流出道心肌细胞APD50、APD90的加快;并使APA、Vmax缩短，RPF逐渐变慢，自发放电频率基本恢复正常，说明其拮抗了低钙所导致的左心室流出道慢反应自律细胞心律失常的发生。由此可以推测，苦参碱是通过作用于左心室流出道慢反应自律细胞的ICa－L，影响了细胞复极化过程中的Ca2+内流，使得4期自动去极化速率减慢，自发放电频率减慢来实现其作用的。本实验的目的是研究苦参碱的抗低钙致心室流出道心律失常的作用机制，观察苦参碱对低钙诱发豚鼠心律失常的电生理影响。结果表明，用苦参碱灌流离体豚鼠左心室流出道慢反应自律细胞可以降低由低钙导致的自发放电频率的升高，可使慢反应自律细胞的兴奋性降低。通过本实验我们也可以观察到，苦参碱使左心室流出道慢反应自律细胞的电生理发生明显改变，提示苦参碱对治疗低钙导致的左心室流出道慢反应自律细胞的异常电生理所致的心律失常有一定的疗效，同时本实验也可以为苦参碱临床心律失常用药及其中药学研究打下基础。

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