心肌梗死后室性心律失常发生机制的新进展
2012-01-24刘爱波吴新华
刘爱波 吴新华*
(大理学院附属医院,云南 大理 671000)
室性心律失常(VA)是心肌梗死(MI)后的严重并发症,常可导致血流动力学紊乱,甚至引起心脏性猝死,积极治疗VA对患者的预后有重要意义。目前临床现有的4大类抗心律失常药物,对VA的治疗效果并不十分理想,而新药的研究开发进展缓慢,其原因是人们对VA发生机制的认识仍有限,揭示VA的深层机制、寻找新的作用靶点,是研究开发抗心律失常药物的关键点。近年来关于VA发生机制的研究,取得了很大的进展,电重构、神经重构、细胞因子和基因表达,都对MI后VA的发生有着重要的作用,本文对MI后VA发生机制的新进展做一个综述。
1 电重构
心律失常的发生通常是由心脏电活动的异常造成的。心脏的电活动是由离子通道和膜蛋白控制的。MI后心肌细胞缺血缺氧,可导致心肌细胞膜上离子通道的活动异常,从而形成电重构,引起心律失常的发生。Danik等[1]利用基因工程小鼠研究发现:条件性敲除小鼠缝隙连接蛋白43(Cx43)基因后,其Cx43表达下降到能使其传导速度减慢为对照组的50%时,才能增加其诱导产生VA的易感性,反之(未到对照组的50%)则不能诱导产生VA。该研究提示了Cx43表达下降的程度,对诱导VA的发生具有重要的影响。因此,MI后心肌细胞之间Cx43分布的改变,引起的心室电重构,是导致MI后出现VA的原因之一。
2 神经重构
Cao等(2000年)研究发现,MI后可以导致梗死区交感神经出现再分布和超分布的现象,称为“交感神经重构”。并且,还发现MI后心肌梗死区及其周围神经纤维迅速消失,4天出现再生,3个月内神经再生最明显。有研究表明[2],在小鼠的MI模型中,研究了交感神经生长的空间分布情况,以及随时间的变化情况,AIM后3个小时内生长相关蛋白-43(GAP43,为神经萌芽的标志)阳性神经纤维密度开始增加,1周左右神经生长最明显,2个月后开始下降。GAP43阳性神经纤维分布,在心脏中是不均匀的,正常对照小鼠的心外膜比心内膜有更多的GAP43阳性神经纤维,而且MI后诱导的神经生长,在心外膜中更加明显,梗死周边区的GAP43阳性神经纤维也比梗死边远区更多。此外,酪氨酸羟化酶(TH,为交感神经的标志)阳性神经纤维密度也增高,与GAP43阳性神经纤维分布基本一致。因此,可以说明MI后存在交感神经重构的现象。目前已证实,β受体阻滞剂能够改善心脏交感神经重构,减少VA的发生。综上所述,MI后存在交感神经重构,而神经重构促进VA的发生。
3 细胞因子
AMI是急性炎症过程,C反应蛋白(CRP)是一项反映机体炎症反应的敏感指标,而炎症反应可能是诱发心律失常的原因。CRP可活化单核细胞和粒细胞的CRP受体,通过直接(浸润、聚集)或者间接作用产生肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、内皮素(ET)等细胞因子。
3.1 ET
由病变心肌所释放,可介导心肌缺血性损害及心律失常发生的病理过程。Horkay F等(2000年)研究发现,ET有致心律失常性,第一个内皮素受体拮抗剂bosentan,可阻断ET受体以对抗心律失常,在猫及大鼠结扎冠状动脉前降支模型中,反义寡核苷酸及内皮素拮抗剂BQ610,可以剂量依赖性抑制室性心动过速(VT)及心室颤动(VF)。AIM后ET增多,可发生VA,ETA拮抗剂BQ123,可以抑制心梗后,24h内的VT/VF发生,并降低梗死心脏各位点间的复极差异[3]。
3.2 (TNF-α)
是人体主要的致炎性细胞因子,它主要由巨噬细胞分泌,心肌组织自身也能表达一定量的TNF-α,尤其在心肌缺血后表达增加。1999年,Fernan-Cobo等研究发现心脏Cx43的表达受炎症因子调控,TNF-a通过下调Cx43基因启动子的活性,而引起Cx43的表达减少。MI后常出现严重的VA,研究[4]发现,AIM患者血浆TNF-α水平与VA发生呈正相关,在MI早期心肌组织中,能检测到TNF-α的表达,并验证了TNF-α 能引起体外大鼠心脏VA的发生。TNF拮抗剂可特异性地与TNF-α结合,阻断其与细胞表面的TNF-R相结合,从而减少或抑制TNF-α发挥生物学效应。有研究[5]发现,TNF拮抗剂能明显降低大鼠,AIM后VA的发生。近期有研究进一步表明,大鼠AIM时,心肌表达的TNF-a能促进VA的发生[6]。
4 基因表达
4.1 microRNA (miRNA)
是调节基因表达的关键因子。动物实验证明,miRNA-1(miR-1)和miRNA-133 (miR-133) 在心肌组织表达量最为丰富,能够调节心肌的增殖和分化,miR-1的表达增加或者miR-133的表达减少能促使细胞凋亡,反之,促进细胞的生长,并且影响心肌细胞的传导[7],故与各种心律失常的发生关系密切。研究发现,MI后在梗死组织发现miR-1的表达增高,容易导致心律失常的发生[8]。
4.2 Yang等[9]发现,冠心病患者miR-l表达水平比正常人高2.8倍。应用大鼠实验性心肌缺血模型,12h后缺血区miR-1表达量,比正常对照组高2.6倍,而非缺血区却没有变化,在正常大鼠心脏中,过度表达miR-l,可以增高心律失常的发生率。因此,miR-1有望成为调控心律失常的新靶点,应用在体转染技术,将miR-1特异性反义寡聚(脱氧) 核苷酸(AMO-1)导入缺血心肌时,能逆转miR-1的抑制作用,增加GJA1和KCNJ2的表达,从而减少心律失常的发生[9]。由此可知,miR-1在MI后心肌中表达增高,与VA的发生可能有关。
5 总结与展望
MI后VA的发生是多种结构共同参与的结果,但电重构是VA发生和维持的基础,而神经重构、细胞因子和基因表达的改变,能够促使VA的发生。明确VA的发生机制,能够给VA的治疗提供方向,能够给抗室性心律失常药物的开发提供切入点。尤其近年来,在miRNA 的发现,为心律失常发生的分子机制,提出了一个新的观点,可以通过调节miRNA的表达,来治疗多种心肌疾病,为心律失常的治疗靶点,打开了新的窗口,将为开发新的抗心律失常药物提供切入点。
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