高心率对大鼠离体心脏心输出量的影响*

余 愿，张 琳，余志斌△

（1.第四军医大学航空航天生理学教研室，陕西 西安710032；2.南昌大学医学院，江西南昌330088）

心率是机体内固有的调节心输出量的重要因素之一［1］。人体在运动时，通过增快心率可增加大约40%的心输出量［2］。心率可调节哺乳动物心肌的收缩性能，一般呈现两种调节类型：正性与负性力-频率关系（force-frequency relationship，FFR）。正性 FFR表现为随心率增快，心肌收缩力增加。负性FFR正好相反，随心率增加心肌收缩力降低；负性FFR又分为三种类型：I相、II相与全相负性 FFR［1］。在较低频率范围内引起的负性FFR为I相，在较高频率范围引起的负性FFR为II相。仓鼠或其他哺乳动物的心衰心肌在所有频率范围内均呈现负性FFR（全相）［3，4］。人类等大型哺乳动物心肌在 1至 4 Hz生理性心率范围内为正性FFR，大于4 Hz则呈现II相负性FFR［5］。啮齿类动物如大鼠心肌的FFR则呈现三种变化类型：0.5至1 Hz为I相负性FFR，1至3 Hz为正性 FFR，3至 5 Hz又呈现 II相负性 FFR［6，7］。大鼠在体平均心率约为450 beats／min，即7 Hz左右，正好位于II相负性FFR。因心输出量为心率与心室每搏量之积，较高的心率可能代偿心率增快引起的心肌收缩力降低，从而增加心输出量。虽然目前对心肌I与II相负性FFR的机制有所了解，但是，心率变化对大鼠整体心脏的影响机制可能不同。因此，在整体大鼠心脏水平，心率与心输出量的关系以及可能机制，尚待探讨。

本研究采用离体大鼠工作心脏模式，拟观测不同心率变化对整体心脏心输出量的影响，并探讨影响心输出量的可能机制。

质量管理和评价要有组织保证，落实到人。在我国医院一般是在护理部下设立质量督导科(组)或质量管理委员会。质量督导科(组)是常设机构，配备1～3名高年资护理人员;实行护理部一总护士长一科护士长3级质控组织和护理问题专家小组，实行护理会诊制度与护理病例讨论制度［13］;分项或分片(如大内科、大外科、专科、门急诊等)检查评价。并采用定期自查、互查互评或上级检查方式进行。院外评价经常由上级卫生行政部门组成，并联合各医院评价组织对医院工作进行评价，如JCI评审、等级医院评审等，其中护理评审组负责评审护理工作质量。

1 材料与方法

1.1 实验动物

健康雄性成年SD大鼠12只（购于第四军医大学动物中心），体重230～240 g，适应性饲养1周，室温控制在22℃，12 h光照，12 h黑暗循环。同一心脏采用两种刺激频率，进行前后比较观测。

1.2 大鼠离体工作心脏与收缩功能测量

大鼠腹腔注射肝素（100 IU／100 g bw），30min后腹腔注射戊巴比妥钠（40 mg／kg bw）麻醉，迅速开胸摘取心脏，剪除残余肺叶与脂肪组织。依照已建立的实验方法［8］，于1 min内将心脏悬挂于离体心脏灌流系统（Radnoti，USA）上，于 37℃在 60 mmHg恒压下行Langendorff模式灌流。观测心脏流出液量，此即为冠状动脉流出量（coronary flow，CF）。进一步修剪心脏上脂肪组织，用眼科弯镊探寻左心房附近的肺静脉入口，找到入口后，轻轻插入左心房灌流针头，再沿针头下方轻柔插入 Millar导管（SPR-671；Millar Instruments，Houston，USA），注意观察计算机波形，以确定Millar导管进入左心室内，结扎防止漏液。继续平衡灌流10 min，将心脏从Langendorff模式转换为工作心脏模式，前负荷维持于10 mmHg，后负荷仍为60 mmHg。确认CF与Langendorff模式下相近，表明左心房插管无漏液。心脏在固有心率（intrinsic heart rate）下平衡20 min后，选取心输出量大于30ml／min的6只大鼠心脏开展后续实验观测。采用电刺激器（Aurora Scientific Inc.，Canada，方波刺激，波宽5 ms，刺激电压20 V）刺激离体心脏。240 beats／min（4 Hz）刺激 5 min平衡后，改用 300 beats／min（5 Hz）刺激5min至平衡。在主动脉流出管道接一侧管，用压力传感器（SP844，MEMScAP，Skoppum，Norway）测量主动脉压力。PowerLab（ML845，AD Instrument Inc.，Sydney，Australia）记录并分析各项生理指标：左室收缩末压（left ventricular end-systolic pressure，LVESP）、左室舒张末压（left ventricular end-diastolic pressure，LVEDP）和左心室压力从收缩压峰值至75%舒张的时程（time from peak to 75%relaxation，TR75）。主动脉流量与冠脉流量之和记为心输出量。

再次，可以凝聚社会的正能量，通过阅读让人们与那些崇高的精神对话，与那些伟大的灵魂同行，更好地处理个人与社会、义与利等关系。

数据以均数±标准差（±s）表示。应用 SPSS 16.0统计软件，采用配对t检验与方差分析进行两种刺激频率作用下均值间差异性比较。

1.3 统计学方法

自2013年起，按照河北省文化厅边远贫困地区人才支持计划文化工作者专项工作要求与部署，河北省图书馆已圆满完成4年的人才支持项目计划，其中包括人员的选派工作和培养工作。在这四年间里，河北省图书馆共计派出业务骨干52人次进行业务指导，包括读者服务标准化、业务管理自动化、数字资源推广、文献资源建设规范化等技术指导；为国定贫困县公共图书馆培养了34名文化工作者，主要形式为组织各基层贫困县公共图书馆工作人员到省馆实地培养、以干代训，让参加培养的学员边学习、边实践，在实际工作中提高理论基础和业务技能。

2 结果

2.1 增加心率降低离体大鼠心脏的心输出量

与 240 beats／min刺激下相比，300 beats／min刺激时，左心室压的 TR75仅缩短约2.5%，仍具有显著性差别（P＜0.05，图 5）。

2.2 心率对左心室压力的影响

左心室压力（left ventricular pressure，LVP）与主动脉压力（aortic pressure，AP）同步记录，叠置两条压力曲线如图4A与4B。主动脉压力曲线下降支有一切迹，为主动脉瓣关闭所形成的折返波。因此，主动脉压力曲线与左心室压力曲线的交叉点可作为主动脉瓣的关闭压。240 beats／min刺激时，离体工作心脏的主动脉关闭压较低，为（53.5±1.1）mmHg；300 beats／min刺激后，该关闭压抬高约 24%（P＜0.01，图4C）。由于主动脉瓣提前关闭，以及心率增快引起心动周期缩短，使射血时间亦明显缩短约18%（P＜0.01，图 4D）。

Fig.3 Leftventricular end-diastolic pressure（LVEDP）in isolated rathearts（±s，n＝6）

2.3 心率影响主动脉瓣关闭压

离体大鼠心脏的电刺激频率从240 beats／min增加到 300 beats／min，LVESP呈明显降低约 4.8%（P＜0.05，图2，图3B）。图3A为离体大鼠工作心脏的灌流图，240 beats／min刺激时，左心房充盈正常；当以300 beats／min刺激平衡后，左心房明显扩张（箭头所指），提示左心室回流受阻。图3B为左心室压力变化的趋势图，增加刺激为300 beats／min后，LVESP逐渐降低至新的平衡点，LVEDP则逐渐抬高。定量分析表明300 beats／min刺激下，LVEDP较240 beats／min刺激时明显升高约139%（P＜0.01，图3C）。

2.4 加快心率可缩短左心室舒张时间

当以240 beats／min刺激离体大鼠心脏时，其心输出量为（33.33±0.47）ml／min，增加刺激频率为300 beats／min后，心输出量下降约20%，两均值间具有非常显著性差别（P＜0.01，图 1）。

Fig.4 Pressure ataortic valve close and ejection duration in isolated working heart of rat（±s，n＝6）

Fig.5 Time from peak to 75%relaxation（TR75）of leftventricular pressure in isolated rat hearts（±s，n＝6）

3 讨论

大鼠离体工作心脏观测表明：当心率从240 beats／min提高到 300 beats／min，心输出量明显降低，LVESP小幅下降，LVEDP则大幅抬高。主动脉瓣关闭压升高导致射血时间缩短，可能是高心率引起心输出量降低的主要原因。

将同步记录的主动脉压力曲线与左心室压力（left ventricular pressure，LVP）曲线叠置，主动脉与左心室压力曲线上升支交叉处为主动脉瓣打开点，左心室开始射血；主动脉与左心室压力曲线下降支交叉处为主动脉瓣关闭点，该点处的压力记为主动脉瓣关闭压［8］。主动脉瓣打开点与关闭点间的时间记为射血时间。

大鼠心肌肌条的研究表明，在3至5 Hz电刺激频率范围内，心肌呈现 II相负性 FFR［6，7］。其分子机制可能涉及多个方面：在高心率下，心肌细胞pH降低，使肌原纤维对Ca2＋的敏感性降低；或者频率依赖性肌质网Ca2＋摄取功能增强，使肌质网Ca2＋达到饱和［9］；或者肌质网Ca2＋释放通道释放功能被抑制［6］。这种增加心率引起的负性变力作用，对整体心脏的心输出量是否产生明显影响，目前并未见研究报道。左心室LVESP为反应心肌收缩性能的指标之一，心肌收缩力特别是等长收缩力降低可导致LVESP降低。本研究增加刺激频率使LVESP降低，但下降的幅值仅仅只有4.8%（图2），这提示提高刺激频率引起的心肌收缩性能降低，不足以引起近20%的心输出量降低。所以，在整体心脏，高心率导致心输出量降低的机制，与II相负性FFR可能并不相同。刺激频率增加引起LVEDP大幅抬高，升高幅值平均达139%（图3C）。在300 beats／min刺激下，左心房显著扩张，亦是LVEDP升高的佐证（图3A）。由于在离体工作心脏模式下，前负荷保持在10 mmHg，后负荷亦维持在60 mmHg，故 LVEDP升高提示左心室泵血功能受阻。

阻碍心脏泵血功能的因素主要有：心肌收缩性能、主动脉瓣关闭不全导致血液返流到心室或者主动脉瓣过早关闭等。在本实验条件下，心肌收缩性能的变化较小，主动脉瓣关闭不全亦不存在。本研究发现：在300 beats／min刺激下，离体工作心脏的主动脉瓣关闭压明显升高，虽然心率增快可缩短心动周期的时程，但是，TR75仅缩短约 2.5%（图 5），表明这方面的影响较小。所以，主动脉瓣关闭压升高则成为射血时间缩短的主要因素。由于射血时间的减少，在后负荷不变的条件下，左心室每搏量会明显降低。虽然心率有所增加，但也不足以代偿左心室每搏量的降低，最终导致心输出量的明显下降。另一方面，心肌存在频率依赖性舒张增强作用［10］。在300 beats／min刺激作用下，左心室压力曲线的TR75缩短，表明存在这种频率依赖性舒张增强作用。但是，高心率下的舒张增强作用的代偿作用有限，反而由于加速舒张，在主动脉压力曲线形态不变的条件下，可能成为主动脉瓣关闭压力升高的原因之一。当然，关于高心率下主动脉瓣关闭压力升高的机制，尚需进一步的实验进行探讨。

形体训练已经奠定了夸张动作的基础，但夸张动作的表现应当自然、优美、得体。符合人物性格。在舞台表演中，所有外部动作，都是要以内心的情绪来做参考。有的演员在舞台上会有很多无机的动作，不符合人物的情绪。还会显得手足无措，这样会影响到角色人物的形象，要尽量避免。

综上所述，当心率从240 beats／min提高到300 beats／min时，由于频率增强舒张速率的作用，使左心室压力快速下降，而主动脉压力曲线形态未发生明显改变，因而导致主动脉瓣关闭压力升高，缩短左心室射血时间，减少的每搏量不能被增加的心率所代偿，最终导致心输出量明显降低。

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