多部位绝对不应期电刺激对慢性心力衰竭兔心功能的影响

多部位绝对不应期电刺激对慢性心力衰竭兔心功能的影响

秦晨齐晓勇李英肖1党懿1宁彬刘惠良1张飞飞

(河北医科大学研究生学院，河北石家庄050051)

摘要〔〕目的通过升主动脉套扎法建立兔压力负荷过重型慢性心力衰竭(CHF)模型，观察绝对不应期电刺激对兔CHF模型心功能的影响，同时比较多部位刺激是否较单部位刺激更为有效和安全。 方法30只健康新西兰大白兔通过升主动脉根部缩窄建立兔CHF模型，根据心脏收缩调节(CCM)电极放置部位随机分为单部位刺激组、双部位刺激组和三部位刺激组。三组均每天刺激6 h，连续刺激7 d。于刺激前后采用无创心脏超声(UCG)检测心功能、双抗体夹心ABC-ELISA法检测血浆脑钠肽(BNP)。结果CCM刺激前三组超声心功能各项指标无明显差别(P>0.05)。CCM刺激7 d以后，三组左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室舒张末期内径(LVEDD)较刺激前均明显下降，三部位刺激组和双部位刺激组LVESD、LVEDD下降程度较单部位明显(P<0.05),三部位刺激组与双部位刺激组下降程度未见明显差异(P>0.05)。三组左室射血分数(LVEF)、左室短轴缩短率(LVFS)均明显升高，双部位及三部位刺激组升高较单部位更加明显(P<0.05)，双部位与三部位升高程度未见明显差异(P>0.05)。CCM刺激前血浆BNP水平三组相比无明显差别(P>0.05)。CCM刺激7 d后血浆BNP水平双部位刺激组、三部位刺激组降低程度较单部位刺激组明显(P<0.05)，三部位与双部位刺激组相比降低程度水平没有明显变化(P>0.05)。结论绝对不应期电刺激可增加CHF心肌的收缩力，改善心功能；两部位刺激与三部位刺激较单部位刺激可更好地改善心功能，两部位同时刺激与三部位同时刺激在改善心功能方面未见明显差异。

关键词〔〕绝对不应期；电刺激；心力衰竭；心功能

中图分类号〔〕R363〔文献标识码〕A〔

基金项目：河北省自然科学

通讯作者：齐晓勇(1959-)，男，教授，博士生导师，主要从事心血管临床研究。

1河北省人民医院心脏中心

第一作者：秦晨(1987-)，女，硕士，医师，主要从事心血管介入研究。

心力衰竭是各种心脏结构或功能性疾病导致心室充盈及(或)射血能力受损而引起的一组综合征，其治疗一直是医学界治疗的难点和热点，由于传统药物治疗效果有限，近年来非药物治疗方法受到人们重视〔1～3〕，其中，心脏收缩调节(CCM)由于其良好的发展前景，本研究通过采用升主动脉套扎法建立兔慢性心力衰竭(CHF)模型，对心衰动物在体心脏给予绝对不应期电刺激，采用心脏超声各指标及血浆BNP的变化来了解CCM治疗对CHF兔心功能的影响，同时观察多部位刺激是否较单一部位刺激更为有效和安全。

1材料和方法

1.1 实验动物选用6月龄健康新西兰大白兔30只为实验对象，由河北医科大学动物实验中心提供，体重2.5～3.5 kg，雌雄不拘。

1.2 CHF动物模型的建立30只新西兰大白兔随机分为单部位刺激组(S-CCM)、双部位刺激组(D-CCM)和三部位刺激组(T-CCM)，每组10只。3%戊巴比妥钠溶液1 ml/kg麻醉后，于胸骨左缘2、3、4肋间区，打开胸腔，于升主动脉根部远端1.0 cm处游离升主动脉根部，测量主动脉周长，环扎缩窄后周长为原周长的60%。S-CCM组将小儿用临时起搏电极弯针端缝合于左室前壁；D-CCM组将两根小儿用临时起搏电极弯针端分别缝合于左室前壁及左室侧壁；T-CCM组将三根小儿用临时起搏电极弯针端分别缝合于左室前壁、左室侧壁及左室后壁。保持裸露导线与心肌组织接触，且与胸壁组织绝缘，直针端通过皮下穿刺固定与颈部，留待以后CCM电刺激。

1.3 CHF模型的筛选CHF模型建立成功的标准：心输出量下降30%或(和)左室舒张末压上升至2.4 kPa以上 。

1.4 心脏绝对不应期电刺激动物造模成功后，暴露颈部电极直针端连接刺激仪(BARD MICROPACE EPS320心脏电生理刺激仪，德国)，通过心电的R波触发刺激仪发放CCM刺激(R波感知后30 ms，持续2 ms，电压7 V)，每天刺激6 h，连续刺激7 d。

1.5 超声心动图检测所有实验动物于CHF模型制造后，心脏绝对不应期电刺激前、后使用Prosound a10超声诊断仪(日本ALOKA公司)在二维超声下取左室长轴切面，将M超取样线置于二尖瓣腱索水平，垂直于室间隔及左室后壁，测定左心室收缩末内径(LVESD)、左心室舒张末内径(LVEDD)、左心室射血分数(LVEF)、左室短轴缩短率(LVFS)，每一超声测定值取3个连续心动周期测量均值。

1.6 血浆BNP测定所有CHF动物模型于绝对不应期电刺激前、后经耳缘静脉取血测定血浆BNP，采用上海西塘公司的兔脑钠肽酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒。

1.7 统计学方法采用SAS8.0统计软件行t检验、方差分析及SNK-q检验。

2结果

2.1 动物存活状况 采用升主动脉套扎法将30只新西兰大白兔制作CHF模型，模型制作中单部位组因麻醉意外死亡1只，双部位组因气胸死亡1只，三部位组因电极刺破心脏死亡2只，3个月后存活并符合造模成功标准(LVEF<30%)的单部位8只，双部位8只，三部位8只。

2.2 心脏超声结果符合心衰标准的24只动物CCM治疗前，三组间超声测量LVESD、LVEDD、LVEF、LVFS相比较无明显统计学差异(P>0.05)。CCM刺激7 d后，三组LVESD、LVEDD较刺激前均明显下降，T-CCM组和D-CCM组LVESD、LVEDD下降程度较单部位明显(P<0.05),D-CCM组与D-CCM组下降程度未见明显差异(P>0.05)；三组LVEF、LVFS明显升高，D-CCM及T-CCM组升高更加明显(P<0.05)；D-CCM组与T-CCM组升高程度未见明显差异(P>0.05)。见表1。

2.3 BNP结果CCM刺激前血浆BNP水平三组相比无明显差别(P>0.05)。CCM刺激后血浆BNP水平三组均下降，D-DCM组、T-CCM刺激组降低程度较S-CCM组明显(P<0.05)，T-CCM组相比降低程度水平没有明显变化(P>0.05)。见表2。

表1　心脏超声结果

与S-CCM组比较：1)P<0.05

表2　CCM刺激前后血浆BNP水平

与S-CCM组比较：1)P<0.05;与同组刺激前比较：2)P<0.05

3讨论

在过去10年里,心力衰竭的治疗模式发生了巨大变化,治疗目的已从过去的改善临床症状和血流动力学异常,转变为阻断神经-内分泌的过度激活和抑制心脏重塑,从而改善心力衰竭患者长期预后及降低病死率〔4〕。虽然药物治疗已经取得了相当大的进展，但仍有部分病人治疗效果欠佳。

CCM可以延长心肌细胞动作电位的时程，使Ca2+内流增多，进一步使肌质网中Ca2+的储备量和释放量增加，从而影响兴奋-收缩耦联过程，增强心肌收缩力，改善心力衰竭。Burkhoff等〔5〕发现CCM 刺激使心肌细胞动作电位时程延长，提示CCM信号可能延长动作电位的平台期，使Ca2+内流增加，从而增强心肌细胞的收缩力。CCM信号不但使心脏局部的收缩力明显提高，而且使得全心功能都得以改善〔5，6〕。CCM治疗不仅对刺激部位局部心肌细胞起到增强收缩力的作用，对于远离刺激部位的心肌细胞也有作用，其可能机制有：①缝隙连接，使一个区域的分子内环境的变化，传递到远离此区域的部位；②CCM治疗可以影响到足量的心肌细胞，达到提高整体左室功能的效果〔7～10〕。CCM信号对全心功能的改善源于其对局部收缩力的增强,至少急性期并非通过非特异性的全身途径如兴奋交感神经来起作用〔11〕，对于CCM刺激后交感及迷走神经的变化是否参与心肌收缩力增强，目前尚未有明确的结论〔12，13〕。

以往实验多研究单个部位CCM作用，Mohri等〔14,15〕认为CCM对收缩功能的影响与部位相关,且多点联合刺激对心功能的改善更为显著。而后他们在健康犬心脏上就多点CCM 信号刺激(前壁中部+前壁基底部；前壁中部+侧壁) 验证了该结果，Callans等〔15〕采用夹闭猪心左回旋支动脉造成供血处的心肌缺血冬眠,将两个CCM信号电极分别安置在左室侧壁和前壁的心外膜,测定侧壁、前壁以及两点联合刺激下局部和全心功能的改善程度，获得类似的研究结果〔14～16〕。以上实验研究表明，两部位刺激较单部位刺激在改善心功能方面更有效。本研究发现：①双部位刺激相比于单部位刺激在改善心脏功能方面更为优越。②三部位刺激与双部位刺激在改善心功能方面结果相似，三部位刺激效果并未优于两部位刺激。其原因可能为：两部位同时刺激使更多的钙离子内流，增强收缩力，改善心力衰竭。CCM对乳头肌张力的作用存在着Ca2+浓度量效反应，低Ca2+浓度下CCM增加乳头肌的最大张力(PT)的作用最明显，随着Ca2+浓度的增高而作用减弱。当Ca2+浓度进一步增高时，PT不再增加〔17〕。三部位同时刺激时，钙离子内流在两部位刺激时已达到饱和状态，多部位刺激并不能使更多的钙离子内流。本研究结果表明两部位同时刺激已达到一定效果，无需采用多部位刺激改善心力衰竭。

CCM的治疗主要针对心室收缩能力下降的心衰患者，其临床适应证较心脏再同步化治疗等其他非药物治疗手段更为广泛〔18，19〕。相信随着研究的进一步深入，CCM必将在CHF非药物治疗中占有重要地位。

4参考文献

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〔2014-06-29修回〕

(编辑安冉冉/曹梦园)