硫辛酸对快速起搏兔心房诱发的心房肌电与结构重构的抑制作用

2017-12-23陈磊陈文苏张尧张学善胡晓芹胡立群王志荣

东南大学学报（医学版） 2017年6期

关键词：硫辛酸肌纤维徐州

陈磊,陈文苏,张尧,张学善,胡晓芹,胡立群,王志荣

(1.徐州医科大学附属医院心内科，江苏徐州 221002；2.徐州医科大学救援医学研究所，江苏徐州 221002)

硫辛酸对快速起搏兔心房诱发的心房肌电与结构重构的抑制作用

陈磊1,陈文苏1,张尧1,张学善1,胡晓芹1,胡立群2,王志荣1

(1.徐州医科大学附属医院心内科，江苏徐州 221002；2.徐州医科大学救援医学研究所，江苏徐州 221002)

目的探讨硫辛酸对快速起搏兔心房诱发的急性心房肌电重构以及结构重构的抑制作用及其可能机制。方法将45只健康新西兰大耳白兔随机分为3组：假手术组(n= 10)、起搏组(RAP组，n=10)、起搏+硫辛酸注射组(LA组，n=10)。起搏频率为600次·min-1，在起搏0、4、8、12 h分别进行程序刺激，测定心房有效不应期(AERP)，并计算AERP频率适应性。刺激结束后，取左心房组织，通过HE染色和Masson染色观察心房组织结构重构情况；通过检测丙二醛(MDA)、活性氧自由基(ROS)水平以及超氧化物歧化酶(SOD)活性观察各组心房肌氧化应激水平。结果假手术组在不同基础刺激周长(即S1S1周长)作用下，各时间点AERP无显著性改变(P>0.05)；与假手术或LA组比较，RAP组AERP逐渐缩短(P<0.05)；RAP组起搏开始后8、12 h与起搏前(0 h)比较，AERP200～150频率适应性不良(P<0.05)；LA组各时段频率适应性无明显变化(P>0.05)。心房组织HE染色：假手术组心房肌纤维排列整齐、有序；RAP组心房肌纤维排列紊乱，部分区域肌纤维溶解、断裂；LA组心房肌的病理学改变轻于RAP组。心房组织Masson染色：假手术组心房肌纤维呈红色，仅可见少量蓝色的胶原纤维；RAP组心房肌间质中胶原纤维显著增多，分布紊乱；LA组心房肌间质中的胶原纤维含量较RAP组明显减少。氧化应激指标：与假手术相比，RAP组心房组织中丙二醛、ROS含量明显增加(P<0.05)，SOD活性下降(P<0.05)；与RAP组相比，LA组心房中丙二醛、ROS含量明显减少，SOD活性升高(P<0.05)。结论在兔心房快速起搏模型中，LA干预能够有效抑制心房肌电重构和结构重构。

心房有效不应期；心房颤动；氧化应激；硫辛酸；活性氧；兔

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

选择新西兰大耳白兔45只，由徐州医科大学实验动物中心提供。兔龄4～6个月，体重2.5～3.0 kg，雌雄不限，随机分成3组：假手术组(n=10)、起搏(RAP)组(n=10)、起搏+硫辛酸注射(LA)组(n=10)。

假手术组只放置电极，不起搏；RAP组放置电极后行心房起搏，并腹腔注射与LA组相同剂量的10%酒精；LA组放置电极并行心房起搏，在起搏前30 min 取LA以50 mg·kg-1腹腔注射。LA溶解于10%的酒精中，现配现用。

1.2 实验方法

1.2.2 心房有效不应期(AERP)的测定以2倍舒张期起搏阈值作为输出电压，脉宽0.5 ms，测定基础状态下AERP。采用程序期前刺激(S1S2)，刺激频率为8∶1，S1S2间期呈递减扫描，步长为10 ms，扫描间隔为30 s。不应期定义为在S1S2刺激时，S2不引起心房激动的最长S1S2间期；重复测定3次取其均值作为AERP基线值。分别测S1S1为200 ms、150 ms时的AERP，分别记为AERP200、AERP150。

1.2.3 氧化应激相关指标以及心房组织病理学检查刺激完成后处死兔子，立即取部分左心房组织制作组织匀浆，按照南京建成试剂盒说明书测定组织中SOD活力以及MDA、ROS的含量，其余左房组织用甲醛固定，脱水，石蜡包埋后切片，行HE染色。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 造模结果

实验过程中有4只兔子死亡，其中RAP组2只，LA组2只。

2.2 3组AERP变化的比较

见表1、2。

表1 周长200 ms各组ms

与同组0 h比较，aP<0.05；与RAP组比较，bP<0.05

表2 周长150 ms各组ms

与同组0 h比较，aP<0.05；与RAP组比较，bP<0.05

3组在基础状态下(起搏前)的AERP200、AERP150比较，差异无统计学意义(P>0.05)；假手术组12 h内AERP200、AERP150随着时间延长未见明显的变化；RAP组12 h内AERP200、AERP150随着起搏时间延长逐渐缩短(P<0.05)；LA组12 h内AERP200、AERP150随着起搏时间延长而缩短，但差异无统计学意义(P>0.05)。与假手术组或LA组比较，RAP组AERP200、AERP150逐渐缩短(P<0.05)，这说明了在快速心房起搏的早期，AERP逐渐缩短，硫辛酸的注射可以延缓或者逆转这种改变。

2.3 各组AERP频率适应性变化的比较

见表3。

表3 各组AERP频率适应性变化比较ms

与同组0 h比较，aP<0.05；与RAP组比较，bP<0.05

假手术组、LA组12 h内AERP频率适应性随着起搏时间延长均无明显变化。RAP组12 h内AERP频率适应性随着起搏时间延长有显著变化，8、12 h<0 h 及4 h(均P<0.05),说明从心房快速起搏8 h起，AERP频率适应性开始逐渐丧失。与假手术组或LA组比较，RAP组AERP频率适应性逐渐缩短(P<0.05)，提示RAP组频率适应性下降，LA能抑制甚至扭转RAP导致的频率适应性下降。

2.4 各组HE染色结果比较

见图1。

A.假手术组；B.RAP组；C.LA组

图1各组左心房组织病理切片HE×400

假手术组兔心房肌纤维结构完整，排列整齐、有序(图1A)；RAP组兔心房肌细胞肥大，肌纤维排列紊乱，细胞内可见肌纤维断裂，细胞核大小不一，部分区域肌纤维溶解,心肌纤维之间连接组织积聚，使心肌细胞之间的间隔增宽(图1B)； LA组心房肌的病理学改变轻于RAP组，心肌纤维结构改善，排列稍整齐，肌纤维断裂改善(图1C)。

2.5 各组Masson染色结果比较

见图2。

假手术组(图2A)心房肌纤维呈红色，仅可见少量蓝色的胶原纤维均匀分布；RAP组(图2B)心房肌间质中胶原纤维显著增多、排列紊乱、分布不均，心房肌束被大量胶原纤维包绕、分割； LA组(图2C)心房肌间质中胶原纤维较起搏组明显减少，心肌纤维结构有所改善。

2.6 3组氧化应激相关指标比较

见表4。

A.假手术组；B.RAP组；C.LA组

图2各组左心房组织病理切片Masson染色×400

表4各组心肌组织MDA、SOD、ROS情况

组别MDA/nmol·(mgpro)-1SOD/U·(mgpro)-1ROS/μmol·mg-1RAP组4．52±0．28a107．50±3．45a0．016±0．002a假手术组1．30±0．33432．19±2．650．004±0．001LA组2．21±0．19b336．07±3．59b0．006±0．002b

与假手术组比较,aP<0.05；与RAP组比较,bP<0.05

与假手术组比较，RAP组心房肌组织中MDA、ROS的含量均增加(P<0.05)，SOD的活性减少(P<0.05)；与RAP组比较，LA组心房肌组织中MDA、ROS的含量均降低(P<0.05)，SOD的活性增加(P<0.05)。

3 讨论

在全世界范围内房颤已经成为一个日益严峻的问题，然而临床上对其的治疗效果仍不尽如人意，其中可能的原因就是目前的治疗方法都没有很好地从病理生理学角度来防治房颤的发生发展。自Wijffels等[4]1995年首次利用快速心房起搏方法建立房颤的山羊动物模型以来，快速心房起搏模型已广泛应用于房颤发生机制的研究。本实验参照经典的右心房快速起搏建立房颤模型，从而在较短的时间内，成功模拟房颤的病理生理现象。

研究表明，氧化应激参与心房的电重构及结构重构，最终引起心房纤维化等病变。本实验建立兔心房快速起搏模型，通过心房肌氧化应激相关指标(ROS、SOD和MDA)来观察房颤时心房肌组织中氧化应激的情况。有研究结果显示：ROS是指氧自由基和氧化作用较强的非自由基含氧产物，被认为是氧化应激的主要原因之一，在房颤的发生与维持中发挥着重要的作用[7]；SOD作为第一线细胞防御中最重要的酶[8]，广泛存在于机体的各个组织细胞内，它可以把对人体有害的超氧自由基转化为过氧化氢,随后体内过氧化氢酶会立即将其分解为完全无害的水；所以，组织匀浆中测得的SOD活力在一定程度上反映了细胞内环境中抗氧化能力的变化情况[9]。人体内含有大量的脂质，特别是各种膜相结构含有丰富的不饱和脂肪酸，更易遭受自由基攻击，引起体内脂质过氧化，从而造成一系列的生理、生化过程的紊乱；而MDA是氧化应激过程中脂质过氧化的最终副产物[10]，故MDA常用作脂质过氧化程度的检测指标。本研究发现，与假手术组比较，RAP组ROS、MDA含量增高，SOD活性降低，由此我们可得出心房快速起搏能够降低SOD活力，破坏活性氧防御的一道防线，干扰机体氧化与抗氧化调节之间的平衡，增加ROS、MDA含量，这在一定程度上反映了快速心房起搏能够引起氧化应激损伤。

Inhibitoryeffectsoflipoicacidonatrialelectricalandstructuralremodelinginducedbyrapidatrialpacinginrabbits

(1.DepartmentofCardiology,theAffiliatedHospitalofXuzhouMedicalUniversty,Xuzhou221002,China;2InstituteofEmergencyRescueMedicine,XuzhouMedicalUniversity,Xuzhou221002,Jiangsu,China)