消融Marshall韧带远段对急性心力衰竭犬心功能和室性心律失常的影响

陈超 瞿唯一 王晓莹 罗达 余小梅 鲁志兵

心力衰竭(简称心衰)是一组以心室收缩功能障碍为特征的临床综合征,是各类器质性心脏病进展的终末阶段,恶性心律失常是心衰常见的并发症,并占据心衰患者死因的50%~60%[1].心衰过程中自主神经活性的异常是导致心室结构重构、电重构的重要因素,而这些结构和电生理特性的改变,是心衰合并室性心律失常发生的基质[2].

Marshall韧带(LOM)是一束从冠状窦延伸至左上肺静脉口部的心外膜结构,包含 Marshall静脉,心肌套和自主神经.LOM远段(LOMLSPV)为靠近左上肺静脉根部的延伸,富含交感神经成分,LOM近段(LOMCS)为靠近的近端部分,富含副交感神经成分.本课题组前期研究发现损毁LOMLSPV能降低心肌梗死后室性心律失常的发生[3].而本研究旨在探讨消融LOMLSPV对急性心衰模型犬自主神经活性和室性心律失常的影响.

1 材料与方法

1．1 实验动物准备及分组 实验动物均由武汉大学人民医院动物实验中心提供,17只健康雄性成年杂种犬,体重为(16±4．3)Kg,采用3%戊巴比妥钠注射液麻醉,首次剂量给予30mg/kg,随后每小时给予5mg/kg维持剂量.气管插管,使用大动物呼吸机持续正压通气.并将犬置于恒温电热板维持体温在(36．5±0．5)℃,穿刺左侧股静脉、股动脉,建立静脉通路,给予静脉滴注0．9%NaCl注射液30~50 ml/h补充体液,采用LEAD7000多导电生理仪连接肢体导联记录心电图,压力传感器连接股动脉置管记录监测有创血压.分别于双侧第四肋间开胸,分离心包,暴露心外膜,将两根多极电极分别缝于左室、右室心外膜面.

实验动物分组,17只实验犬随机分为两组:对照组(n＝9),消融组(n＝8),给予消融组LOM实施射频消融,对照组行假消融(消融电极置于LOM处,不予放电).消融后通过心室快速起搏6 h构建心衰模型.其中对照组有一只犬在造模过程中因呼吸机故障导致窒息死亡,造模失败未获得完整数据,故舍弃该犬数据,对照组和消融组各取得8只犬完整数据.两组均于基础状态和起搏6 h检测超声、测心室有效不应期(ERP)、记录测量心室ERP过程中诱发的心律失常事件、采外周血清测量去甲肾上腺素(NE)水平.最后测量心室颤动(简称室颤)阈值,诱发室颤,过量戊巴比妥静脉注射实施安乐死.

1．2 LOMLSPV的定位及消融 LOM自冠状静脉肌袖走行至左上肺静脉口部,最终延续至心包,将多极电极贴靠于LOM处,通过肉眼观察结合LOM电位明确LOM定位.使用射频消融仪(型号HLG 100F,锦江电子)消融,将消融电极置于LOMLSPV处,设置射频消融参数(35 W,50℃),消融持续时间120~150 s,消融终点为肉眼见LOM局部组织发白,记录电极LOM远段电位消失[4].对照组在同样部位放置消融电极,不予消融能量.

1．3 急性心衰模型的构建 消融结束后,将自制双极电极缝于左室心尖部,尾线与Grass S88型刺激仪(美国AstroGMed公司)连接.Grass S88发放刺激信号超速起搏心室,采用参数:起搏频率设置为基础窦性心率的1．5倍(200~240次/分),刺激脉宽0．2 ms,电压设置为2倍心室起搏阈值.持续起搏心室6 h(VPG6 h),在基础状态和VPG6 h通过心脏彩超检测心脏形态及功能.

1．4 心率变异性(HRV)的记录 采用Power Lab多道生理记录仪(澳大利亚ADInstruments公司提供)分别记录基础状态、VPG6 h时间段的动态心电图,利用Labchart8．0软件分析高频(HF)、低频(LF)及LF/HF指标,从两个时间段内的动态心电图中各选取一段时长5 min无干扰窦性节律进行HRV分析,其中HF为反映副交感神经活性的指标,LF和LF/HF比值为反映交感神经活性的指标.

1．5 心脏超声检测 将实验犬置于左、右侧卧位,使用经胸二维超声仪(GE Vivid q超声检测仪,挪威GE公司),分别获取标准的短轴切面、长轴切面,心尖二腔切面和心尖四腔切面影像.在二维图像上测量左室舒张末期直径、收缩末期直径以及收缩末期的室间隔厚度(IVSS).左室舒张末期容积(LVG EDV),收缩末期容积(LVESV)和射血分数(LVEF)通过使用Simpson′sGbiplane方程进行测量.两组均于基础状态、VPG6 h的时间点分别进行测量.

1．6 心室ERP的测量 采用S1S2程序刺激法确定心室ERP,8个连续刺激S1S1＝350 ms,然后发放1个提前刺激(S2).S1S2间期由230 ms开始逐次减小10 ms,在接近ERP时逐次递减2 ms,直至达到ERP.刺激电压设定为起搏阈值的2倍.每两次测量间歇时间大于30 s,ERP定义为无法起搏心室的最长S1S2间期.

1．7 室性心律失常事件的记录 记录测量心室ERP过程中经S1S2刺激诱发的室性心律失常事件.分别按单发室性早搏(简称室早)、成对室早、室性心动过速(简称室速)分类计数,并测量每只犬发生单次室速的最长持续时间.

1．8 血清NE的测量 分别于基础状态和VPG6 h经股静脉采血,血清以3 000转/分,4℃离心15 min,保存于－80℃冰箱,待测定.采用犬特异性高敏感性ELISA试剂盒(武汉伊莱瑞特生物科技公司提供)测定血清NE水平.

1．9 室颤阈值的测量 采用S1S1刺激法测定室颤阈值,每次刺激持续20 s,S1S1间期初始值设定为250 ms,刺激电压为2倍心室起搏阈值,采用逐次递减10 ms的方式缩短S1S1刺激间期,直至诱发室颤,以能诱发室颤的最长S1S1间期为室颤阈值,S1S1间期越长提示越容易室颤,反之提示越难发生室颤.最后给予过量戊巴比妥静脉注射对动物实施安乐死.

1．10 统计学分析 所有分析使用SPSS 22．0软件进行.所有数据均以KolmogorovGSmirnov检验判断是否符合正态分布.服从正态分布的资料,以均数±标准差(x±s)表示,同组内前后时间点比较采用配对t检验,组间比较采用独立样本t检验.服从偏态分布的资料以中位数及四分位数(Q．25,Q．75)表示,组间比较采用MannGWhitneyU检验方法进行分析.以P＜0．05为差异有显著性.

2 结果

2．1 心脏超声指标的比较 两组基础状态的LVG EDV、LVESV、LVEF比较均无显著性差异.两组起搏后,分别与各组基础状态相比较,LVESV升高、LVEF降低,差异有显著性(P均＜0．05);起搏后,与对照组同时段相比,消融组LVEF值较高(P＜0．05).见表1.

表1 两组不同时间点左室功能的比较

2．2 两组不同时间段HRV的比较 对照组VPG6 h与基础状态比较,表现为HF降低、LF和LF/HF升高(P均＜0．05);而消融组VPG6 h与基础状态比较,HF升高,LF和LF/HF降低(P均＜0．05).与对照组VPG6 h比较,消融组VPG6 h HF显著升高,而LF和LF/HF则明显降低(P均＜0．05).见表2.

表2 两组不同时间点HRV分析

2．3 两组血清NE水平的比较 对照组VPG6 h血清NE水平较基础状态明显升高(P＜0．05);与对照组VPG6 h比较,消融组VPG6 h血清NE水平明显降低(P＜0．05).见表3.

表3 两组血清NE水平/(ng/ml)

2．4 两组心室ERP的比较 两组实验犬基础状态心室各位点ERP比较,无显著性差异(P均＞0．05).对照组实验犬VPG6 h心室各位点ERP均较基础状态明显缩短(P均＜0．05).消融组VPG6 h心室各位点ERP较本组基础状态无显著性差异(P均＞0．05).消融组VPG6 h各位点ERP较对照组同时段ERP明显延长(P均＜0．05).见表4.

2．5 两组心衰后室性心律失常事件比较 与对照组相比,消融组单发室早明显减少[3(0．75,5)个vs 11．5(6．25,17)个,P＜0．05];成对室早有减少趋势,但无显著性差异[0(0,0．25)个 vs 0．5(0,2．5)个,P＞0．05)].两组均未诱发室速.

表4 两组不同时间点心室ERP的比较

2．6 两组室颤阈值比较 消融组诱发室颤阈值较对照组有缩短趋势[(139±31．37)ms vs(195±39．64)ms,P＜0．05].

3 讨论

LOM是一束包被于心外膜脂肪组织中的退化结构,其走行于冠状窦近端肌袖至左上肺静脉口部,与心包相延续.LOM被认为是心脏内在自主神经与外在自主神经相互协作的重要枢纽[1].既往研究表明,LOM近段(LOMCS)富含副交感神经成分,LOM远段(LOMLSPV)富含交感神经成分,是心脏交感神经支配的重要环节[5].本研究中,消融LOMLSPV显著降低起搏导致的LF和LF/HF的升高,并降低了起搏6 h引起外周血NE水平,提示消融LOMLSPV能起到降低心衰交感活性的作用.既往研究表明交感神经的过度激活在心衰过程中起到重要的促进作用,交感神经末梢释放的高水平儿茶酚胺可升高前后负荷和增加心肌耗氧量,以及通过钙超载和凋亡等途径,诱使心肌肥大、纤维增生、心室重构,造成心腔增大和心功能降低.本研究中,消融组在VPG6 h测得LVESV低于对照组,LVEF值高于对照组,均有显著性差异.提示消融LOMLSPV有改善心衰左心功能的潜在价值.

交感神经的过度激活导致心室电重构,是心衰合并室性心律失常的重要基质[2].交感神经的过度激活可以增强心肌细胞自律性、降低室颤阈值,以及诱发心肌细胞电传导的不一致性,诱发早期后除极、晚期后除极的发生,为室性心律失常发生提供了触发因素[6].交感神经节后纤维释放NE,作用于心肌细胞膜β1受体,激活G蛋白－腺苷酸环化酶G c AMP途径,使细胞内c AMP水平升高,活化蛋白激酶A,使细胞内的多种蛋白磷酸化,影响心肌细胞的兴奋－收缩耦联.并引起心肌细胞离子通道表达的改变,如延迟整流钾通道(IKs)的增加,可加速心室复极化,缩短心肌细胞动作电位时程(APD)及心室ERP[7].在病理状况下,心脏交感神经激活还可提高心肌细胞的自律性,通过触发和折返机制诱发室性心律失常[8].左侧星状神经节(LSG)为交感神经支配心脏的重要环节,刺激LSG增加心脏交感活性可增加长QT综合征、儿茶酚胺敏感室速等模型中室性心律失常的发生[9－10].LOMLSPV作为LSG支配心脏交感神经的重要环节,于LOMLSPV注射肾上腺素可诱发室速[11].而消融LOMLSPV可降低在长QT模型中刺激LSG引起室性心律失常的诱发率[12].以上研究表明,LOMLSPV交感活性的激活是室性心律失常的重要原因,而消融LOMLSPV降低心脏交感活性治疗室性心律失常的潜在靶点.本研究结果显示,消融组VPG6h HRV较对照组同时段HRV相比,交感活性的增强得到明显抑制,且外周血NE水平明显降低,证实消融LOM远段能降低心衰后交感神经的过度激活.消融LOMLSPV能延长6h起搏后心衰导致的心室各位点ERP的缩短,改善心衰心室电生理稳定性,消融组在心衰后测量ERP过程中诱发单发室早次数减少,诱发室颤的S1S1间期更短,提高了室颤阈值.提示消融LOMLSPV改善心衰心室电重构,降低室性心律失常易感性的作用.

心衰患者是心脏猝死的高危人群,其猝死风险最主要与室性心律失常相关,如何降低心衰患者室性心律失常发生,是改善心衰患者预后的重要问题,临床试验表明,β受体阻滞剂(如阿替洛尔、卡维地洛、美托洛尔、普萘洛尔等)显著抑制室性心律失常,降低心衰患者的死亡率[13－15],但其全身各系统的广泛作用导致其在临床应用中存在不少禁忌证.多项临床研究显示,硬膜外麻醉后胸交感神经切除术(LSG及胸2G4交感神经节切除术)能有效降低心脏交感活动,抑制心衰患者的室性心律失常[16－18].然而该方式导致交感干损伤较严重,引起霍纳综合征等副作用发生率高,因而其实际临床应用受到限制.在本研究中,通过消融LOMLSPV能降低心衰后交感神经过度激活及血儿茶酚胺水平的升高,从而改善心衰后心室电重构、降低室性心律失常发生风险.在实际临床应用方面,消融LOMLSPV可通过介入手术经过冠状窦进入Marshall静脉实施消融损毁局部交感神经[19],与切除LSG相比具有选择性强、损伤范围小的优点.对于治疗心衰预防猝死具有潜在的应用价值,但干预自主神经治疗心衰后室性心律失常的深层次机制有待进一步研究探讨.