腹主动脉部分缩窄大鼠模型体外心脏的电生理特点

杨阳

【摘要】 目的：探究腹主动脉部分缩窄大鼠的体外心脏电生理特点。方法：选择日龄30d的雄性SD大鼠30只，按照简单随机分组的方法分为三组，分为正常组6只、假手术组12只、模型组12只，假手术组与模型组中，按照造模时间的不同分为造模4周组与造模8周组各6只，造模4周与8周，将大鼠心脏剪取后进行左心室的测量，对左室心肌质量指数进行计算;造模8周将心脏取下进行体外灌流，对单相动作电位进行记录，比较模型组与假手术组的零相上升最大速度、动作电位最大幅度、有效不应期以及动作电位复极20%、50%、90%时间。结果：（1）造模4周、8周，模型组大鼠的左心室心肌质量指数高于假手术组，差异有统计学意义（P<0.05）;（2）模型组的左心室有效不应期长于假手术组，APD20、APD50、APD90长于假手术组，有效不应期/APD90小于假手术组，差异有统计学意义（P<0.05）;（3）模型组不同心脏部位的有效不应期离散度与APD90离散度均高于假手术组，差异有统计学意义（P<0.05）。结论：压力负荷引起大鼠左心室由正常过渡为向心性肥厚并发展为向心性肥厚与离心性肥厚混合的状态。心脏不同部位离散度增加、左心房单相动作电位复极时间延长促进折返形成，这些都是引起心肌肥厚大鼠出现心律失常的原因。

【关键词】 大鼠;电生理;体外心脏

【中图分类号】R453【文献标志码】A 【文章编号】1005-0019（2020）12-222-02

当前人们已经发现，心血管事件的发生危险因素之一就是左室肥厚。心脏负荷增加引起心肌肥厚以及肥厚性心肌病患者发生猝死的风险要明显高于健康群体。几乎所有的猝死发张都与恶性室性心律失常存在相关性，电重构时常引起室性心律失常。本次研究通过对大鼠腹主动脉进行部分紧缩的方法来引起大鼠心肌肥厚，建立动物模型，联合使用体外心脏电生理实验与朝上检测的方法来探讨心室肥厚的心脏心律失常的发生机制，这对指导心律失常的防治具有一定应用价值，报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

选择日龄30d的雄性SD大鼠30只，按照简单随机分组的方法分为三组，分为正常组6只、假手术组12只、模型组12只，假手术组与模型组中，按照造模时间的不同分为造模4周组与造模8周组各6只。常温、常湿下饲养。大鼠的体质量为150-170g。

1.2 方法

制作动物模型：将模型组大鼠称重后给予戊巴比妥钠（50mg/kg，10g/L）腹腔注射麻醉。仰卧位固定，手术区域备皮后消毒，铺巾。腹中线左侧0.5cm将肌肉与皮肤切开，将肾动脉与腹主动脉分离后，肾动脉上方1cm的腹主动脉采用7号注射针头与主动脉平行紧贴，采用4号手术丝线结扎主动脉与注射针头后将注射针头抽出。逐层缝合。给予青霉素50000IU持续7d。假手术大鼠除了不结扎腹主动脉外其余同模型组;正常组仅常规饲养[1]。

体外心脏电生理实验：造模8周，戊巴比妥钠腹腔注射麻醉，开胸分离后进行心脏提取，主动脉逆向灌流心脏。室温29℃下，将Krebs-Henseleit生理液作为灌流液，pH调整为7.2-7.4，实验中，将0.95的氧气与0.05的二氧化碳混合气体以2L/min的流量通气[2]。

测定电生理指标：记录电极为吸附于体外心脏的左心室的2根吸附电极，刺激器发出脉冲电频刺激，强度为1.5倍阈值，脉宽2ms，周期250ms。采用生物机能实验系统（BL-420E+）对固定频率刺激15min内的左右心室电生理指标进行连续记录。指标包括零相上升最大速度、动作电位最大幅度、有效不应期、动作电位复极20%（APD20）、50%（APD50）、90%（APD90）时间。测量有效不应期：在心室壁或者心房上部按照1mm的间距安放双极刺激电极后启动刺激程序，连续测量3次后计算平均值。测量单相动作电位：其目的在于了解心肌复极相关信息，连续测定8个频率稳定波形的单相动作电位数值，计算平均值[3-4]。

测定左室质量：造模4周、8周减取大鼠心脏，生理盐水冲洗后将残余液体挤出，电子天平称量。

1.3 观察指标

观察模型组和假手术组的同期左心室心肌质量指数以及体外心脏电生理指标。

1.4 统计学处理

本次研究获得的数据录入数据库中后，采用统计学分析软件SPSS23.0进行统计学分析，对符合正态分布的计量资料采用“均数（标准差/（x±s）”的方式表示，进行t检验，检验水准α=0.05，当P<0.05时，提示数据的差异存在统计学意义。

2 结果

2.1 比较模型组与假手术组的同期左心室心肌质量指数

造模4周、8周，模型组大鼠的左心室心肌质量指数[（28.89（2.56）g/m2]、[（31.19（2.87）g/m2]高于假手术组[（15.12（1.48）g/m2]、[（16.88（2.30）g/m2]，差异有统计学意义（P<0.05）。

2.2 比较模型组与假手术组的左心室电生理参数

模型组的左心室有效不应期[（75.74（13.32）ms]长于假手术组[（60.55（7.16）ms]，APD20[（14.46（2.44）ms]、APD50[（35.66（5.82）ms]、APD90[（131.64（13.51）ms]长于假手术组[（10.65（1.67）ms]、[（26.81（4.45）ms]、[（90.64（7.65）ms]，有效不应期/APD90[（0.59（0.08）]小于假手术组[（0.68（0.09）]，差异有统计学意义（P<0.05）。

2.3 比較模型组与假手术组的不同心脏部位离散度

模型组有效不应期离散度（左心室-右心室）[（25.46（1.15）ms]、APD90离散度（左心室-右心室）[（25.46（1.15）ms]均高于假手术组[（5.22（0.83）ms]、[（18.77（4.15）ms]，P<0.05。

3 讨论

心肌肥厚属于心衰早期心肌细胞应对室襞应力增加而产生的一种代偿性、适应性反应，心肌肥厚的发生可以在一段时间内满足机体对心排出量的需求而不引起心力衰竭症状发生，但是心肌肥厚状态下，肥大心肌需氧量增加，冠状动脉时常无法满足心肌对供血量的要求，这造成心肌缺血缺氧，长此以往心肌收缩力减退，心源性猝死、心功能恶化的风险增加。建立动物模型对研究心肌肥厚具有重要作用，本次研究通过腹主动脉部分缩窄来增加SD大鼠的外周循环阻力，引起压力超负荷心肌肥厚，其与临床具有良好的相关性。

本次研究中，通过体外灌流心脏电生理的方法来进行电生理的检测，这在最大程度上减少了心脏受到神经、体液的影响，确保了实验结果的可重复性与可靠性。当前尚缺乏受到广泛认同的超声测量大鼠左心室质量的方法，因此本次研究采用了左心室的质量与体表面积比值来对左室心肌质量指数进行计算。左心室重构包括：同心性重构、同心性肥大以及离心性肥大，同心性重构的发生与压力负荷有关，仅表现为左室室壁厚度增加，未见左室心肌质量指数增加;同心性肥大的发生与持续压力负荷有关，表现为左室心肌质量指数与左室室襞同时增加;离心性肥大是持续容积负荷造成的，表现为左室容积增加，而未见室壁厚度增加。本次研究中，造模4周后，此时模型大鼠的左心室表现为向心性肥厚;造模8周，此时大鼠的左室内腔增加，左室心肌质量指数也增加，同时伴有心室腔扩大与室襞增厚，属于混合型左室肥厚[3]。

当心肌肥厚发生时，心脏电重构也时常随之出现。本次实验的结果证实，心肌肥厚的大鼠左室心肌动作电位复极的APD20、50、90均显著延长。当前研究也已经发现，无论左心室属于向心性肥厚或离心性肥厚，Ito电流密度都降低，平台期与复极Ⅰ期的电流都受到Ito的影响，随之激活的AP所有电流也会受到影响，因此可能是由于Ito降低而造成APD20、50延长。复极3期主要受到Iks电流密度的影响，当前也已经发现左室肥厚的动物模型中Iks电流密度下降，失活时程与电压依赖性激活并未受到影响。Iks电流密度降低引起3期复极被延长，因此APD50被延长。Ik1为内向整流钾电流，其同时具有作用于复极后期与维持静息膜电位的作用，心室肥厚时，Ik1电流密度降低而延迟动作电位后期复极，ADP延长，这些原因引起心肌肥厚的大鼠左心室ADP90被延长。

综上所述，心脏不同部位离散度增加、左心房单相动作电位复极时间延長促进折返形成，这是引起心律失常的原因。

参考文献

[1]黄涯，何天麦，吴爱明，等.稳心颗粒干预心肌缺血大鼠电生理重构的系统评价[J].世界中医药，2019，14（10）：2557-2562.

[2]王阿妮，卢慧芳，王梁，等.利拉鲁肽对急性心肌梗死大鼠左室肌电活动稳定性质的影响[J].中国心脏起搏与心电生理杂志，2019，33（04）：339-342.

[3]赵桂香，刘志强，古丽扎尔·吐尔逊.截肢手术创伤对大鼠心脏电生理、心功能及eNOS通路的影响[J].中国比较医学杂志，2019，29（08）：79-87.