徵调音乐对心肌缺血大鼠心室血流动力学的影响

孙思琪,王 琳,张绪东

(牡丹江医学院生理学教研室,黑龙江 牡丹江 157011)

随着现代生活条件提升,生活规律的改变,心血管病(cardiovascular disease,CVD)的发病率逐年递增,直接损害人类的身心健康。2019年农村、城市中CVD分别占死因的46.74%和44.26%。据推算CVD现有患病人数约3.3亿,其中脑卒中1 300万,冠心病1 139万,心力衰竭890万[1]。冠心病(coronary heart disease,CHD)指冠状动脉发生粥样硬化引起管腔狭窄或闭塞,导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病,也称缺血性心脏病[2]。治疗缺血性心脏病,常采用静脉溶栓或经皮冠状动脉介入术来恢复血供,以减轻心肌受损程度。尽管上述方法疗效显著,但患者往往要承受一定的疗效副作用及较高治疗成本等问题。寻求一种高依从性且经济安全的新方法是近年来广大学者所关心的热点与焦点问题。

五音疗法为我国传统五音和中医五行理论相结合的产物,是将五行音乐中的宫、商、角、徵、羽与人体脏腑器官、情志相对应,以此达到防治疾病的目的[3]。《黄帝内经》中首现音乐与医学相融合的方法,这为五音疗法的发展打下了坚实的理论基础与文化底蕴。近些年来,已有不少学者尝试将五音疗法运用于临床治疗中,也取得了不少令人满意的疗效。已有研究证实,五音疗法可以较好地改善患者的抑郁情绪[4]。五种音阶各具特点,所调治的疾病也不尽相同。其中,徵调音乐的旋律热烈欢快、轻松活泼,能够养阳助心,尤其对血脉淤阻等心血管病疗效显著[5～6]。但目前,关于徵调音乐改善心肌缺血的基础实验研究报道极少。因此,本研究通过观察徵调音乐对心肌缺血大鼠的心电图及血流动力学参数的影响,来探究徵调音乐的保护作用,以期为徵调音乐的临床应用提供现代医学实验依据,丰富音乐疗疾的相关理论。

1 材料与方法

1.1 试剂与药物异丙肾上腺素(索莱宝,720B023);戊巴比妥钠(上海行知化工厂,921019);肝素钠注射液(成都市海通药业有限公司,190602)。

1.2 动物SPF级SD大鼠24只,雄性,体质量(260±20)g,由牡丹江医学院比较医学中心提供,实验动物生产许可证号:SCXK(黑)2019-003。正常昼夜节律,自由进食饮水。

1.3 仪器RM6240C型多道生理信号采集处理系统(成都仪器厂);《中国传统五行音乐·正调式》CD光盘(中华医学电子音像出版社);MP3播放器(深圳市音士顿电子商务有限公司);分贝检测仪(希玛公司)。

1.4 方法

1.4.1 造模 将前期筛选出的24只心电图正常的SD大鼠,随机分为以下4组,每组6只,各分组及干预情况如下:(1)正常组:于双下肢一次性多点皮下注射与模型组同剂量的生理盐水,12 h后,行心室内插管术;(2)正常+音乐组:于首日晚19时麻醉大鼠后开始播放徵调音乐,当音乐播放到第25 min时,于双下肢一次性多点皮下注射与模型组同剂量的生理盐水,继续播放音乐至次日早7时,而后心室内行插管术;(3)模型组:于双下肢一次性多点皮下注射ISO(40 mg/kg)制备心肌缺血模型,12 h后,行心室内插管术。(4)模型+音乐组:于首日晚19时麻醉大鼠后开始播放徵调音乐,当音乐播放到第25 min时,于双下肢一次性多点皮下注射ISO(40 mg/kg),继续播放音乐至次日早7时,而后心室内行插管术。

1.4.2 播放音乐方法 选择《中国传统五行音乐·正调式》,把装载音乐的MP3播放器放置在距离SD大鼠50 cm左右的同一水平面上。用分贝检测仪监测并把声强调节到55分贝,依据大鼠昼伏夜出的习性,于晚19时至次日早7时,循环播放音乐。为了消除背景噪声的干扰,不加音乐组(正常组,模型组)也打开MP3播放器开关,但不播放乐曲,整个实验过程中确保周围环境安静。

1.4.3 大鼠心电图监测 皮下注射ISO 12 h后,2%戊巴比妥钠麻醉大鼠,并立即行肢体Ⅱ导联心电图检查,记录T/R波振幅比。给药后,T波高耸并超过同导联R波的1/2视为造模成功。

1.4.4 大鼠左心功能监测 利用心室内插管术来监测大鼠左心功能,具体操作如下:将麻醉后的SD大鼠仰卧位固定在单人单面洁净工作台上,持手术剪沿颈前正中线剪开皮肤,逐层分离皮下组织、筋膜、肌肉和神经,使用玻璃分针尽可能的分离出一段较长的右颈总动脉备用,在右颈总动脉下方放置两根丝线,一根结扎右颈总动脉的远心端,近心端用血管夹夹闭,而后在夹闭的右颈总动脉远心端的血管壁上轻轻剪一“V”形切口,将麻醉用硬脊膜外导管用液体石蜡润滑后插入右颈总动脉,用预先备好的丝线打一个活结,使动脉和麻醉用硬脊膜外导管之间无间隙防止流血,撤去血管夹,此时RM6240C型多道生理信号采集处理系统的显示器上显示的波形即为动脉血压。左手持镊子轻轻夹起近心端右颈总动脉,右手将导管向心脏方向缓慢且匀速推入,时刻注意波形变化,当导管到达主动脉瓣处时会感受到阻力,此时应暂停推进,当观察到动脉血压波形开始上升时继续推进导管进入左心室内,此时的波形其波宽和振幅都比较高大,舒张压接近0 mmHg,即表示成功进入左心室内。此时继续向前插入导管少许防止滑脱,将丝线的线结重新打紧使插管牢固固定。待波形稳定10 min后,记录LVSP、LVDP、+dp/dtmax和-dp/dtmax等指标。

1.5 统计学分析通过Graphpad Prism 8.0软件进行数据处理,计量资料用“均数±标准差”表示,组间比较采用单因素方差分析。若P<0.05,表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠一般性状正常组和正常+音乐组的大鼠精神状况良好,眼神明亮,饮食正常,毛色光亮有泽,二便正常,行动敏捷,多洗脸、梳头等修饰行为及攀爬等探索行为。模型组和模型+音乐组的大鼠在皮下注射ISO后,大鼠普遍出现活动量减少、口鼻分泌血性粘液物、呼吸急促、多喜饮水、体重减轻等改变。

2.2 大鼠心电图与正常组比较,模型组心电图T/R波振幅比(P<0.001)显著增大。与模型组比较,模型+音乐组心电图T/R波振幅比(P<0.05)显著减小,见表1。

表1 徵调音乐对心肌缺血大鼠T/R波振幅比的影响

2.3 大鼠血流动力学参数与正常组比较,模型组LVSP、+dp/dtmax显著减小,LVDP、-dp/dtmax显著增大,差异均具有统计学意义。与模型组比较,模型+音乐组LVSP、+dp/dtmax显著增大,-dp/dtmax显著减小,差异具有统计学意义;LVDP减小,差异无统计学意义,见表2。

表2 徵调音乐对心肌缺血大鼠LVSP、LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax的影响

3 讨论

心电图(Electrocardiogram,ECG)是判断心肌缺血的常用方法之一,心肌缺血后ECG会呈现出一系列异常。已有学者报道,T/R波振幅比是心肌缺血的危险指标之一[7]。张洪明等学者已证实,汞中毒心肌损伤大鼠的T/R波振幅比明显增大[8]。与之相似,本实验中,与正常组比较,模型组的大鼠T/R波振幅比增大,提示模型制备成功。有研究表明,安静和兴奋音乐能够影响心脏电功能,使T波和R波的振幅发生改变,但详细机制不明[9]。在本实验中也发现,与模型组比较,模型+音乐组大鼠的T/R波振幅比明显减小,提示徵调音乐可以改善心肌缺血大鼠心电图T/R波振幅比。

目前认为,大剂量ISO能够兴奋心脏β受体,一方面引起心率骤增,心肌收缩力增强,冠脉血流阻力增大,导致心肌缺血缺氧;另一方面,扩张外周血管,引起血压降低,加重冠状动脉的供血量不足等问题。在基础实验中,血流动力学是监测心脏功能状况的常用有效指标之一。其中,LVSP是评估左心室收缩性能的指标之一[10]。LVDP是评价左心室舒张功能指标之一。+dp/dtmax是心肌在完成一次收缩的过程中,心室收缩压最大上升速率,常用于评估收缩功能。而-dp/dtmax是指心肌在完成一次舒张的过程中,心室舒张压最大下降速率,可评估舒张功能[11]。谭琦等[12]观察所制备的心肌缺血模型,发现模型组LVSP降低,差异具有统计学意义。乔陆明等[13]研究发现徵调音乐能够减轻垂体后叶素引起的心肌缺血,改善心肌功能,其详细机制尚不清楚。与之相似,我们的研究表明,与正常组相比,模型组的大鼠LVSP、+dP/dtmax均显著降低,LVDP、-dp/dtmax明显升高,大鼠心脏功能指标的异常进一步证实模型制备成功。与模型组比较,给予徵调音乐干预后,大鼠的LVSP、+dP/dtmax显著升高,-dP/dtmax明显降低,LVDP有所降低但差异无统计学意义,LVDP改善效果不显著可能与我们观察例数较少及干预时长短有关。以上所观察到的现象均说明,在发生急性心肌缺血时,大鼠心肌的舒张与收缩功能均受到影响,徵调音乐能够减轻心肌缺血大鼠的心肌收缩力的下降程度,增加心肌顺应性。我们的结果与马毓蔓[14]所观察到的音乐干预对心肌缺血大鼠的心功能无显著影响不同,可能与我们所使用的音乐不同有关。

徵调音乐对心肌缺血SD大鼠心功能造成影响的机制目前尚不明确,可能的作用机制有以下几方面:一方面,音乐可以通过下丘脑-垂体-肾上腺轴影响自主神经系统[15],从而调节人体的心血管[16]等系统。我们给予徵调音乐干预可能为大鼠创造了一个良好安静舒适的环境,改善了大鼠的情绪,通过调节其自主神经系统改善心脏功能。另一方面,机体正常的生理功能活动,像心脏的收缩与舒张往往按照其特有的节律进行周而复始的振动。而音乐恰好也是由一定的振动频率、节奏等所构成,所以当两者的振动频率相契合的时候,相应的脏器就会产生有益的共振[17],同频共振有利于机体内部达到平衡状态。有研究表明,心肌细胞内外Ca2+的浓度分布以及Ca2+进出细胞膜的数量等因素对心肌细胞收缩及舒张性能有很大的影响[18]。另有研究证明了,可听声波刺激可影响菊花细胞壁对Ca2+的吸收[19-20]。而在本实验中,徵调音乐作为一种可听声波干预损伤的心肌细胞后,提高了心肌的收缩与舒张功能,我们推测可能是徵调音乐与心肌细胞的活动产生了生物共振效应,影响了胞内外Ca2+浓度的变化,保护了心肌细胞,进而增强了心肌的收缩及舒张性能,确切机制,有待进一步研究。

综上所述,通过观察给予大鼠ISO12 h后的心电图及心室血流动力学等指标的变化,发现徵调音乐能显著减小心肌缺血大鼠心电图T/R波振幅比,升高LVSP、+dp/dtmax指标,降低-dP/dtmax,说明徵调音乐可以改善心肌缺血大鼠的心室舒缩功能。此外,我们发现徵调音乐没有使正常大鼠的心电图、血流动力学指标发生显著改变,说明徵调音乐不会对正常大鼠心脏功能产生不良影响,由此推测,可以将徵调音乐用于预防、保健领域的辅助治疗。关于徵调音乐改善心肌缺血大鼠的心室血流动力学功能的详细分子机制有待进一步研究。