郭鏡飛，武 禎，夏 迪，郭俊生，徐天銘，曹濟(jì)民

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)學(xué)院 1.八年制臨床醫(yī)學(xué)08級本科生; 2.生理學(xué)系, 北京 100005)

研究論文

家兔右心室異位激動對短時程心臟記憶的影響大于左心室

郭鏡飛1，武 禎1，夏 迪1，郭俊生1，徐天銘1，曹濟(jì)民2*

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)學(xué)院 1.八年制臨床醫(yī)學(xué)08級本科生; 2.生理學(xué)系, 北京 100005)

目的研究家兔左、右心室異位激動對短時程心臟記憶的影響是否存在差異。方法記錄12只正常成年家兔Ⅱ?qū)?lián)體表心電圖；將雙極刺激電極分別置于左、右心室前壁游離壁心外膜下，以實現(xiàn)左、右心室分別起搏，模擬左、右心室異位激動；分析異位激動停止后20 min內(nèi)竇性節(jié)律T波的形態(tài)和電軸偏轉(zhuǎn)情況，并與起搏前的正常竇性心電圖比較，以判斷異位激動位置對短時程心臟記憶的影響。結(jié)果左心室異位激動停止后，竇性T波形態(tài)基本正常，T波電軸偏轉(zhuǎn)在正常范圍內(nèi)(14°～22°)。而右心室異位激動停止后，出現(xiàn)T波倒置，與同部位起搏前相比(P<0.05)，這種T波倒置在所觀察的20 min內(nèi)持續(xù)存在。此外，右心室異位激動停止后，出現(xiàn)T波電軸明顯右偏，與同部位起搏前相比(P<0.05)，最大右偏角度達(dá)127.9°。結(jié)論右心室異位激動后對短時程心臟記憶的影響較大，表現(xiàn)為顯著T波倒置和T波電軸右偏，而左心室異位激動對短時程心臟記憶(包括T波形態(tài)和T波電軸)的影響不明顯。

心臟記憶；T波；心臟起搏；異位激動；心電軸

心臟記憶(cardiac memory)是一種心臟電生理重構(gòu)現(xiàn)象，表現(xiàn)為心臟在異位興奮(如心室起搏、室性早搏及室性心動過速)后出現(xiàn)的T波改變(如形態(tài)與方向等)，并在恢復(fù)竇性心律后這種改變?nèi)钥沙掷m(xù)一段時間[1- 3]。有報道心室異位激動的持續(xù)時間和頻率對于心臟記憶現(xiàn)象會產(chǎn)生一定影響。數(shù)分鐘到數(shù)小時的心臟記憶稱為短時程心臟記憶，通常在短時間陣發(fā)性心動過速后產(chǎn)生；而持續(xù)數(shù)小時到數(shù)天的心臟記憶稱為長時程心臟記憶[2]。由于心臟記憶會影響心室復(fù)極和動作電位及其不應(yīng)期，有誘發(fā)心律失常的風(fēng)險，所以心臟記憶日益受到臨床重視[4- 8]。先前已有報道，心室記憶與間斷性左束支傳導(dǎo)阻滯、室性早搏、心動過速后綜合征以及右室起搏等因素有關(guān)[3]。心臟記憶的T波改變可用于模擬缺血性心臟病，此外還可能降低或提高抗心律失常藥物或其他作用于K+通道藥物對ECG的影響[4]。隨著心臟起搏器的廣泛使用，心室異位起搏的電生理效應(yīng)成為心臟學(xué)的研究熱點之一，有研究表明在雙腔起搏患者中出現(xiàn)了心臟記憶現(xiàn)象。但目前就左右心室起搏對短時心臟記憶的影響研究尚不充分。本文比較了左、右心室起搏對心臟短時記憶的不同影響。

1 材料與方法

1.1 動物及實驗設(shè)計

普通級正常成年家兔12只，體質(zhì)量1.8～2.2 kg，雌雄不拘(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物研究所，合格證號：京ICP備07019532號)。實驗前用25%烏拉坦麻醉(4 mL/kg)。采用自身對照設(shè)計，即以起搏前的心電圖作為正常對照，以起搏結(jié)束后20 min內(nèi)的心電圖作為觀察對象。

1.2 心電圖記錄和心臟起搏

用SoftronTMSP2006型心電圖分析系統(tǒng)連續(xù)記錄并分析6個肢體導(dǎo)聯(lián)的體表心電圖(起搏前以及起搏后20 min內(nèi))。行家兔開胸術(shù)，保持胸膜完整，維持自主呼吸。暴露心臟，剪開心包壁層，將不銹鋼雙極刺激電極分別插入左、右心室心外膜下，用BL-420生物信號處理系統(tǒng)輸出電脈沖刺激，采用波寬5 ms、強度5 V的方波脈沖起搏心臟，起搏頻率略高于自然竇性心律(5.5 Hz或6 Hz)，起搏持續(xù)時間15 min。

1.3 心臟記憶現(xiàn)象的觀察和心電軸分析

調(diào)整心電圖分析系統(tǒng)的參數(shù)，確定基準(zhǔn)心電電位。仔細(xì)觀察異位起搏前后心電圖特別是T波的變化，特別注意T波是否發(fā)生倒置和其它形態(tài)變化。利用SoftronTMSP2006心電圖分析系統(tǒng)測量T波電軸。根據(jù)Ⅱ?qū)?lián)和Ⅲ導(dǎo)聯(lián)中T波高度，并利用下述方程分別計算左右心室起搏后T波電軸的偏轉(zhuǎn)角度。

γ左=arcsin{SQRT[(2b-a)^2/(3a^2 +(2b -a)^2)]}

γ右=arcsin{SQRT[(2b-a)^2/(3a^2 +(2b -a)^2)]}-π

上述公式中，γ=T波電軸偏轉(zhuǎn)角度；左：指左室起搏；右：指右室起搏；arcsin：反正弦函數(shù)；^：指數(shù)符號；a=Ⅱ?qū)?lián)T波高度(mV)；b=Ⅲ導(dǎo)聯(lián)T波高度(mV)；π：圓周率。

上述計算方式是根據(jù)心電軸定義，參考T波心電軸的各種計算方式[5- 7]并結(jié)合自身實驗條件得到，即將T波電壓在Ⅱ和III導(dǎo)聯(lián)軸上的投影，做垂線后交于一點，此點與O點連線，與Ⅱ?qū)?lián)軸正向的夾角，逆時針為正，即心電軸右偏，反之為左偏。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 左心室異位激動對短時程心臟記憶的影響

于左心室前游離壁用方波電刺激脈沖起搏心臟，起搏停止后1 min時，T波稍變得低平，但這種變化于20 min內(nèi)逐漸恢復(fù)到起搏前的水平，未出現(xiàn)T波倒置(圖1A)。T波變化的統(tǒng)計結(jié)果見表1。T波電軸在左心室起搏結(jié)束后發(fā)生順時針偏移(左偏)，但這種偏移在正常范圍內(nèi)(圖2A)。T波電軸偏移在起搏停止后5 min時達(dá)到最大偏移22.0°；之后T波電軸又逐漸逆時針回復(fù)，起搏停止后20 min時恢復(fù)到13.8° (圖2B)。左心室起搏停止后T波電軸的偏轉(zhuǎn)角度總體在正常范圍內(nèi)。

2.2 右心室異位激動對短時程心臟記憶的影響

右心室異位激動對短時程心臟記憶的顯著影響之一是恢復(fù)竇性心律后仍然出現(xiàn)T波倒置(圖1B)。右心室激動停止后1 min時可觀察到T波倒置，T波倒置幅度隨時間延長逐漸變大，激動后5 min T波倒置達(dá)到最大幅值。此后T波保持倒置狀態(tài)，到20 min時波幅比5 min時有所減小。從心電軸來看，左、右心室異位激動后心電軸呈現(xiàn)明顯不同的偏轉(zhuǎn)(圖2)。心電軸統(tǒng)計結(jié)果顯示，右室異位激動前T波心電軸為4.8°。右室異位激動后T波心電軸向逆時針方向偏移(圖2B)，異位激動后5 min達(dá)到最大偏移量 127.9°，此后心電軸方向基本保持不變。整體而言，右室異位激動導(dǎo)致T波心電軸明顯右偏，與起搏前的T波電軸相比(P<0.05)，這與左室異位激動后心電軸的變化明顯不同(圖2A)。

3 討論

心臟記憶現(xiàn)象會影響心室復(fù)極化和動作電位的不應(yīng)期，有誘發(fā)或抑制心律失常的作用，也容易造成心電圖誤讀，因而研究心臟記憶有重要意義。心臟異位激動常見于異位心律和心臟起搏。通過改變心臟起搏點位置來改善心功能可能與心臟記憶有關(guān)[8- 9]。本研究著重比較了左室和右室起搏對T波形態(tài)和電軸影響的差異以及可能蘊含的臨床意義。

A.LV pacing’ lowered T wave was observed 1 min after pacing, but soon recovered within 20 min after pacing; no T wave inversion was observed; B.RV pacing; T wave inversion appeared 1 min after pacing and this change lasted at least 20 min

圖1 家兔代表性Ⅱ?qū)?lián)心電圖顯示左心室和右心室異位激動后T波的不同變化Fig 1 Representative lead II ECGs showing differential T wave alterations after LV and RV ectopic activations

“-”represents T wave inversion;*P<0.05 compared with that of the same ventricles before pacing; LV.left ventricle; RV.right ventricle; Mean SD,n=6 in each group.

A.LV pacing, before pacing, the average angle of T wave axis was 13.9°,after pacing, T wave axis showed clockwise deflection, five min after pacing, the average maximal deflection of T wave axis was 22.0°, then gradually deflected counter-clockwise and returned to 13.8° 20 min after pacing; B.RV pacing, before pacing, the average angle of T wave axis was 4.8°, soon after pacing, T wave axis deflected counter-clockwise, and this deflection reached the maximal 127.9°, and the deflection did not recover within the observed 20 min after pacing;*P<0.05 compared with that of the same ventricles before pacing, LV.left ventricle, RV.right ventricle.

圖2左、右心室異位激動后T波電軸的差異性偏轉(zhuǎn)
Fig2DifferentialTwaveaxisdeflectionbetweenLVandRVafterventricularectopicactivation

心電圖的各個波均有自己的電軸。T波電軸較全面地反映了心室復(fù)極過程，其改變也敏感地反映了心室復(fù)極過程的異常。T波電軸的改變是心血管疾病的獨立危險因素，其對心臟病變的預(yù)測效果不亞于傳統(tǒng)的QT間期等指標(biāo)[6]?；谝陨显颍x擇T波電軸作為衡量心電記憶的指標(biāo)。人的T波心電軸正常范圍是15°～75°，臨界范圍是75°～105°和-15°～15°，異常范圍是-180°～15°和105°～180°[10]。有關(guān)家兔T波電軸的正常值范圍鮮有報道，估計與人的T波電軸正常值范圍相似，例如人QRS波的心電軸正常范圍(-30°～90°)與家兔的接近(-43°～80°)[11]。

心臟記憶特指一段時間的激動順序改變后恢復(fù)竇性節(jié)律時所出現(xiàn)的持續(xù)性T波改變[12- 13]，因此選擇利用T波電軸來評估不同異位激動起搏點對心臟記憶的后續(xù)影響。本研究率先發(fā)現(xiàn)家兔左心室異位激動后，T波變得低平但未倒置，提示左心室異位激動對心臟記憶的影響較??；然而，右心室異位激動后T波電軸迅速右偏，異位激動后5 min后右偏達(dá)到峰值(120°左右)并持續(xù)較長時間。T波電軸右偏大多源于心臟病理性電重塑[7]。右室起搏的類似效應(yīng)可能增加心律失常的易感性。產(chǎn)生短時心臟記憶的機制目前尚不很清楚，可能與心臟激動順序的改變導(dǎo)致心肌細(xì)胞某些離子通道的表達(dá)改變有關(guān)[2]。

左、右心室異位激動導(dǎo)致的心臟記憶差異提示起搏器的放置位置、方式以及時間長短對心臟起搏可能引起的心臟電生理和泵功能的維持有重要影響[2]。本研究提示起搏點位于左心室對T波影響較小，但由家兔的實驗資料過度到臨床仍需進(jìn)一步研究。

志謝：本文前5位作者貢獻(xiàn)相同。

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The impact of RV ectopic excitationon short-term cardiac memory is greater than that of LV in the rabbit

GUO Jing-fei1, WU Zhen1, XIA Di1, GUO Jun-sheng1, XU Tian-ming1, CAO Ji-min2*

(1.Undergraduate Students of 8-Year Program; 2.Dept. of Physiology, Institute of Basic Medical Sciences, CAMS,School of Basic Medicine, PUMC, Beijing 100005, China)

ObjectiveTo investigate the differential impact of right versus left ventricular ectopic excitation on the short-term cardiac memory.MethodsSurface electrocardiogram (ECG) (Lead Ⅱ) was recorded and bipolar electrode pacing was performed on the left ventricular (LV) and right ventricular (RV) anterior free walls at an open-chest condition in normal adult rabbits. Within 20 min after pacing, T wave morphology and T wave electrical axis were analyzed and compared with that of the same ventricles before pacing.ResultsAfter LV pacing, the T wave morphology was basically normal and the deflection of T axis was within normal range (14°～22°). However, RV pacing resulted in significant T wave inversion and counter-clockwise deflection of T axis (maximal deflection 127.9°) (P<0.05 compared with that of the same site before pacing, respectively).ConclusionsThe influence of RV ectopic excitation on short-term cardiac memory is much greater than that of LV ectopic excitation: RV ectopic excitation induces serious T wave inversion and T axis counter-clockwise deflection, while LV ectopic excitation has no significant influence on T wave morphology and T axis.

cardiac memory; T wave; cardiac pacing; ectopic excitation; cardiac electrical axis

2013- 07- 12

2014- 02- 12

國家級和北京市級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃(201210023060)

*通信作者(correspondingauthor)： caojimin@126.com

1001-6325(2014)08-1049-05

R 540.4

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