侯杰 葉先才 郭燕君 王志堅 沈忠飛

(嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室，浙江 嘉興 314000)

心中膜起搏對心室整體電擴布及跨壁離散度的影響*

侯杰 葉先才 郭燕君 王志堅 沈忠飛△

(嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室，浙江 嘉興 314000)

目的：采用中膜起搏技術(shù)，觀察中膜起搏對心室整體電擴布及跨壁離散度(Transmural dispersion of repolarization，TDR)的影響。方法：植入中膜起搏電極，建立藥物干預(yù)下TDR延長及心衰犬模型，比較不同犬之間、不同起搏部位，各層心肌動作電位時限(APD90)及TDR的變化。結(jié)果：不同部位起搏時，心肌內(nèi)、中及外膜APD90差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；中膜起搏時，TDR較外膜起搏明顯減小(33.9±5.3 msvs 70.5±6.0 ms，P<0.01)；慢性心衰犬模型、致TDR延長藥物干預(yù)下，心中膜起搏時，TDR最小。結(jié)論：心中膜起搏時，電流在心室立體電擴布時間最短，且正常和病理狀態(tài)下產(chǎn)生的TDR最小。

電生理學(xué)；跨壁離散度；中膜起搏；單相動作電位時限

室性快速性心律失常是臨床最為常見的致死性心律失常之一，臨床救治率低。近年來，在研究心律失常發(fā)病機制中，TDR(Transmural dispersion of repolarization)被認(rèn)為是室速、室顫發(fā)生的重要機制[1,2]。TDR增大是惡性室性心律失常及心臟性猝死的電生理基礎(chǔ)[3]。目前，以減小TDR為目標(biāo)來達(dá)到治療心律失常的手段十分有限。心中膜復(fù)極時間最長，對TDR影響最大[4]，以起搏技術(shù)提前激動心中膜可縮小一個心肌平面的TDR。本課題擬在上述研究的基礎(chǔ)上，觀察心中膜起搏對整體心室電擴布的影響，并降低心室整體復(fù)極的TDR，為臨床心中膜起搏技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)，以期達(dá)到預(yù)防室性快速性心律失常的目的。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物

健康蒙古犬26只，體重15～20 kg，雌雄不限。

1.1.2 儀器

BL-420S生物信號采集系統(tǒng)(成都泰盟)、LEAD-2型電子蠕動泵(成都泰盟)、MP-200型微電極拉制儀(成都泰盟)、離體心臟灌流系統(tǒng)(成都泰盟)、自制有機玻璃恒溫灌流肌浴槽、ME-200A型微電極放大器、玻璃微電極毛胚(成都泰盟)。

1.1.3 試劑

臺氏液構(gòu)成 ：NaCl 129 mmol·L-1，KCl 4 mmol·L-1，NaH2PO40.9 mmol·L-1，NaHC0320 mmol·L-1，CaCl21.8 mmol·L-1，MgSO40.5 mmol·L-1，葡萄糖5.5 mmol·L-1，胰島素1U/L；3%戊巴比妥鈉；心臟高鉀停跳液：KCI 8.5 mmol·L-1，其余同臺式液；肝素鈉；戊巴比妥鈉(Sigma)。

1.2 方法

1.2.1 動物準(zhǔn)備

健康蒙古犬，術(shù)前12 h禁食禁水，所有犬給予3%戊巴比妥鈉靜脈麻醉，經(jīng)口腔氣管插管，動物呼吸機輔助呼吸。右側(cè)股靜脈置管持續(xù)靜滴Nacl。監(jiān)測心電、血壓。各項指標(biāo)穩(wěn)定后，開右側(cè)開胸，切開心包制作心包吊籃。

1.2.2 起搏、記錄電極的植入

雙極同心銀電極經(jīng)心外膜垂直插入，記錄到M層細(xì)胞特征性動作電位時，證實植入心中膜。阿托品0.25 mg·kg-1·min-1持續(xù)靜脈滴注，待犬心率<60次min-1后，起搏電極給予基礎(chǔ)周長1000 ms刺激。記錄電極垂直經(jīng)心外膜插入心室腔并固定于心內(nèi)膜；推送尾端電極刺入心外膜并固定；推送中段電極至心中膜，并以記錄到M層細(xì)胞特征性動作電位，并保持心內(nèi)、外膜及中層記錄電極位于同一跨壁軸線上；所有記錄電極圍繞起搏電極為圓心，間隔1 cm間距圓形分布。

1.2.3 各層心肌動作電位記錄

各記錄電極連接軟質(zhì)導(dǎo)電金屬彈簧，再經(jīng)微電極放大器探頭連接于信號采集系統(tǒng)的輸入端，同步記錄各點動作電位。

1.2.4 起搏刺激方案

移動起搏電極分別于心中膜、心內(nèi)膜、心外膜三層起搏，每次起搏周長分別為1200 ms、1000 ms、800 ms、600 ms。

1.2.5 致TDR延長藥物干預(yù)下犬模型的建立及心中膜起搏

喹諾酮類藥物稀釋后，以0.1 g·kg-1量灌胃，1次/天，共4周；對照組以同等量的NaCl替代。建模成功后，按上述步驟實施。

1.2.6 犬慢性心衰模型的建立及心中膜起搏

健康雜種犬，術(shù)前12 h禁食禁水，麻醉前30 min肌注魯米那0.1 g、阿托品0.5 mg，3%戊巴比妥鈉按0.8-1.0 mg·kg-1靜注麻醉，術(shù)中以氯胺酮4 mg/次靜脈推注維持。在右頸部做一5 cm切口，在DSA下經(jīng)頭臂靜脈將導(dǎo)管電極送至右心室，連接起搏器，頻率230次·min-1，持續(xù)4周后更換起搏器，頻率190次·min-1，持續(xù)4周。第5周起給予速尿40 mg·d-1。建模成功后，按上述步驟實施。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 在正常犬活體心臟模型中：

基礎(chǔ)狀態(tài)下整體心肌的TDR為47.8±6.8 ms。心肌內(nèi)、外膜及M層起搏，APD90及TDR的變化，見表1。與心內(nèi)膜、心外膜起搏比較，M層起搏時：左心室TDR34.9±7.3 s；右心室TDR42.6±5.0 ms。心肌內(nèi)、外膜及M層起搏，左心室不同部位TDR的變化：M層起搏時，前壁、側(cè)壁、下壁、后壁TDR34.7±5.0 ms，43.0±5.2 ms，57.8±4.6 ms，63.1±4.8 ms；內(nèi)膜起搏時，各壁TDR35.2±4.8 ms，44.7±4.2 ms，58.1±5.5 ms，63.2±4.8 ms；外膜起搏時，各壁TDR66.6±5.8 ms，67.8±5.0 ms，69.4±5.2 ms，71.4±5.8 ms。

2.2 在灌注喹諾酮類藥物的犬活體心臟模型中：

基礎(chǔ)狀態(tài)下整體心肌的TDR為47.8±6.8 ms。心肌內(nèi)、外膜及M層起搏，對心肌內(nèi)、外膜、M層細(xì)胞APD90及TDR的影響見表2。

表1 不同部位起搏對APD90、TDR影響

注：與外膜起搏相比，*P<0.05；與內(nèi)膜起搏相比，**P<0.05；與M層起搏相比，***P<0.05。APD90=單相動作電位時限，TDR=跨室壁復(fù)極離散。

表2 內(nèi)中外膜起搏對APD90、TDR影響

注：與外膜起搏比較，*P<0.01；與內(nèi)膜起搏比較，**P>0.05。

2.3 在犬慢性心力衰竭模型中：

基礎(chǔ)狀態(tài)下整體心肌的TDR為82.6±7.5 ms。心肌內(nèi)、外膜及M層起搏，對心肌內(nèi)、外膜、M層細(xì)胞APD90及TDR的影響：不同部位的起搏，對3層心肌細(xì)胞APD90沒有顯著影響(P>0.05)。同M層起搏相比，心內(nèi)膜起搏TDR差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。而心外膜起搏時的TDR明顯增大(P<0.01，表3)。

表3 不同部位起搏對APD90、TDR影響

注：與外膜起搏比較，*P<0.01；與內(nèi)膜起搏比較，**P>0.05。

3 討論

近年來，在室性快速性心律失常的發(fā)病機制的研究中，TDR被認(rèn)為是室速、室顫發(fā)生的重要機制[1,2]。TDR異常增大使得心室肌各層復(fù)極不均一性更加嚴(yán)重，導(dǎo)致折返形成，從而引起惡性室性心律失常及心臟性猝死的發(fā)生[5,6]。并且臨床上公認(rèn)的心力衰竭治療方案CRT誘發(fā)的惡性心律失常亦有諸多報道[7,8]。其根本原因都是TDR異常增大。

正常情況下心室激動起源于內(nèi)膜下的浦肯野氏纖維網(wǎng)，最后擴散到整個心室壁[9]。本研究顯示，左心室外膜起搏時，左心室激動順序為：外膜最快，中膜次之，內(nèi)膜最后。激動順序的逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致M層復(fù)極推遲從而導(dǎo)致TDR的增大，這也再次證實了文獻(xiàn)報道[10]。本實驗發(fā)現(xiàn)，中膜起搏時，左室激動時間最短，提示我們在臨床上可以采用中膜起搏提高心臟再同步治療的效果。

本實驗發(fā)現(xiàn)，心力衰竭犬模型外膜起搏比內(nèi)膜起搏TDR明顯增大，且外膜起搏時內(nèi)膜的激動時間明顯延長。由于心室肌本身的差異性，而這種差異性在改變心室壁正常激動順序時顯著增大。心外膜起搏時，心外膜除極和復(fù)極早，M細(xì)胞除極和復(fù)極晚，且APD最長，造成了TDR的增大，所以外膜起搏會增加心律失常的發(fā)生率。這也提示我們臨床上可以采用中膜起搏，首先激動中膜細(xì)胞，使TDR減少防止心律失常的發(fā)生。

心力衰竭犬模型的APD、TDR比正常犬延長，表明心衰時心臟電生理異常，TDR增大。心衰時，M層心肌APD、復(fù)極時間的延長最為顯著，從而導(dǎo)致了3層心肌TDR增大，后者導(dǎo)致折返性心律失常的發(fā)生。

本項目分析了不同犬之間、不同起搏部位下APD、TDR的改變?？梢娭心て鸩梢悦黠@減少由外膜起搏所引起的心室肌激動順序的逆轉(zhuǎn)以及TDR的增大，這為CRT的治療以及心律失常的治療提供一定的臨床依據(jù)。

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Effects of pacing in left ventricular mid-myocardium in canines on ventricular electrical spreading and transmural dispersion of repolarization*

Hou Jie, Ye Xian-Cai, Guo Yan-Jun, Wang Zhi-Jian, Shen Zhong-Fei△

(Department of Human Anatomy, Jiaxing University School of Medicine, Zhejiang Jiaxing 314000)

Objective：To investigate the effects of pacing in left ventricular mid-myocardium on ventricular electrical spreading and transmural dispersion of repolarization. Methods: TDR prolonged and congestive heart failure canine models were established under drug intervention and plant heart pacing electrode. Atransmural ECG and iransmembrane action potentials were simultaneously recorded from epicardial, mid-myocardium(M), and endocacdial cells paced at epieardial, M, and endocardial layer respectively, and action potential duration(APD90) and the TDR were observed．Results: APD90was not significantly changed in epicardial, M and endocardial pacing(P>0.05)．TDR in mid-myocacdial pacing was decreased compared to epicardial pacing(33.9±5.3 ms vs.70.5±6.0 ms, P<0.01)．Even so, TDR of chronic heart failure model under TDR prolonged drug intervention in mid-myocacdial pacing was the lowest. Conclusions: When it came to mid-myocacdial pacing, current in ventricular three-dimensional electric spreading time was the shortest, and TDR produced in mid-myocacdial pacing was less than endocardial and epicardial pacing.

Electrophysiology; Transmttral dispersion of repolarization; Mid-myocardial pacing; Action potential duration

浙江省科技廳項目(編號：2014C37019)；嘉興市科技局項目(編號：2012AY1075-6)

侯杰，男，助教，主要從事人體解剖學(xué)教學(xué)與科研工作，Email：houjie19870220@126.com。

△通訊作者：沈忠飛，男，副教授，主要從事人體解剖學(xué)教學(xué)與科研工作，Email：shzhmy169@vip.sina.com。

2015-1-11)