孫紅梅，李　麗，蔣永榮，楊　琳，薛小臨，孔　澍，楊　昭

(1. 延安大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，陜西延安　716000；2.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科，陜西西安　710061；3. 西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部，陜西西安　710061)

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◇基礎(chǔ)研究◇

應(yīng)用光標(biāo)測技術(shù)觀察INa-L和IKr對(duì)左、右心室間電異質(zhì)性的影響

孫紅梅1,2，李麗2，蔣永榮2，楊琳2，薛小臨2，孔澍3，楊昭3

(1. 延安大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，陜西延安716000；2.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科，陜西西安710061；3. 西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部，陜西西安710061)

摘要：目的應(yīng)用高分辨率光標(biāo)測技術(shù)，觀察INa-L、IKr對(duì)左、右心室間異質(zhì)性及頻率依賴性的影響。方法構(gòu)建兔離體心臟模型(12只)，將電壓敏感性染料通過Langendorff方法灌注兔離體心臟，使用波長為532 nm的LED光源，分別記錄心臟左、右心室動(dòng)作電位時(shí)程(APD80和APD50)；分別使用多菲利特(30 nmol/L)、多菲利特+ATX-Ⅱ(1 nmol/L)、多菲利特+ATX-Ⅱ+美西律(10 μmol/L)進(jìn)行灌注，加藥前為自身對(duì)照，每組分別給予刺激周長(BCL)為2 000、1 000、500、300 ms的刺激，觀察藥物干預(yù)前后左心室或右心室APD的變化。結(jié)果①在不同刺激條件下，對(duì)照組右心室的APD80、APD50均長于左心室，呈反向頻率依賴性；②加入多菲利特后，BCL=1 000 ms時(shí)，左、右心室的APD80、APD50分別較對(duì)照組相應(yīng)心室明顯延長，但兩心室的ΔAPD80和ΔAPD50相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；隨頻率的減慢，兩心室的ΔAPD80較對(duì)照組增加明顯。③加入ATX-Ⅱ后，BCL=1 000 ms時(shí)，左、右心室的APD80、APD50較單用多菲利特及對(duì)照組顯著增加，兩心室的ΔAPD80和ΔAPD50相比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且左心室的ΔAPD80和ΔAPD50大于右心室。隨刺激頻率的減慢，兩心室的ΔAPD80較對(duì)照組顯著增加。④加入美西律后，BCL=1 000 ms時(shí)，左、右心室的APD80、APD50較使用前明顯縮短，兩心室的ΔAPD80和ΔAPD50與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，兩心室的ΔAPD80與ATX-Ⅱ組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而ΔAPD50與ATX-Ⅱ組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。隨頻率的減慢，兩心室ΔAPD80增加的幅度減小。結(jié)論①多菲利特阻斷IKr未能增大心室間的異質(zhì)性，左、右心室表現(xiàn)出反向頻率依賴性。②在阻斷IKr的基礎(chǔ)上使用INa-L開放劑ATX-Ⅱ，增加了左、右室間的異質(zhì)性，并加強(qiáng)IKr的反向頻率依賴性；美西律阻斷INa-L減小心室間的異質(zhì)性，并減輕其反向頻率依賴性。

關(guān)鍵詞：光標(biāo)測；左右心室；復(fù)極異質(zhì)性；INa-L；IKr

近年來大量基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，整體心臟左、右心室以及心臟各層心肌細(xì)胞之間的電生理異質(zhì)性增大，為折返激動(dòng)和室性心律失常的發(fā)生提供基質(zhì)。電壓敏感性光標(biāo)測技術(shù)可通過多位點(diǎn)、同步和無創(chuàng)記錄心肌細(xì)胞群的膜電位變化，被用于研究整體心臟的電生理特征及心律失常的發(fā)生機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，心肌肥厚、慢性心力衰竭及3型長QT綜合征(LQT3)等疾病發(fā)生TdP(Torsades de pointes)的主要原因是心室肌細(xì)胞晚鈉電流(INa-L)增大，使用阻斷hERG通道(IKr通道)的藥物時(shí)，發(fā)生TdP的風(fēng)險(xiǎn)性增高，使得原本安全的藥物變得不安全。跨壁復(fù)極離散度(TDR)的增大是發(fā)生TdP的重要機(jī)制，但左、右心室間的復(fù)極異質(zhì)性所發(fā)揮的作用尚不明確。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象與儀器選取成年雄性家兔12只，體質(zhì)量2.4～2.7 kg，由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。本實(shí)驗(yàn)的光學(xué)標(biāo)測系統(tǒng)主要包括Langendorff灌流系統(tǒng)、熒光信號(hào)檢測系統(tǒng)和ECG采集系統(tǒng)。

1.2實(shí)驗(yàn)分組12只家兔均為自身對(duì)照，根據(jù)藥物干預(yù)的不同分為4組，依次是對(duì)照組、多菲利特組、多菲利特+ATX-Ⅱ組、多菲利特+ATX-Ⅱ組+美西律組。加藥前為自身對(duì)照，依次給予3種藥物干預(yù)(如出現(xiàn)不可消除的自主節(jié)律干擾則停止實(shí)驗(yàn))。以上4組實(shí)驗(yàn)的臺(tái)式液為循環(huán)灌注，且沒有藥物洗脫，對(duì)照組只含電壓敏感性染料Di-4-ANEPPS、肌松劑(+)-Blebbistatin(10 μmol/L)，之后依次加入多菲利特(30 nmol/L)、ATX-Ⅱ(1 nmol/L)和美西律(10 μmol/L)。所有實(shí)驗(yàn)用藥均由DMSO配置。

1.3離體兔心室標(biāo)本的制備①固定家兔，首先肌肉注射安定0.2 mL，后經(jīng)耳緣靜脈先后注射肝素200 IU/kg和250 g/L烏拉坦5 mL/kg充分抗凝和麻醉。開胸后連同心包取出心臟，暴露主動(dòng)脈弓，在主動(dòng)脈弓起始部離斷，留有完整的升主動(dòng)脈。②采用Langendorff方法主動(dòng)脈逆行灌流心臟，應(yīng)保證冠狀動(dòng)脈的良好灌注。從取出心臟到成功插管應(yīng)在2 min內(nèi)完成。③灌流速度穩(wěn)定于15～20 mL/min之間。心臟持續(xù)穩(wěn)定灌流后，將正、負(fù)刺激電極扎入心尖部附近，心電信號(hào)通過放大器輸入計(jì)算機(jī)，給予不同基礎(chǔ)刺激周長(basic cycle length, BCL)2 000、1 000、500、300 ms的連續(xù)單刺激，電流約2～4 mA，設(shè)定刺激電流強(qiáng)度為閾值的2倍，脈寬為2 ms。標(biāo)本平衡約40 min。整個(gè)實(shí)驗(yàn)限定在1.5 h內(nèi)完成。

1.4刺激方式①標(biāo)本連接到心臟灌流裝置后，給予BCL=1 000 ms的連續(xù)單刺激平衡，加入肌松劑(+)-Blebbistatin(10 μmol/L)后(避免氣泡生成)，使得心臟無機(jī)械收縮(約20～40 min)。② 通過灌流裝置的三通管緩慢注射電壓敏感性染料Di-4-ANEPPS 0.2 mL(避免氣泡生成)，打開LED光源，用專用眼鏡可見心臟外膜為均勻的橘紅色(綠光激發(fā)紅光的原理)。如心室熒光亮度較暗或者熒光衰減，可隨時(shí)追加染料0.1 mL。③依次給予BCL=2 000、1 000、500、300 ms的刺激1 min，保存數(shù)據(jù)作為對(duì)照組。記錄時(shí)間為每一時(shí)間段結(jié)束之前的APD。④原臺(tái)式液中依次加入多菲利特30 nmol/L、ATX-Ⅱ 1 nmol/L、美西律10 μmol/L后，均灌流10 min后，依次給予BCL=1 000、500、300 ms的刺激1 min，并記錄。⑤ 在步驟3、4中，改變刺激周長之間以BCL=1 000 ms平衡1～2 min。⑥結(jié)束實(shí)驗(yàn)，清洗灌流系統(tǒng)。

1.5左、右心室動(dòng)作電位的采集和分析實(shí)驗(yàn)選用電壓敏感性染料Di-4-ANEPPS(Invitrogen公司)，使用激發(fā)波長為532 nm、發(fā)射波長約620 nm的濾光鏡。通過2個(gè)裝有高速數(shù)字?jǐn)z像頭的CCD攝像機(jī)(加拿大Dalsa公司，空間分辨率為128×128)和兩個(gè)LED光源(激發(fā)波長為532 nm，國產(chǎn))分別對(duì)準(zhǔn)心臟的左、右心室，由CCD攝像機(jī)捕捉心臟左、右心室的電信號(hào)變化。CCD捕獲的圖像以261幀/s的速度采集，每次保存圖像根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置為1 000幀或者2 000幀。標(biāo)測左、右心室心外膜的面積各約1.5 cm×1.5 cm。通過Lab View平臺(tái)建立的圖像數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行左、右心室動(dòng)作電位(APD)的同步采集。測量左、右心室APD80、APD50，用ΔAPD80和ΔAPD50表示藥物干預(yù)前后左心室或右心室APD80和APD50變化的差值。

2結(jié)果

2.1生理?xiàng)l件下左、右心室異質(zhì)性的比較生理?xiàng)l件BCL分別為2 000 ms、1 000 ms、500 ms、300 ms時(shí)，觀察到同一心臟標(biāo)本的左、右心室間APD的差異(圖1)。APD均分別于心臟左、右心室上某一固定像素點(diǎn)記錄獲得。紅色表示右心室，藍(lán)色表示左心室。BCL=300 ms時(shí)，兩心室的APD幾乎重疊，BCL=(2 000、1 000、500 ms)，右心室的APD長于左心室，且左右心室APD的差值呈反向頻率依賴。

圖1生理?xiàng)l件不同BCL下左、右心室動(dòng)作電位的比較

Fig.1 Comparison of APD in the left and right ventricles of different BCL in physiological conditions

A：2 000 ms；B：1 000 ms；C：500 ms；D：300 ms。

2.2多菲利特、ATX-Ⅱ及美西律對(duì)左、右心室APD的影響當(dāng)BCL=1 000 ms，加入多菲利特，兩心室的APD80和APD50較對(duì)照組均明顯延長。在多菲利特的基礎(chǔ)上加用ATX-Ⅱ，兩心室的APD80和APD50較單用多菲利特延長更明顯。加入美西律后，兩心室的APD80和APD50較使用前均明顯縮短。實(shí)驗(yàn)各組中右心室的APD80較左心室長。當(dāng)BCL分別為500 ms和300 ms時(shí)，兩心室的APD80和APD50隨著刺激頻率的增快而縮短，但藥物干預(yù)后APD的變化趨勢同BCL=1 000 ms時(shí)的變化相似(圖2)。

圖2BCL=1 000 ms時(shí)不同藥物干預(yù)對(duì)左、右心室APD80、APD50(ms)的影響

A：對(duì)照組；B：多菲利特組；C：多菲利特+ATX-Ⅱ組；D：多菲利特+ATX-II+美西律組。每組取18個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析，RV：右心室；LV：左心室。

當(dāng)BCL=1 000 ms時(shí)，對(duì)照組臺(tái)式液中依次加入多菲利特、ATX-Ⅱ、美西律，觀察到某一標(biāo)本左、右心室APD的變化規(guī)律(圖3)。左、右心室的圖像用光標(biāo)測分析的ratio圖表示，中間的兩列AP分別來自同一標(biāo)本左、右心室的某一固定像素點(diǎn)，其中藍(lán)色為對(duì)照組，綠色為多菲利特組，紅色為多菲利特+ATX-Ⅱ組，紫紅色多菲利特+ATX-Ⅱ+美西律組。色標(biāo)表示膜電壓(mV)，紅色代表去極化狀態(tài)，深藍(lán)色代表復(fù)極化狀態(tài)。

整治手法：修繕和更換結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重的建筑構(gòu)件，現(xiàn)狀瓷磚貼面予以保留，裸露的磚墻墻面以白色防水涂料進(jìn)行粉刷，勒腳部分用深灰色防水涂料粉刷，進(jìn)行建筑節(jié)能改造。

圖3BCL=1 000 ms時(shí)不同藥物干預(yù)后左、右心室APD變化的個(gè)例

Fig.3 Changes of APD in the left and right ventricles before and after intervention in one case when BCL was 1 000 ms

2.3多菲利特、ATX-Ⅱ及美西律對(duì)心室間異質(zhì)性的影響B(tài)CL=1 000 ms，加入多菲利特，左、右心室的ΔAPD80較對(duì)照組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；在多菲利特基礎(chǔ)上加ATX-Ⅱ后，兩心室的ΔAPD80均增加明顯，較對(duì)照組有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；最后加入美西律后，兩心室的ΔAPD80縮短，但較對(duì)照組仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

還發(fā)現(xiàn)加入ATX-Ⅱ后，兩心室的ΔAPD80較單用多菲利特有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，左心室的ΔAPD80比右心室增大顯著；加入美西律相比，左、右心室的APD80均縮短明顯，兩心室的ΔAPD80相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

當(dāng)BCL=1 000 ms，加入多菲利特，兩心室的ΔAPD50相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；加ATX-Ⅱ后，兩心室的ΔAPD50明顯增大，兩心室相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；加入美西律后，兩心室的ΔAPD50縮短，較對(duì)照組仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。加入ATX-Ⅱ后，兩心室的ΔAPD50較單用多菲利特有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，左心室的ΔAPD50明顯增大；同使用美西律相比，左、右心室的APD50均縮短，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

2.4多菲利特、ATX-Ⅱ及美西律對(duì)左、右心室頻率依賴性的影響圖4、5、6表示不同BCL左、右心室用藥組分別與對(duì)照組差值(ΔAPD80)的比較。使用多菲利特后，左、右心室的ΔAPD80隨著刺激頻率的減慢逐漸增加，BCL=1 000 ms時(shí)ΔAPD80延長的幅度最大，BCL=500 ms，ΔAPD80延長的幅度減小，BCL=300 ms時(shí)最小。多菲利特與ATX-Ⅱ共同作用后，隨著刺激頻率的減慢，兩心室的ΔAPD80增加的更為明顯，即反向頻率依賴性加強(qiáng)。使用美西律后，這種反向頻率依賴性減輕。

圖4BCL=1 000 ms時(shí)藥物干預(yù)后的左、右心室ΔAPD80比較

Fig.4 Comparison of ΔAPD80in the left and right ventricles before and after intervention when BCL was 1 000 ms

A：B-A表示多菲利特組與對(duì)照組的差值組，C-A表示多菲利特+ATX-Ⅱ組與對(duì)照組的差值組，D-A表示多菲利特+ATX-Ⅱ+美西律組與對(duì)照組的差值組。B：左、右心室用藥組之間差值(ΔAPD80)的比較。C-B表示多菲利特+ATX-Ⅱ組與多菲利特組的差值組，C-D表示多菲利特+ATX-Ⅱ組與多菲利特+ATX-Ⅱ+美西律組的差值組。

3討論

近20年來，高分辨率光標(biāo)測技術(shù)(optical mapping)是一種新的功能成像技術(shù)，用整體心臟標(biāo)本建立病理生理狀態(tài)的動(dòng)物模型，將心臟電活動(dòng)形象、直觀地展現(xiàn)出來，對(duì)疾病的發(fā)生機(jī)制及其臨床治療可提供一個(gè)可靠的基礎(chǔ)，也為藥物的安全性使用提供依據(jù)。

3.1生理?xiàng)l件下左、右心室的異質(zhì)性特點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)條件中恒定的溫度、酸堿度、灌注壓及足夠的氧供等使離體心臟接近正常生理狀態(tài)，這能夠很好地反映整體心臟心肌細(xì)胞本身的電生理特性。發(fā)現(xiàn)生理?xiàng)l件下心室間也存在異質(zhì)性，右心室的APD比左心室長，

圖5BCL=500 ms時(shí)藥物干預(yù)后的左、右心室ΔAPD80比較

Fig.5 Comparison of ΔAPD80in the left and right ventricles before and after intervention when BCL was 500 ms

圖6BCL=300 ms時(shí)藥物干預(yù)后的左、右心室ΔAPD80比較

Fig.6 Comparison of ΔAPD80in the left and right ventricles before and after intervention when BCL was 300 ms

特別是在慢頻率條件下。其他物種的研究也有相似的結(jié)果[1-2]。JUSTUS等研究心室肌內(nèi)膜的特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)浦肯野氏纖維，結(jié)果是右心室浦氏纖維的APD90大于左心室，APD50反而小于左心室。VOLDERS等[3]用單細(xì)胞膜片鉗技術(shù)表明右室M細(xì)胞APD長于左室。在心室肌細(xì)胞，Ito電流在AP復(fù)極中起著重要作用[4]，右心室的Ito通常大于左心室，這是兔右心室APD長于左心室的基礎(chǔ)。

3.2 IKr、INa-L對(duì)左、右心室間異質(zhì)性的影響由于實(shí)驗(yàn)過程中，BCL=2 000 ms標(biāo)本總是出現(xiàn)不可消除的自主節(jié)律，BCL=1 000 ms則沒有，認(rèn)為是刺激頻率過于緩慢造成心臟自身的心電活動(dòng)不穩(wěn)定，故藥物干預(yù)后只有BCL=1 000 ms、500 ms、300 ms 3種刺激頻率。本實(shí)驗(yàn)側(cè)重于藥物作用后左、右心室間異質(zhì)性的變化，由于實(shí)驗(yàn)分組較多，組間比較會(huì)加大誤差，因此對(duì)同一藥物作用后分別對(duì)兩心室的ΔAPD80和ΔAPD50進(jìn)行配對(duì)比較，僅對(duì)藥物作用后兩心室APD的變化趨勢進(jìn)行觀察。

研究發(fā)現(xiàn)，多菲利特阻斷編碼IKr通道的HERG基因，增大TDR而發(fā)揮致心律失常作用。本實(shí)驗(yàn)觀察到，多菲利特沒有增加左、右心室間的異質(zhì)性，僅延長左、右心室的APD，表明該濃度的多菲利特產(chǎn)生TdP的原因主要是TDR增大。

還發(fā)現(xiàn)多菲利特與ATX-Ⅱ共同作用后，明顯增大左、右心室間的異質(zhì)性，引起心電活動(dòng)的不穩(wěn)定，為TdP的發(fā)生提供可能基質(zhì)。由于M細(xì)胞本身INa-L電流分布密度較大，ATX-Ⅱ使得INa-L增大，其APD延長更明顯。使用美西律能明顯縮短左、右心室的APD80，減小左、右心室間異質(zhì)性，降低TdP風(fēng)險(xiǎn)性。在阻斷IKr的基礎(chǔ)上增大INa-L增強(qiáng)左、右心室間異質(zhì)性，參與心律失?；|(zhì)的形成[5]，這是臨床INa-L增大相關(guān)疾病使用IKr阻斷藥物發(fā)生TdP的可能機(jī)制。

但美西律沒有完全減小左、右心室的異質(zhì)性，表示該濃度的美西律不足以完全阻斷平臺(tái)期的INa-L電流。但我們?cè)谂R床中發(fā)現(xiàn)，美西律可以縮短8型LQT患者的QT間期及QTc(服藥前的600 ms縮小為495 ms)，消除2∶1房室傳導(dǎo)阻滯及T波電交替，顯著減小QT-RR關(guān)系圖的斜率(P<0.01)，降低發(fā)生TdP的風(fēng)險(xiǎn)性[6]。對(duì)于先天性LQTS，治療有效的藥物較少，美西律是單純的Na通道阻斷劑，小劑量阻斷INa-L，對(duì)縮短QT間期及減小頻率適應(yīng)性表現(xiàn)出很好的臨床治療前景[7-8]。

3.3 IKr、INa-L對(duì)左、右心室頻率依賴性的影響藥物的反向使用依賴性是促發(fā)TdP的一個(gè)主要因素。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多菲利特在整體心臟仍表現(xiàn)出反向頻率依賴性，從而增加了心動(dòng)過緩患者因QT間期過度延長發(fā)生惡性心律失常的危險(xiǎn)性。ATX-Ⅱ是INa-L開放劑，與IKr阻斷劑有相同的反向頻率依賴性，二者聯(lián)合，心肌的反向頻率依賴性加強(qiáng)，為QT間期延長致TdP發(fā)生提供了基質(zhì)。有研究表明，IKr阻斷劑(克拉霉素)可以產(chǎn)生EAD，合用ATX-Ⅱ后發(fā)生TdP[9]，但I(xiàn)Na-L阻斷劑雷諾嗪可以消除ATX-Ⅱ誘發(fā)的心律失常。JIA等[10]認(rèn)為，心動(dòng)過緩時(shí)增大TDR可能是APD頻率依賴異質(zhì)性的結(jié)果，至少部分歸為心室壁晚鈉的分布異質(zhì)性。

任何原因致QT間期延長均會(huì)增大INa-L，美西律減少INa-L，減輕了兩心室的反向頻率依賴性。因此，阻斷INa-L可縮短QT間期及減輕頻率依賴性，對(duì)預(yù)防和治療LQTS致TdP提供了可靠的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。LIU等[11]發(fā)現(xiàn)阻斷INa-L減小TDR可以支持上述理解。

本實(shí)驗(yàn)選用的藥物為選擇性的離子通道阻斷劑或開放劑，是離子電流的改變導(dǎo)致心臟的異質(zhì)性變化。但光標(biāo)測技術(shù)標(biāo)測的僅僅是兩心室外膜細(xì)胞，通過細(xì)胞間偶聯(lián)觀察兩心室的異質(zhì)性變化，沒有楔形組織塊標(biāo)本測量三層細(xì)胞APD及TDR反映致心律失常風(fēng)險(xiǎn)高；但是研究整體心臟異質(zhì)性更貼近臨床疾病的發(fā)生，為指導(dǎo)臨床治療提供可靠依據(jù)。

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(編輯卓選鵬)

收稿日期：2015-07-14修回日期：2016-03-13

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.30870659/30971221)

通訊作者：薛小臨. E-mail: xxiaolin358@sina.com

中圖分類號(hào)：R331.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.7652/jdyxb201604007

Voltage sensitive optical mapping used to observe effects of late Na and rapidly activating delayed rectifier K currents on the right and left ventricular electrophysiological heterogeneity

SUN Hong-mei1,2, LI Li2, JIANG Yong-rong2, YANG Lin2,XUE Xiao-lin2, KONG Shu3, YANG Zhao3

(1. Department of Cardiology, the Affiliated Hospital of Yan’an University,Yan’an 716000; 2. Department o f Cardiology, the First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710061; 3. Xi’an Jiaotong University Health Science Center, Xi’an 710061, China)

ABSTRACT:ObjectiveTo observe the effects of late Na current (INa-L) and rapidly activating delayed rectifier K current (IKr) on ventricular heterogeneity and frequency dependency by using high resolution voltage sensitive optical mapping technology. MethodsThe model of 12 isolated hearts was constructed in rabbits. Voltage sensitive dye Di-4-ANEPPS were perfused into the isolated hearts by Langendorff method. LED source with the wave length of 532 nm was used to record APD80 and APD50 of the left and right ventricles. Experimental groups were divided into 3 groups by perfusion drugs dofetillide (30 nmol/L), dofetillide+ATX-Ⅱ(1 nmol/L), and dofetillide +ATX-Ⅱ+mexiletine (10 μmol/L). The subjects were intervened by the above drugs in order, and they were self-compared before dosing. After each drug administration, the hearts were stimulated respectively with the BCL of 2 000 ms, 1 000 ms, 500 ms, and 300 ms. Then we observed the changes of APD80 and APD50 in the left and right ventricles before and after the interventions. Results① In the control group, APD80and APD50of the right ventricle were longer than those of the left ventricle in response to different stimulation, and the differences increased with the decrease of stimulating frequency. ② When BCL was 1000 ms, APD80and APD50of the left and right ventricles were prolonged respectively after administration of dofetillide, but the differences in APD80and APD50were insignificant between the left and right ventricles (P>0.05). ΔAPD80of the two ventricles increased significantly with the decrease of stimulating frequency. ③ After administration of ATX-Ⅱ, when BCL was 1000 ms, APD80and APD50of the left and right ventricles increased significantly compared with those in the control group and dofetillide intervention group (P<0.05). And the increase of APD in the left ventricle was greater than that of the right ventricle. ΔAPD80of the two ventricles increased significantly with the decrease of stimulating frequency. ④ After administration of mexiletine, when BCL was 1000 ms, APD80and APD50of the left and right ventricles reduced significantly compared with those of the primary state (P<0.05). APD80and APD50of the left and right ventricles reduced significantly compared with those of the control group (P<0.05) and ATX-Ⅱ group (P>0.05). The increase of ΔAPD80of the two ventricles became milder when the stimulating frequency decreased. Conclusion① IKrblocked by dofetillide did not affect the heterogeneity between the two ventricles, which showed reverse-frequency dependence. ② In the context of blocking IKr, ATX-Ⅱ increased the heterogeneity between the left and right ventricles and enhanced the reverse-frequency dependence. In contrast, mexiletine, the blocker of INa-L, decreased the heterogeneity between the two ventricles and reverse-frequency dependence.

KEY WORDS:optical mapping; left and right ventricles; repolarization heterogeneity; INa-L; IKr

Supported by the National Natural Science Foundation of China (No.30870659 and 30971221)

優(yōu)先出版：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20160615.0854.006.html(2016-06-15)