劉 芳，喬 蕾，陳文超，孔春艷

河南醫(yī)學高等?？茖W校基礎醫(yī)學部生理學教研室 鄭州 451191

環(huán)丙沙星和左氧氟沙星對豚鼠右心室乳頭肌動作電位的影響*

劉 芳△，喬 蕾，陳文超，孔春艷

河南醫(yī)學高等?？茖W?；A醫(yī)學部生理學教研室 鄭州 451191

△女，1976年6月生，碩士，副教授，研究方向：心臟電生理，E-mail：sincerelf@163.com

環(huán)丙沙星；左氧氟沙星；右心室乳頭肌；動作電位；豚鼠

目的：觀察環(huán)丙沙星(CIP)和左氧氟沙星(LVFX)對豚鼠右心室乳頭肌動作電位的影響。方法：取豚鼠右心室乳頭肌，用氧飽和的臺式液持續(xù)表面灌流。采用累積濃度給藥法于灌流液中加入CIP或LVFX，使藥物終濃度依次達到0、1、10和100 μmol/L。用標準微電極技術記錄乳頭肌加藥前后靜息電位(RP)、動作電位幅值(APA)、動作電位復極至50%的時程(APD50)及APD90。以司帕沙星(SPX)為陽性對照藥。每組6個樣本。結果：3個藥物對RP、APA均沒有影響(P>0.05)。SPX可延長APD50和APD90，并且作用隨濃度增加而增強(P<0.001)。LVFX不延長APD50(P=0.110)，可延長APD90，并且該作用隨濃度增加而增強(P<0.001)。CIP 對APD50無影響，僅在100 μmol/L時表現(xiàn)出延長APD90的作用(P=0.002)。結論：大劑量CIP和LVFX可引起豚鼠右心室乳頭肌動作電位時程延長，具有潛在的心臟毒性。

氟喹諾酮類藥物由于抗菌譜比較廣且毒副作用小，臨床上廣泛用于治療由細菌感染引起的各系統(tǒng)疾病，是目前僅次于頭孢菌素類的第二大抗感染藥物[1]。但隨著臨床應用量的增加，氟喹諾酮類藥物的不良反應發(fā)生率也明顯增加[2-4]。雖然其心臟毒性的發(fā)生率較低，但由于發(fā)病突然、猝死率高，日益引起人們的重視[5-6]。 目前國內學者對其心臟毒性機制的研究報道較少。該研究選用目前臨床處方量最大的兩個氟喹諾酮類藥物環(huán)丙沙星(ciprofloxacin，CIP)和左氧氟沙星(levofloxacin，LVFX)[1]，以司帕沙星(sparfloxacin，SPX)作為陽性對照，用微電極記錄豚鼠右心室乳頭肌動作電位，觀察藥物對動作電位的影響，用以評估CIP、LVFX的心臟毒性，為臨床用藥的安全性提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物、試劑與儀器 健康成年豚鼠(河南康達實驗動物有限公司)，雌雄不拘，體重300～400 g，用標準實驗用豚鼠類飼料喂養(yǎng)。實驗過程中對動物處置符合動物倫理學要求。CIP、LVFX和SPX購自大連美侖生物技術有限公司，用1 mol/L的NaOH溶液配成10 mmol/L的母液。臺氏液：NaCl 140 mmol/L，KCl 5.4 mmol/L，CaCl22 mmol/L，MgCl21 mmol/L，HEPES 10 mmol/L，葡萄糖10 mmol/L；使用前用1 mol/L的NaOH調pH至7.4。HSS-1型數(shù)字式超級恒溫浴槽、SWF-2型微電極放大器、WD-1型微電極拉制儀、RM-6240軟件記錄實驗系統(tǒng)均購自成都儀器廠，DDB-300型電子蠕動泵購自寧波石浦海天電子儀器廠，CZ-6型微推進器購自上海儀表機械制造廠，SPM-10A型酸度計購自梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 右心室乳頭肌動作電位的測定 棒擊豚鼠致昏后，開胸取出心臟，剪下右心室乳頭肌，置于肌槽底部，以不銹鋼針固定，用pH為(7.38±0.03)的臺氏液恒溫(35.5 ℃±0.5 ℃)恒速(4 mL/min)灌流。由刺激器提供刺激頻率為2 Hz、波寬為1 ms、強度為1.5倍閾刺激的方波信號，用雙極起搏電極以場刺激驅動標本，產(chǎn)生動作電位。灌流臺式液中分別加入CIP、LVFX或SPX，采用累積濃度給藥法使藥物終濃度依次為0(對照)、1、10和100 μmol/L。記錄加藥前后靜息電位(resting potential，RP)、動作電位幅值(amplitude of action potential，APA)、動作電位復極至50%的時程(action potential duration of 50% repolarization，APD50)及動作電位復極至90%的時程(APD90)。

1.3 統(tǒng)計學處理 應用SPSS 19.0處理數(shù)據(jù)，同一藥物不同濃度作用下豚鼠右心室乳頭肌動作電位的比較采用重復測量數(shù)據(jù)的方差分析，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 SPX對豚鼠右心室乳頭肌動作電位的影響 結果見圖1、表1。表1顯示，SPX對RP、APA沒有影響；可延長APD50和APD90，并且作用隨濃度的增加而增強。

a、b和c：分別為0、10和 100 μmol/L SPX。圖1 SPX作用前后豚鼠右心室乳頭肌動作電位時程(BCL=1 000 ms)

c(SPX)/(μmol·L-1)nRP/mVAPA/mVAPD50/msAPD90/ms0686．50±4．76123．17±5．85116．00±4．00145．17±4．261689．17±5．60126．33±5．35132．67±4．97175．83±2．7910690．83±6．49127．33±7．89135．50±4．60188．33±4．32100690．50±4．23126．67±5．57137．50±5．89198．33±6．28F0．8160．52823．960152．094P0．5000．668<0．001<0．001

2.2 LVFX對豚鼠乳頭肌動作電位的影響 結果見圖2、表2。表2顯示，LVFX對RP、APA沒有影響，雖有延長APD50的趨勢，但并沒有統(tǒng)計學意義；其對APD90的延長作用有統(tǒng)計學意義，并且隨濃度增加而作用增強。

a、b和c：分別為0、10和 100 μmol/L LVFX。圖2 LVFX作用前后豚鼠右心室乳頭肌動作電位時程(BCL=1 000 ms)

c(LVFX)/(μmol·L-1)nRP/mVAPA/mVAPD50/msAPD90/ms0686．33±4．55123．17±6．37111．50±8．46137．33±5．611688．83±5．85126．67±5．28115．67±9．31143．67±4．3210690．83±6．77127．17±5．00120．83±6．91150．50±5．24100690．67±6．74126．83±5．04121．67±5．61158．00±4．60F0．7210．7092．28519．203P0．5510．5580．110<0．001

2.3 CIP對豚鼠右心室乳頭肌動作電位的影響 結果見圖3、表3。CIP對RP、APA、APD50均無影響，僅在100 μmol/時表現(xiàn)出延長APD90的作用。

a、b和c：分別為0、10和 100 μmol/L CIP。圖3 CIP作用前后豚鼠右心室乳頭肌動作電位時程(BCL=1 000 ms)

c(CIP)/(μmol·L-1)nRP/mVAPA/mVAPD50/msAPD90/ms0686．50±4．42123．33±5．32116．50±9．57143．83±4．401689．17±5．12125．83±4．22117．33±8．90144．00±5．3010690．67±4．63127．33±3．93118．17±9．30146．17±6．49100690．33±4．41127．00±4．05119．00±8．90156．17±5．19F0．9911．0120．0837．044P0．4170．4080．9690．002

3 討論

動作電位是細胞膜上多種離子流活動的綜合變化過程。Patmore等[7]曾觀察到，用1 Hz的頻率刺激，(4.2±0.7) g/L SPX、(72.8±26.4) g/L CIP可延長犬浦肯野纖維動作電位的APD90，且SPX的作用大于CIP。該研究以SPX為陽性對照，觀察了CIP和LVFX對豚鼠右心室乳頭肌動作電位的影響。喹諾酮類藥物臨床使用劑量為每人200～400 mg/d，實際使用時不同劑量下血藥濃度有所差異。該實驗中CIP和LVFX的濃度分別設定為1、10和100 μmol/L。雖然實際應用中很難達到100 μmol/L如此高的濃度，但預實驗時1和10 μmol/L的CIP并沒有表現(xiàn)出延長APD的作用，為了觀察更高濃度CIP對APD的影響，最終設置了100 μmol/L濃度組。

實驗結果顯示，3種藥物對豚鼠右心室乳頭肌動作電位的RP和APA均無影響，與Bischoff等[8]的報道一致，可能這3種藥物對心室肌細胞的Na+通道無明顯作用。心肌細胞動作電位復極2期離子流為L型鈣電流(ICa-L)和延遲整流鉀電流(IK)，復極3期的離子流主要為IK。任何原因引起的ICa-L增強或IK減弱均可使APD50延長，IK減弱可使APD90延長。該研究結果顯示，SPX可延長APD50和APD90，并且隨濃度增加作用增強；CIP對APD50沒有影響，僅在100 μmol/L時延長APD90；LVFX雖有延長APD50的趨勢，但并沒有統(tǒng)計學意義，其延長APD90的作用隨濃度增加而增強。研究結果提示這3種藥物可以影響復極化2期和3期的離子流，但目前尚未有氟喹諾酮類抗菌藥影響ICa的報道，推測它們可能是通過抑制IK而延長動作電位時程，但其離子流機制還需進一步實驗證實。

有研究者[9-10]曾報道CIP的心臟不良反應發(fā)生率非常低。雖然該實驗的研究對象是離體豚鼠右心室乳頭肌，實驗結果并不能完全說明這3種藥物對人體心肌細胞的影響，但作者認為該研究對臨床仍有一定的提示意義。臨床醫(yī)師使用喹諾酮類藥物時應優(yōu)先考慮CIP，慎用SPX，并在應用過程中注意用藥劑量；有心律失常病史、患嚴重心血管疾病、老年患者或電解質紊亂的患者應慎用喹諾酮類藥物[11-12]。

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(2016-05-06收稿 責任編輯王 曼)

Effects of ciprofloxacin and levofloxacin on cardiac action potential in right ventricle papillary muscles of guinea pigs

LIUFang,QIAOLei,CHENWenchao,KONGChunyan

DepartmentofPhysiology,BasicMedicineFaculty,HenanMedicalCollege,Zhengzhou451191

ciprofloxacin;levofloxacin;right ventricle papillary muscle;action potential;guinea pig

Aim: To examine the effects of ciprofloxacin(CIP) and levofloxacin(LVFX) on cardiac action potentials in right ventricle papillary muscles of guinea pigs.Methods: The right ventricle papillary muscles of guinea pigs were treated with oxygen-saturated Tyrode continuous perfusion. Cumulative concentration dosing method was used to join CIP or LVFX in perfusion and the drug concentration in turn reached to 0,1,10 and 100 μmol/L. The time of resting potential(RP)，amplitude of action potential(APA)，action potential duration of 50% repolarization(APD50) and APD90were recorded by conventional microelectrode techniques. Sparfloxacin(SPX) was the positive control, and 6 pigs in each group. Results: The three drugs had no effect on RP or APA(P>0.05). SPX could prolong APD50and APD90, and the effects enhanced with the concentration increasing(P<0.001). LVFX could not prolong APD50(P=0.110), but could prolong APD90, and this effect enhanced with the increase of the concentration(P<0.001). CIP had no effect on APD50,and could extend APD90only at dose of 100 μmol/L(P=0.002). Conclusion: CIP and LVFX at large dose could prolong the action potential duration of right ventricle papillary muscles of guinea pigs, and have potential cardiac toxicity.

10.13705/j.issn.1671-6825.2017.01.005

*河南省基礎與前沿技術研究計劃項目 142300410469;河南省高等學校青年骨干教師資助計劃項目 2014GGJS-199

R331.3