田美慧，曹志鵬，張 圓，雒心怡，肖 瑩，薛嘉嘉，朱寶利

(中國醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院法醫(yī)病理學(xué)教研室， 遼寧 沈陽 110122)

兩種大鼠心律失常模型的建立及比較

田美慧，曹志鵬，張 圓，雒心怡，肖 瑩，薛嘉嘉，朱寶利

(中國醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院法醫(yī)病理學(xué)教研室， 遼寧 沈陽 110122)

心律失常是指心臟沖動的頻率、節(jié)律、起源部位、傳導(dǎo)速度或激動次序的異常，是臨床上極為常見的一種疾病，?？梢l(fā)猝死[1]。動物模型作為研究疾病的有效手段，對于疾病的研究、診斷、治療及預(yù)防均具有極為重要的意義。目前常用的心律失常動物模型主要分為化學(xué)誘導(dǎo)、機(jī)械刺激誘導(dǎo)及電刺激誘導(dǎo)3類。在化學(xué)性誘導(dǎo)中，氯化鈣(calcium chloride, CaCl2)和氯化鋇(barium chloride, BaCl2)兩種藥物因操作簡單、效果穩(wěn)定在誘導(dǎo)動物快速型心律失常中具有較廣泛的應(yīng)用[2]。然而，結(jié)合注射泵定時定量給予藥物誘導(dǎo)大鼠心律失常模型及兩種藥物所致的心律失常模型的異同鮮有報道。本研究分別利用兩種試劑建立大鼠心律失常模型，旨在比較兩種模型的異同，為實際應(yīng)用中合理選擇動物模型提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 ♂ SD大鼠60只，體質(zhì)量(300～350) g，由遼寧長生生物技術(shù)有限公司提供。

1.2 儀器及試劑 氯化鈣(C1006，Sigma-Aldrich)，氯化鋇二水(上海生工生物工程有限公司)，水合氯醛(上海精析出化工科技有限公司)，Power lab生物信號采集系統(tǒng)(ML870，AD Instrument，Australia)，注射泵(ALC-IP900，上海奧爾科特)。

1.3 實驗方法

1.3.1 心律失常模型的建立 參照Cao等[3-4]建立大鼠心律失常模型：大鼠腹腔注射水合氯醛(30 mg·kg-1)麻醉后仰臥位固定，連接Power lab生物信號采集系統(tǒng)。用注射泵經(jīng)頸靜脈通路分別注入CaCl2溶液(0.4 mg· kg-1)、BaCl2溶液(0.04 mg· kg-1)，1 s內(nèi)快速推注，每次給藥間隔10 min。各組觀察時間分別為0、10、30、60 min，每組5只動物。最后給予兩倍劑量的溶液誘發(fā)致死性心律失常處死動物。對照組以等量生理鹽水替代，在相應(yīng)的時間點頸椎脫位處死動物。

1.3.2 心電圖 連續(xù)記錄未誘導(dǎo)心律失常時大鼠心電圖及誘導(dǎo)后心電圖(標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ?qū)?lián))，及首發(fā)心律失常的類型及持續(xù)時間。

1.3.3 病理組織學(xué)切片的制作 大鼠處死后，生理鹽水灌流，固定后制作石蠟切片，HE染色后，二甲苯透明，中性樹膠封片。

2 結(jié)果

2.1 兩種藥物誘導(dǎo)大鼠心律失常的時間 與對照組相比，兩種實驗?zāi)Ｐ途烧T導(dǎo)出心律失常。BaCl2組首次誘導(dǎo)出心律失常的時間明顯滯后于CaCl2組(P<0.01)。初次注入CaCl2及BaCl2后，大鼠分別在5.26±1.78 s及0.80±0.11 s后出現(xiàn)心律失常波形。

2.2 兩種藥物誘導(dǎo)大鼠心律失常的類型

2.2.1 氯化鈣組 注入CaCl2溶液后，心電監(jiān)測出多種不同類型的心律失常。初次注射后，20只大鼠均出現(xiàn)竇性心動過速、竇性停搏及傳導(dǎo)阻滯等較輕微的竇性心律失常。心律失常的持續(xù)時間較為短暫，數(shù)秒內(nèi)即可恢復(fù)。隨著給藥次數(shù)的增加，少部分動物出現(xiàn)室性心動過速。當(dāng)兩倍劑量處死動物時所有大鼠均出現(xiàn)室性心動過速、室顫、房顫等致死性心律失常。

2.2.2 氯化鋇組 注入BaCl2溶液后，19只大鼠產(chǎn)生室性心律失常，主要以持續(xù)及非持續(xù)性的室性心動過速為主。除0 min組，9只大鼠心律失常持續(xù)存在直至再次注入藥物。隨著給藥次數(shù)的增加，房室分離及心室撲動逐漸出現(xiàn)，不同類型的心律失常之間互相轉(zhuǎn)換。兩倍劑量處死動物時，所有動物均死于室顫。

2.3 HE染色比較 對照組，HE染色切片可見心肌結(jié)構(gòu)清晰，細(xì)胞核完整，橫紋排列整齊。心律失常組，0 min組基本同生理鹽水組；10 min組罕見心肌波浪樣變，少量點灶狀心肌嗜伊紅染色增強；30 min及60 min組可見片狀的嗜伊紅染色增強、心肌波浪樣變，CaCl2組與BaCl2組同時間亞組間無顯著差異。

3 討論

實驗中發(fā)現(xiàn)，兩種模型的差異主要體現(xiàn)在心律失常類型、激動時間及持續(xù)時間上：實驗劑量的CaCl2溶液主要誘導(dǎo)出竇性的心律失常，心律失常激動時間較為短暫，持續(xù)時間亦較短，容易恢復(fù)； BaCl2主要誘導(dǎo)出室性的心律失常，出現(xiàn)稍有延遲，持續(xù)時間較長，不易恢復(fù)正常。組織學(xué)方面，兩種誘導(dǎo)模型在10 min組、30 min組及60 min組均可見嗜伊紅染色增強及心肌波浪樣變等非特異性改變，模型間不存在明顯差異。

造成兩種模型間上述異同可追溯至誘導(dǎo)機(jī)制的差異：CaCl2的誘導(dǎo)機(jī)制主要為增加心肌細(xì)胞鈣內(nèi)流，從而提高心肌自律性，誘發(fā)心律失常[2,5]；BaCl2的誘導(dǎo)機(jī)制目前尚不明確，一方面為增加心肌細(xì)胞 Na+及Ca2+內(nèi)流，提高最大舒張期去極化速率，誘發(fā)遲后除極和觸發(fā)活動，另一方面，Ba2+是IK1通道的開放阻斷劑，可與K+競爭結(jié)合位點，抑制K+的流出，導(dǎo)致自律性提高，引發(fā)心律失常[6-7]。Ba2+的這種因競爭性結(jié)合而間接誘導(dǎo)的心律失常也因此略滯后于Ca2+的瞬時激發(fā)所致的直接誘導(dǎo)。此外，Ba2+抑制IK1通道的開放后，不進(jìn)行有效補鉀無法恢復(fù)IK1通道功能，且Ba2+在體內(nèi)的代謝也較為緩慢，因此在體內(nèi)不斷積蓄，致使心律失常持續(xù)存在，且較為強烈[8]。心律失常發(fā)生時，通常會導(dǎo)致一定程度的心肌缺血[3]，因此兩種模型的HE染色均可見嗜伊紅染色增強及心肌波浪樣變等缺血所致的非特異性改變。

兩種模型分別存在各自的優(yōu)缺點：首先，CaCl2模型中，因心律失常較易恢復(fù)為正常心律，因此動物存活率相對較高，持續(xù)時間亦可進(jìn)一步延長，對相對長時間心律失常的相關(guān)研究具有更多的應(yīng)用價值，其次，因Ca2+在心電傳導(dǎo)及多種生化學(xué)指標(biāo)的合成分泌中具有重要作用，而BaCl2誘導(dǎo)模型僅給予外源性的Ba2+而非Ca2+。因此對心律失常機(jī)制及相關(guān)指標(biāo)的表達(dá)調(diào)控研究具有更為客觀的研究意義。

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Establishment and comparison of two rat models of cardiac arrhythmias

TIAN Mei-hui, CAO Zhi-peng, ZHANG Yuan, LUO Xin-yi, XIAO Ying, XUE Jia-jia, ZHU Bao-li

(DeptofForensicPathology,SchoolofForensicMedicineofChinaMedicalUniversity,Shenyang110122)

心律失常；BaCl2；CaCl2；離子通道；大鼠；動物模型

cardiac arrhythmias; BaCl2; CaCl2; ion channel; rat; animal model

時間：2017-3-24 12:48

http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170324.1248.056.html

2016-12-03,

2017-01-17

國家自然科學(xué)基金資助項目(No 81273343)

田美慧(1990-)，女，碩士生，研究方向：法醫(yī)病理學(xué)、法醫(yī)病理生理學(xué)，E-mail: tianmeihui@126.com; 朱寶利(1960-)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：法醫(yī)病理學(xué)，法醫(yī)病理生理學(xué)教學(xué)研究及鑒定，通訊作者，E-mail: zhu1127@hotmail.com

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.04.028

A

1001-1978(2017)04-0591-02

R-332；R363-332；R541.7