馬彥卓，啜玉彩，唐麗娜，汝磊生

（中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九八〇醫(yī)院，河北石家莊 050082）

離子型高滲性造影劑在冠脈造影中有顯著增加心室顫動(dòng)(ventricular fibrillation，VF)的風(fēng)險(xiǎn)[1]，VF一旦發(fā)生不僅加重心肌損傷，而且容易導(dǎo)致患者死亡。目前認(rèn)為，VF的發(fā)生與心室肌細(xì)胞離子通道改變，即電重構(gòu)現(xiàn)象有關(guān)。目前這些離子型造影劑，如泛影葡胺、碘他拉葡胺等已被非離子型造影劑取代[2-3]，但臨床上非離子型造影劑引起的VF仍時(shí)有發(fā)生。本研究擬探討新型非離子型低滲性造影劑碘普羅胺對(duì)心室肌細(xì)胞離子通道的影響，以全面了解此類造影劑所致VF的離子學(xué)機(jī)制，為減少造影劑導(dǎo)致VF的研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物Wistar大鼠20只，購(gòu)于河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，合格證編號(hào)：1502056，體重200～250g，雌雄不限。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：EPC-10膜片鉗放大器(HEKA，Germany)；微電極玻璃毛細(xì)管(微探極，武漢，中國(guó))；水平拉制儀(Sutter P-97，USA)；拋光儀(Narishige Scientific Instrument Lab.，Japan)。

1.2 大鼠心室肌細(xì)胞的分離 Wistar大鼠腹腔注射普通肝素（5000U/kg），20min后腹腔注射1%戊巴比妥（1ml/kg），待麻醉完成后迅速開(kāi)胸切取心臟，并置于4℃無(wú)鈣臺(tái)式液中，沖洗后轉(zhuǎn)入4℃無(wú)鈣臺(tái)式液培養(yǎng)皿中，游離主動(dòng)脈根部，插入主動(dòng)脈套管，安置于Langendorff灌流裝置上，經(jīng)主動(dòng)脈根部逆行用無(wú)鈣臺(tái)式液灌流，灌流速度8～10ml/min。5～7min后，改用消化酶液（1mg/ml膠原酶+牛血清白蛋白）灌流20min，溫度37℃，灌流速度8～10ml/min。將心臟從Langendorff裝置上取下，置于37℃的KB液中溫育5～10min，剪去心房和右心室，留取左心室游離壁。將左心室組織剪成2mm×2mm×2mm的碎塊，用粗開(kāi)口巴氏吸管緩慢吹打5min，200μm微孔尼龍膜過(guò)濾。濾液于室溫靜置30min，顯微鏡下觀察到上清液中多為死亡的心肌細(xì)胞或懸浮的細(xì)胞碎片時(shí)去除上清，再次加入KB液，重復(fù)3次，置于4℃保存?zhèn)溆谩h后細(xì)胞膜恢復(fù)狀態(tài)后進(jìn)行全細(xì)胞膜片鉗記錄。

1.3 全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)觀察碘普羅胺對(duì)心室肌細(xì)胞離子通道的影響 應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)，于碘普羅胺干預(yù)前（control組）分別記錄大鼠心室肌細(xì)胞鈉離子電流(INa)、L型鈣離子電流(ICa，L)、瞬時(shí)外向鉀離子電流(Ito)的電流密度、穩(wěn)態(tài)激活曲線和穩(wěn)態(tài)失活曲線；然后給予心室肌細(xì)胞濃度為30%的碘普羅胺（PBS稀釋）干預(yù)（碘普羅胺組，Iopromide組），5分鐘后再次分別記錄以上指標(biāo)。每組各記錄6個(gè)心室肌細(xì)胞。

全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)：巴氏吸管吸取心肌細(xì)胞懸液，置于倒置顯微鏡灌流槽中，靜置5min等待細(xì)胞貼壁，沖掉死亡的心肌細(xì)胞，選取狀態(tài)良好（表面光滑、邊緣清晰）的心肌細(xì)胞行全細(xì)胞膜片鉗記錄。電極充灌電極內(nèi)液，放置于膜片鉗夾持器上，利用針筒給予正壓，三維操縱器移動(dòng)電極使電極貼于心肌細(xì)胞表面，釋放正壓并給以負(fù)壓，使細(xì)胞與電極接觸處形成高阻封接，通過(guò)調(diào)節(jié)快速補(bǔ)償，抵消夾持器和電極管壁的快電容，繼續(xù)給予負(fù)壓直至吸破心肌細(xì)胞膜。通過(guò)調(diào)節(jié)慢電容和串聯(lián)電阻，減少瞬時(shí)充放電時(shí)的電流鉗位誤差。patchmaster軟件控制脈沖信號(hào)和數(shù)據(jù)采集，EPC-10膜片鉗放大器記錄通道信號(hào)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，干預(yù)前后的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 碘普羅胺對(duì)心室肌細(xì)胞ICa，L的影響 I-V曲線見(jiàn)圖1A：碘普羅胺干預(yù)前后ICa，L均在-30mV激活，0mV達(dá)峰值，碘普羅胺干預(yù)后I-V曲線上移，但碘普羅胺干預(yù)前后ICa，L電壓依賴性不變，I-V曲線的形態(tài)軌跡無(wú)明顯改變。control組峰值電流密度為(-2.77±0.64)pA/pF，明顯大于碘普羅胺組的峰值電流密度(-1.88±0.74)pA/pF，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。

與control組比較，碘普羅胺對(duì)ICa，L激活曲線無(wú)明顯影響(圖1B)；control組和碘普羅胺組半數(shù)激活電壓(Vh)分別為(-15.43±2.99)mV和(-19.55±2.12)mV，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

與control組比較，碘普羅胺對(duì)ICa，L失活曲線無(wú)明顯影響(圖1C)，control組和碘普羅胺組半數(shù)失活電壓(V1/2)分別為(-27.15±2.72)mV和(-28.96±2.40)mV，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

圖1 碘普羅胺對(duì)心室肌細(xì)胞ICa，L的影響

2.2 碘普羅胺對(duì)心室肌細(xì)胞Ito的影響 兩組I-V曲線均呈電壓依賴性(圖2A)，Ito電流密度在+60mV時(shí)達(dá)最大值，碘普羅胺組I-V曲線較control組上升，但兩組I-V曲線形態(tài)軌跡特征不變。control組峰值電流密度為(4.13±0.41)pA/pF，碘普羅胺組峰值電流密度為(5.33±0.48)pA/pF，碘普羅胺組明顯高于control組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

與control組比較，碘普羅胺對(duì)Ito激活曲線無(wú)明顯影響（圖2B），control組和碘普羅胺組的Vh分別為(9.10±4.07)mV和(12.71±4.33)mV，兩組曲線形態(tài)軌跡特征不變，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

與control組比較，碘普羅胺對(duì)Ito失活曲線無(wú)明顯影響（圖2C），control組和碘普羅胺組的V1/2分別為(-38.08±1.82vs-44.19±2.19)mV，兩組曲線形態(tài)軌跡特征不變，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

圖 2 碘普羅胺對(duì)心室肌細(xì)胞Ito的影響

2.3 碘普羅胺對(duì)心室肌細(xì)胞INa的影響 兩組I-V曲線均呈電壓依賴性(圖3A)，碘普羅胺組I-V曲線較control組上移，但兩組I-V曲線形態(tài)軌跡特征不變。control組峰值電流密度為(-17.47±3.35)pA/pF(n=6)，明顯高于碘普羅胺組(-14.90±3.16)pA/pF，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

與control組比較，碘普羅胺干預(yù)后，兩組激活曲線形態(tài)軌跡特征不變（圖3B），于-70mV激活，-40mV達(dá)高峰。control組和碘普羅胺組的Vh分別為(-73.81±0.93)mV和(-73.02±1.03)mV，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

與control組比較，碘普羅胺對(duì)失活曲線無(wú)明顯影響（圖3C），control組和碘普羅胺組的V1/2分別為(-82.36±1.18)mV和(-88.01±2.55)mV，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

圖3 碘普羅胺對(duì)心室肌細(xì)胞INa的影響

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，離子型造影劑可顯著增加心室顫動(dòng)（VF）的發(fā)生。因此，非離子型、低滲或等滲性造影劑已取代離子型高滲性造影劑而廣泛應(yīng)用于臨床，但造影劑引起的VF仍時(shí)有發(fā)生。KRAUSE等[4]發(fā)現(xiàn)，碘普羅胺可引起血壓、左室舒張末期壓、心率、收縮力和心電圖的瞬時(shí)變化；CHAI等[5]通過(guò)充氣球囊導(dǎo)管向豬左冠狀動(dòng)脈注射20毫升非離子型造影劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)14頭豬中至少有3頭監(jiān)測(cè)到VF發(fā)生；在冠狀動(dòng)脈造影和靜脈泌尿系造影過(guò)程中也觀察到了心電圖的改變[6-7]；此外，還有研究發(fā)現(xiàn)碘海醇對(duì)心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)有抑制作用[8]。上述研究表明，非離子型造影劑可引起心肌細(xì)胞電生理特性的改變，但作用機(jī)制尚未明確。

ICa，L是動(dòng)作電位去極化觸發(fā)的內(nèi)向電流，參與動(dòng)作電位平臺(tái)期（AP）的形成和維持。本研究發(fā)現(xiàn)碘普羅胺可顯著降低ICa，L峰值電流密度，但沒(méi)有影響ICa，L的電壓依賴性，通道的激活和失活曲線形態(tài)軌跡也無(wú)明顯變化。心室肌細(xì)胞ICa，L峰值電流密度降低，可引起動(dòng)作電位平臺(tái)期縮短[9-10]，容易發(fā)生室性心律失常。

Ito對(duì)1期復(fù)極及平臺(tái)期形成有重要影響[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，碘普羅胺顯著增加心室肌細(xì)胞Ito峰值電流密度，且不影響Ito穩(wěn)態(tài)激活和失活曲線，說(shuō)明碘普羅胺可在不改變Ito通道門(mén)控特性的情況下增加Ito振幅。Ito峰值電流密度增加，使心室肌細(xì)胞復(fù)極加快，動(dòng)作電位時(shí)程縮短，從而引發(fā)心律失常。

INa參與動(dòng)作電位0相除極，決定了心臟脈沖的形成和傳導(dǎo)。因此，INa功能障礙易引起危及生命的心律失常。本研究發(fā)現(xiàn)，碘普羅胺可明顯降低INa峰值電流密度，但對(duì)INa通道的激活和失活曲線無(wú)明顯影響。INa峰值電流密度降低，可使動(dòng)作電位時(shí)程縮短，幅度減低。

綜上所述，碘普羅胺通過(guò)抑制ICa，L和INa電流密度，提高Ito電流密度，縮短動(dòng)作電位時(shí)程，影響心室肌細(xì)胞正常的電生理特性，可能導(dǎo)致惡心室性心律失常的發(fā)生。進(jìn)一步深入研究碘普羅胺和離子通道的關(guān)系，將有助于闡明冠脈造影過(guò)程中室性心律失常的發(fā)生機(jī)制，為防治惡心室性心律失常的發(fā)生奠定理論基礎(chǔ)。