齊書(shū)英 韓建妙 馬彥卓 李潔 李志文 陳宇 汝磊生

心動(dòng)過(guò)速性心肌病是指由于持續(xù)或頻繁發(fā)作的快速性心律失常導(dǎo)致心臟擴(kuò)大、心功能異常，恢復(fù)竇性心律或控制心室率后心肌重構(gòu)和心功能可完全或部分逆轉(zhuǎn)的一類(lèi)特殊類(lèi)型心肌病[1,2]。也就是說(shuō)心動(dòng)過(guò)速是心肌病原發(fā)的、始動(dòng)因素，心功能是可隨著快速性心律失常根治部分或全部恢復(fù)。目前其確切的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，心動(dòng)過(guò)速發(fā)作及終止后心臟病理結(jié)構(gòu)的改變還缺乏研究。因此建立理想的心動(dòng)過(guò)速性心肌病動(dòng)物模型，研究心動(dòng)過(guò)速性心肌病的發(fā)病機(jī)制有重要意義。目前關(guān)于心動(dòng)過(guò)速性心肌病的動(dòng)物模型制作，國(guó)內(nèi)外方法不統(tǒng)一，國(guó)內(nèi)外多以開(kāi)胸方法植入心室外膜電極或經(jīng)頸外靜脈切開(kāi)或頸內(nèi)靜脈穿刺植入心室或心房被動(dòng)電極，由于高頻脈沖刺激容易導(dǎo)致動(dòng)物煩躁不安引起電極脫位，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。隨著臨床現(xiàn)有起搏器植入的器械改進(jìn)，主動(dòng)電極的使用普及，本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)了手術(shù)方法，經(jīng)頸內(nèi)靜脈途徑穿刺植入主動(dòng)起搏電極導(dǎo)線至右心耳，快速心房起搏誘發(fā)心動(dòng)過(guò)速性心肌病，并觀察其起搏參數(shù)、心功能和血液指標(biāo)及心肌細(xì)胞病理的動(dòng)態(tài)變化，為進(jìn)一步探討心動(dòng)過(guò)速性心肌病的發(fā)病機(jī)制及臨床治療提供一定的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物與分組 健康小型豬15只，月齡8～10月，平均體重(22.5±1.5)kg。按照性別相同、體重及月齡相近等條件劃分為3組：A組：只植入起搏電極和起搏器，但不打開(kāi)起搏器；B組：AOO模式，175次/min快速起搏右心房4周；C組：AOO模式，175次/min快速起搏右心房4周，停止起搏觀察4周。

1.2 麻醉方法 所有動(dòng)物術(shù)前禁食12 h，禁水6 h，稱(chēng)重，術(shù)前半小時(shí)以速眠新和氯胺酮1∶1匯合，0.2 ml/kg肌內(nèi)注射麻醉動(dòng)物。

1.3 動(dòng)物模型制作 待豬進(jìn)入淺麻醉狀態(tài)后將豬四肢和頭部固定于導(dǎo)管室檢查床上，麻醉后行頸部、右肩背部、胸部及腹壁靜脈和四肢備皮，用套管針在腹壁靜脈建立靜脈通路。查心電圖和超聲心動(dòng)圖了解心臟結(jié)構(gòu)及功能。將心電圖肢體導(dǎo)聯(lián)直接連接固定在動(dòng)物四肢行肢體導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)護(hù)，麻醉狀態(tài)下為竇性心律，心率70～90次/min。常規(guī)消毒鋪單，在右頸部三角區(qū)內(nèi)側(cè)縱行切開(kāi)，分離皮下組織，暴露頸內(nèi)靜脈。以18 G穿刺針穿刺頸內(nèi)靜脈，抽取10 ml靜脈血液送檢NT-proBNP、心肌酶。隨后送入J形導(dǎo)絲至下腔靜脈，沿導(dǎo)絲送入可撕開(kāi)鞘，將主動(dòng)起搏電極(Medtronic 5076型)送至右心房心耳部，心電圖證實(shí)起搏電極位于右心房，心房1∶1奪獲心室，脈寬<0.6 ms，閾值<1.0 V，阻抗<1 000 Ω，測(cè)試電極參數(shù)滿意后旋出固定。在右肩背部做囊袋，將起搏電極連接在起搏器(芯彤SSI)上，固定起搏器后以碘伏沖洗囊袋，確認(rèn)無(wú)出血后縫合切口，無(wú)菌紗布包扎切口。術(shù)后應(yīng)用3 d頭孢唑林鈉肌內(nèi)注射預(yù)防感染，術(shù)后24 h待豬狀態(tài)穩(wěn)定后按照術(shù)前分組B、C組持續(xù)起搏，AOO模式，175次/min，4周后A、B組動(dòng)物處死，C組停止起搏觀察4周后處死。

1.4 隨訪觀察

1.4.1 手術(shù)情況:手術(shù)成功率、并發(fā)癥發(fā)生率、手術(shù)時(shí)間、X線曝光時(shí)間、動(dòng)物存活情況、動(dòng)物活動(dòng)耐力、進(jìn)食情況。

1.4.2 電極參數(shù):術(shù)中、術(shù)后1、2、3、4周的電極的起搏閾值、阻抗、感知等，分析起搏比例、心律失常情況。

1.4.3 心臟超聲指標(biāo):分別于術(shù)前和術(shù)后2、4、6、8周做心臟超聲，測(cè)量左心房前后徑(LA，mm)、右心房左右徑(RA，mm)、左心室舒張末內(nèi)徑LVEDD(mm)、左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF，%)。

1.4.4 血液化驗(yàn)指標(biāo)：分別于術(shù)前和術(shù)后2、4、6、8周抽取靜脈血液化驗(yàn)NT-proBNP。

1.4.5 組織學(xué)檢測(cè):根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在獲取完整數(shù)據(jù)后將動(dòng)物處死，快速取出心臟分別就心房和心室送HE染色，分析組織學(xué)特點(diǎn)。方法是先將豬麻醉，取胸骨正中切口，切開(kāi)胸骨和心包，取出心臟，把心臟大血管從主動(dòng)脈瓣和肺動(dòng)脈瓣根部去除，氯化鈉鹽水沖洗干凈，心臟冠狀位切開(kāi)，暴露心臟四腔，解剖出心房、心室和室間隔，將各室腔組織固定送檢HE和Masson染色觀察心肌細(xì)胞病理改變。

2 結(jié)果

2.1 起搏器植入情況 15只豬均經(jīng)右頸內(nèi)靜脈途徑植入起搏電極至右心耳，手術(shù)即刻成功率100%，術(shù)中無(wú)并發(fā)癥。第1例手術(shù)時(shí)間和X線曝光時(shí)間分別為60 min和5 min，第15例手術(shù)時(shí)間和X線曝光時(shí)間分別為18 min和1.2 min，手術(shù)時(shí)間和X線曝光時(shí)間逐漸縮短呈明顯下降趨勢(shì)。植入電極后心電圖和影像圖見(jiàn)圖1。

圖1 電極植入后影像圖，顯示起搏電極固定于右心耳，起搏的肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖顯示心房起搏成功

2.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物存活情況 A組因麻醉過(guò)量術(shù)后2 h死亡1只，B組術(shù)后2周囊袋感染死亡1只。最終按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)13只，術(shù)中及術(shù)后監(jiān)測(cè)電極參數(shù)均符合實(shí)驗(yàn)要求。

2.3 癥狀與體征 快速起搏2周時(shí)B、C組動(dòng)物開(kāi)始出現(xiàn)食欲下降、活動(dòng)減少、呼吸急促等心力衰竭表現(xiàn)，4周時(shí)出現(xiàn)四肢浮腫、尿少等明顯心衰癥狀。停止起搏后癥狀好轉(zhuǎn)。A組動(dòng)物無(wú)臨床變化。

2.4 超聲心動(dòng)圖指標(biāo)和NT-proBNP變化 3組動(dòng)物術(shù)前心臟彩超各參數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；A組動(dòng)物術(shù)前和術(shù)后4周心臟超聲參數(shù)和NT-proBNP均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；B、C組動(dòng)物起搏4周后RA、LA、LV、LVEDD增大，NT-proBNP升高，LVEF減低，有4只動(dòng)物出現(xiàn)心包積液，與術(shù)前及對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)； C組動(dòng)物在停止起搏2周LVEF開(kāi)始恢復(fù)，停止起搏4周時(shí)LVEF和NT-proBNP恢復(fù)正常，與起搏前比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，RA、LA、RV、LVEDD好轉(zhuǎn)，但與術(shù)前比較仍有差異(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 3組動(dòng)物手術(shù)前后心臟彩超和NT-proBNP變化

注：與A組比較,*P<0.05;與術(shù)前比較,#P<0.05

2.5 病理學(xué)變化 A組HE染色心肌纖維排列整齊，Masson染色僅有少量纖維組織。起搏4周時(shí)B、C組心肌細(xì)胞發(fā)生腫脹，部分發(fā)生空泡樣變性，肌纖維減少，間質(zhì)血管擴(kuò)張充血，炎細(xì)胞浸潤(rùn)，心肌細(xì)胞變性，心房心室組織明顯纖維增生。見(jiàn)圖2～5。

圖2 正常左心室(HE染色×100)圖3 起搏4周時(shí)左心室(HE染色×100)

圖4 術(shù)前左心室(Masson染色×100)圖5 起搏4周左心房(Masson染色×100)

3 討論

心動(dòng)過(guò)速性心肌病是臨床上常見(jiàn)的快速性心律失常的結(jié)局，但有很多問(wèn)題沒(méi)有明確，如：快速性心律失常人群中僅有部分患者發(fā)生心功能不全，而缺乏識(shí)別高?；颊叩氖侄?；心動(dòng)過(guò)速終止后部分患者心功能恢復(fù)正常，而部分患者心功能不全恢復(fù)正常，機(jī)制何在；TIC的病理學(xué)表現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)機(jī)制尚不完全清楚。這些問(wèn)題無(wú)法在臨床病人中進(jìn)行研究得出結(jié)論，而其答案有助于解決TIC相關(guān)的臨床問(wèn)題，因此需要借助動(dòng)物模型去進(jìn)行深入研究。關(guān)于心動(dòng)過(guò)速性心肌病的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头椒ú唤y(tǒng)一，國(guó)外研究人員多數(shù)采用開(kāi)胸后直接將起搏電極固定于左心室心外膜或開(kāi)胸后通過(guò)降主動(dòng)脈將螺旋電極置入左心室并固定于左心室游離壁，通過(guò)起搏心室建立心動(dòng)過(guò)速性心肌病模型[3-5]。國(guó)內(nèi)研究人員多以靜脈途徑植入心室或心房被動(dòng)電極，靜脈途徑涉及頭臂靜脈、小隱靜脈、頸外靜脈和頸內(nèi)靜脈，靜脈切開(kāi)或經(jīng)皮穿刺將電極植入右室或右房，快速起搏心室或心房建立心動(dòng)過(guò)速性心肌病動(dòng)物模型[6-10]。筆者采用切開(kāi)頸部皮膚充分暴露頸內(nèi)靜脈，直視下以Selding技術(shù)穿刺頸內(nèi)靜脈放置起搏電極，原因有:(1)血管充分暴露下穿刺成功率高、并發(fā)癥低;(2)穿刺頸內(nèi)靜脈的同時(shí)抽取靜脈血液做相關(guān)化驗(yàn)檢查，可以一舉兩得，避免多部位穿刺取血，給動(dòng)物造成更大傷害。

本實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇小型豬的理由是：(1)豬是哺乳動(dòng)物,它的內(nèi)臟器官與人體的器官比較相似；(2)豬的動(dòng)脈循環(huán)系統(tǒng)幾乎是人類(lèi)動(dòng)脈循環(huán)系統(tǒng)的復(fù)制品,其心臟外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、血管配布以及心臟相連的大血管同人的心臟結(jié)構(gòu)基本相似，血流動(dòng)力學(xué)、神經(jīng)內(nèi)分泌及病理生理也與人類(lèi)非常相似；(3)豬比狗相對(duì)溫和，在捕捉動(dòng)物及麻醉時(shí)安全性高。在進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查及靜脈采血時(shí)不需麻醉而減少因多次麻醉導(dǎo)致動(dòng)物死亡率增高。

選擇右側(cè)頸內(nèi)靜脈是因?yàn)槠涑溆笾睆郊s4～6 mm，能讓約2 mm的心房電極通過(guò)，且右頸靜脈與腔靜脈匯合處比左側(cè)平直，起搏電極容易通過(guò)到位；囊袋部位選擇在頸背部:(1)因?yàn)槠鸩饔幸欢ㄖ亓?，放在頸背部有利于負(fù)重；(2)避免動(dòng)物在高頻起搏時(shí)不適將起搏器和電極拔出使實(shí)驗(yàn)失敗。

傳統(tǒng)的被動(dòng)固定電極導(dǎo)線因放置容易，操作簡(jiǎn)單，價(jià)格較便宜等優(yōu)點(diǎn)，一直是起搏器植入時(shí)最常用的電極導(dǎo)線。隨著人們對(duì)心臟特殊部位(右心室流出道、高位房間隔、低位房間隔等)起搏有益作用認(rèn)識(shí)的逐漸加深，無(wú)論心房還是心室起搏，主動(dòng)固定電極導(dǎo)線較被動(dòng)固定電極導(dǎo)線有脫位率低、可用于特殊部位、易于拔出等優(yōu)點(diǎn)。目前，臨床實(shí)踐中起搏器植入主動(dòng)電極已普及。為此，筆者結(jié)合了臨床實(shí)踐，將起搏電極更換為主動(dòng)電極，因其:(1)電極固定牢固，不易脫位；(2)動(dòng)物心房和心耳的解剖與人有區(qū)別，被動(dòng)電極植入成功率低，操作時(shí)間長(zhǎng)，而且易脫位。本實(shí)驗(yàn)選擇Medtronic 5076型主動(dòng)電極植入，術(shù)后不用限制豬的活動(dòng)范圍。小型豬為竇性心律，靜息狀態(tài)下心率70～90次/min，采用芯彤起搏器頻率設(shè)置為175次/min，可以保證1∶1房室傳導(dǎo)，持續(xù)快速心房起搏；心室率選擇持續(xù)175次/min，與既往報(bào)道多是240～500次/min右房起搏比較可避免短期內(nèi)起搏頻率太快容易導(dǎo)致動(dòng)物死亡的風(fēng)險(xiǎn)，保證手術(shù)成功率高。

心臟超聲是心功能不全的必要檢查手段，對(duì)心衰的診斷、鑒別診斷、治療評(píng)估等有重要價(jià)值。本文在心房快速起搏制作心動(dòng)過(guò)速性心肌病模型中應(yīng)用心臟超聲動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)心功能變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，心房快速起搏后2周開(kāi)始出現(xiàn)心功能指標(biāo)變化，心房快速起搏后2周時(shí)RA、LA、LVEDD增大，LVEF降低，與術(shù)前和對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與國(guó)內(nèi)外研究快速心房持續(xù)起搏2～4周即可造成充血性心力衰竭模型[9-11]相一致。C組動(dòng)物在停止起搏后4周LVEF恢復(fù)正常，證實(shí)心動(dòng)過(guò)速可導(dǎo)致心肌病，心律失常終止后心功能恢復(fù)。但RA、LA、LVEDD與術(shù)前比較仍有差異，考慮與心臟結(jié)構(gòu)恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間有關(guān)。

BNP是心室心肌細(xì)胞分泌的具有生物活性的天然激素，在心衰早期即使LVEF正常，即可引起B(yǎng)NP升高，故可用于心衰的早期診斷[12]。BNP的分泌與心室大小、心功能及血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)密切相關(guān)[13]。是心衰診斷、鑒別診斷、病情程度、治療效果和預(yù)后判定的敏感、可靠指標(biāo)。本研究在豬心動(dòng)過(guò)速性心肌病模型制作前后進(jìn)行靜脈血NT-proBNP水平動(dòng)態(tài)觀察，發(fā)現(xiàn)術(shù)后2周NT-proBNP開(kāi)始逐漸升高，術(shù)后4周NT-proBNP水平明顯升高，停止起搏后逐漸下降，證實(shí)持續(xù)性心動(dòng)過(guò)速引起心力衰竭。

病理顯示心肌細(xì)胞腫脹，部分發(fā)生空泡樣變性，肌纖維減少，間質(zhì)血管擴(kuò)張充血，炎細(xì)胞浸潤(rùn)，心肌細(xì)胞變性，心房心室組織明顯纖維增生，證實(shí)心動(dòng)過(guò)速導(dǎo)致心肌細(xì)胞水平重構(gòu)，心肌病模型建立成功。

在本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)豬術(shù)后隨訪過(guò)程中先嘗試從耳緣靜脈和股靜脈取血均不易成功。后嘗試從腹壁靜脈和頸靜脈抽血，成功率較高，而且取血量能滿足實(shí)驗(yàn)需要，提示腹壁靜脈為實(shí)驗(yàn)豬多次取血的較好的方便途徑。

綜上所述通過(guò)快速起搏右心房建立心動(dòng)過(guò)性心肌病模型實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、材料易獲得，成功率高、重復(fù)性好，可通過(guò)調(diào)整起搏部位和起搏頻率、起搏持續(xù)時(shí)間，復(fù)制出不同程度心功能損傷，用來(lái)研究慢性心衰不同階段的病理生理改變、分子生物學(xué)特性、神經(jīng)內(nèi)分泌變化以及藥物干預(yù)[14]，這也是我們下一步的工作思路。