缺血预适应对短期冬眠心肌动物模型QT离散度及心律失常的影响

　　作者：杨煜，夏 勇，李东野，潘德峰，钱文浩，朱 红，张延斌，陈清枝 作者单位：(徐州医学院附属医院心内科，江苏徐州221002)

　　【摘要】 目的 观察缺血预适应(IPC)对短期冬眠心肌(SHM)动物模型心律失常的发生情况及QT离散度(QTd)的影响。方法 12只中国小型家猪应用闭胸法制备SHM模型，随机分为2组：①对照组(n=6)，只制备SHM模型;②缺血预适应组(IPC组，n=6)，制备SHM模型前给予缺血5 min、再灌注5 min处理，重复2次。于基础状态、冠状动脉狭窄后10、30、60、120 min记录同步12导联心电图，计算QTd。同时，记录实验过程中心律失常的发生情况，计算心律失常评分。结果 2组家猪基础状态时QTd差异无显著性(P>0.05)，冠状动脉狭窄后各时间点QTd较基础状态均明显增加(P<0.01)，但IPC组较对照组明显降低(P<0.01)。IPC组心律失常评分较对照组明显降低(P<0.01)。结论 IPC明显降低SHM动物模型QTd的增加，并可减少心律失常的发生。

　　【关键词】 冬眠心肌;缺血预处理;QT离散度;心律失常;动物模型;家猪

　　Effect of ischemic preconditioning on QT dispersion and arrhythmia scores

　　in short-term hibernating myocardium

　　YANG Yu, XIA Yong, LI Dongye, PAN Defeng, QIAN Wenhao, ZHU Hong, ZHANG Yanbin, CHEN Qingzhi

　　(Department of Cardiology, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College, Xuzhou, Jiangsu 221002, China)

　　Abstract: Objective To observe the effects of ischemic preconditioning on the QT dispersion (QTd) and incidence of arrhythmias in an animal model of short-term hibernating myocardium (SHM). Methods 12 little domestic Chinese pigs used to establish the model of SHM by interventional method (closed-chest), were divided into 2 groups at random: the control group (CON group, n=6) and the ischemic preconditioning group (IPC group, n=6). IPC was conducted by making 2 cycles of 5-min ischemia followed by 5-min reperfusion before the establishment of model. The 12-lead electrocardiogram recording was taken at different time points to calculate QTd and grade arrhythmia. Results The QTd were similar at the basal line in the two groups, and increased significantly at all the time points after the coronary artery was stenosed. The QTd was much lower in IPC group than in CON group; the arrhythmia score was lower in IPC group than in CON group. Conclusion IPC can reduce the increment of QTd and decrease the incidence of arrhythmia in SHM model.

　　Key words: hibernating myocardium; ischemic preconditioning; QT dispersion; arrhymia;animal model; pig

　　缺血预适应(IPC)是由Murry等[1]首先在犬心肌模型中证实，是指心肌短暂缺血对随后发生的持续严重缺血的保护作用。其后，诸多研究证实在狗、猪、兔和大鼠等动物中均存在IPC现象[2]。大多数研究报道IPC能降低心肌缺血/再灌注(ischemic/reperfusion, IR)损伤后心律失常的发生，但也有研究认为IPC能促进其发生[3]。目前，IPC对冠状动脉持续低血流所致冬眠心肌QT离散度(QTd)及心律失常发生情况的影响少见报道。因此，本实验应用闭胸法建立短期冬眠心肌(SHM)动物模型,探讨IPC对其QTd及心律失常的影响。

　　1 材料和方法

　　1.1 实验动物 12只中国小型家猪，3～5月龄，体重(35.32±3.56) kg，雌雄不拘，由徐州医学院实验动物中心提供，经检疫证实为健康状态。

　　1.2 主要仪器配置

　　1.2.1 Advantax-CLV/DLX大型数字减影X线机 可行冠状动脉造影及左心室造影，用于导管、多普勒导丝及球囊的定位，指导动物模型制备过程。

　　1.2.2 LEAD 2000B多导生理记录仪 用于监测、记录冠状动脉及左心室压力。

　　1.2.3 CG-6511型心电图机 用于记录12导联同步心电图。

　　1.2.4 1732/B型除颤仪 用于心电监护。

　　1.2.5 Cardiometrics FloMapⅡ型超声诊断仪及多普勒血流速度测量导丝系统 多普勒血流速度描记导丝为直径0.36 mm的易弯曲导丝，顶端为“J”形，长175 cm。超声换能器频率为12 MHz，单向声束散射角14°，取样容积距导丝顶端为4 mm，纵向直径为0.65 mm，横向直径为2.25 mm。来自冠状动脉的回声信号经超声诊断仪的快速傅立叶转换，以连续频谱的形式实时显示(包括流速趋势显示)，可观测血流速度及时相流速比值。此系统用于测量、分析冠状动脉血流频谱，并且冠状动脉内多普勒导丝可用作球囊导管的导引导丝[4]。

　　1.3 动物分组 12只家猪随机分为2组：①对照组(n=6)，仅进行SHM模型制备，不予预处理措施;②IPC组(n=6)：先采用膨胀冠状动脉内球囊致冠状动脉完全闭塞5 min，抽吸球囊再灌注5 min，重复2次进行IPC。IPC结束10 min后进行SHM模型制备。

　　1.4 实验方法

　　1.4.1 SHM动物模型制备 动物称重后，先予盐酸氯胺酮20 mg/kg+阿托品0.4 mg/kg肌内注射行基础麻醉，从耳缘静脉建立静脉通路，2.5%硫喷妥钠静脉注射，达麻醉满意状态，将实验动物呈仰卧位固定。将针形电极分别刺入右上肢、左上肢、右下肢行心电监护。双侧腹股沟区备皮，碘伏消毒，铺无菌巾。以双侧股动脉搏动最明显处为穿刺点，穿刺成功后依次送入导引导丝、6F动脉鞘管，104 U肝素经鞘管冲管，全身肝素化。将增强器置于正位，先经左侧鞘管导入6F左冠状动脉Judkins导引导管，在X线机引导下，将导管置于左冠状动脉开口处，与生理记录仪相连，监测冠状动脉压力。将76%泛影葡胺按1∶1稀释，行冠状动脉造影。将增强器置于右前斜30°，经右侧动脉鞘管导入6F猪尾导管，在X线机引导下将导管置入左心室。导管末端连接三通开关，在各观察时间点与生理记录仪相连，监测左心室压力，并描记左心室压力曲线。经左冠状动脉导引导管导入多普勒导丝，至左前降支(LAD)远端。根据LAD内径选择相应大小球囊〔2 mm(直径)×20 mm(长度)～3 mm(直径)×20 mm(长度)〕，沿多普勒导丝导入LAD近端。利用高压泵，按计算所需压力膨胀球囊(狭窄程度以球囊膨胀后说明书所示内径与冠状动脉内径之比计算)，重复冠状动脉造影示LAD狭窄达90%，心肌梗死溶栓试验(TIMI)血流≤2级，多普勒导丝测得血流速度保持在较低水平(正常水平的30%)，左心室造影示局部室壁运动障碍，心电监护示ST段呈缺血性改变，则完成SHM模型的建立[5]。

　　1.4.2 QTd的测量 分别于基础状态、冠状动脉狭窄后10、30、60、120 min描记同步12导联心电图。Q(R)波的起始部至T波后肢回到TP基线点为QT间期，若有U波则取U波与T波之间的切迹为T波的终点。每个导联连测3个QT间期，取其平均值。在同一份心电图各导联最长的QT间期减去最短的QT间期所得之差为QTd，即QTd=QTmax-QTmin。

　　1.4.3 心律失常评分 心律失常分析遵守Lambeth规则。评分标准参考Curtis等[6]标准。期前收缩(PVC)：1分;二联律(bigeminy)：2分;室性心动过速(VT)：3分;非持续性室颤(NSVF，<1 min)：4分;持续性室颤(SVF，≥1 min)：5分。

　　1.4.4 心脏标本的病理观察 实验结束时，进一步加压膨胀球囊使LAD完全闭塞，从左心室猪尾导管注入2%伊文思蓝25～30 ml。2 min后经静脉注射10%氯化钾，使心脏停搏在舒张期。迅速开胸取出心脏，用生理盐水冲净残余血液，辨认缺血区(无蓝色)和非缺血区(蓝色)。分别于缺血区与非缺血区随机取3处心肌组织(包括心内膜到心外膜全层心肌)，10%中性甲醛固定48 h。心肌组织经常规石蜡包埋，制作切片后行苏木精-伊红染色，光镜下观察心肌细胞的病理改变。

　　1.5 统计学处理 数据均采用x±s表示，数据统计处理采用SPSS 11.0软件。组间比较采用t检验，组内不同时间点比较采用方差分析(ANOVA)，P<0.05认为差异有统计学意义。

　　2 结 果

　　2.1 2组动物不同时间点QTd的变化 2组家猪基础状态时QTd差异无统计学意义(P>0.05)，冠状动脉狭窄后各时间点QTd较基础状态均明显增加(P<0.01)，但IPC组较对照组明显降低(P<0.01)。详见表1。

　　2.2 2组动物心律失常积分 实验过程中IPC组心律失常评分较对照组明显降低(0.83±0.75 vs. 2.80±0.84，P<0.01)。

　　2.3 病理检查结果 缺血区心肌心内膜至心外膜全层未见心肌细胞坏死的病理改变。与正常心肌相比，缺血区心肌可见细胞水肿、核水肿、肌束水平波浪样改变及横纹紊乱、毛细血管充血等非特异性改变(图1)。表1 2组动物不同时间点QTd的比较 A.正常区心肌细胞，细胞形态正常，核形态正常;B.缺血区心肌细胞，细胞胞体肿胀，肌束水平波浪状排列，胞质嗜酸性增强，横纹紊乱不清，可见心肌收缩带形成，胞核肿胀，染色质边集，心肌间毛细血管淤血

　　3 讨 论

　　存活心肌是当今心血管领域的研究热点之一，根据局部心肌血流灌注情况，可分为顿抑心肌和冬眠心肌2种形式。由于冬眠心肌缺乏成功的慢性动物模型，故目前多使用公认的SHM模型进行相关研究[7]。既往IPC心肌保护效应的研究多采用IR动物模型，并且IPC对心肌IR损伤后心律失常的作用尚存在争议[3]。为进一步探讨IPC对冬眠心肌动物模型QTd及心律失常的影响，本研究应用闭胸法制备了家猪SHM模型。实验过程中我们以冠状动脉造影结果和冠状动脉血流速度的变化证实冠状动脉狭窄程度，心电监护可见心肌缺血心电图变化，左心室造影证实了心脏功能受损，术后缺血区心肌病理检查未见细胞坏死，故SHM模型的构建是成功的。闭胸法建立SHM动物模型对实验动物的生理状态影响很小，不改变其血流动力学状态，使实验结果可以向临床推广。

　　QTd是指体表心电图各导联间QT间期变异的程度，反映了心室肌局部复极的差异，这种区域性复极不均匀，极易产生折返激动。QTd代表了心室电的不稳定性，可作为预测恶性心律失常的一个重要指标。既往研究表明，IPC不能改变缺血及再灌注心律失常发生时间呈钟形分布的特征和时间高峰，其抗心律失常的本质是直接抑制了心律失常的发生，并非保护心肌使心肌坏死范围缩小的结果，具体机制尚不清楚[8]。Okishige等[9]测量了冠状动脉球囊扩张术患者的QTd，结果显示第2次扩张较第1次扩张QTd明显降低，认为IPC减少缺血所致QTd的增加是其抗心律失常的电生理机制之一。国内李震等[10]的研究也发现，IPC可明显降低急性心肌梗死患者的QTd，减少室性心律失常及猝死的发生。本实验结果显示，IPC组家猪心律失常评分明显低于对照组，提示IPC同样能减少SHM模型心律失常的发生。同时，本研究还表明IPC可降低SHM动物模型QTd的增加，结合上述国内外研究报道，推测这可能是其抗心律失常的电生理机制之一。

　　综上,本实验成功地制备了SHM动物模型,观察到IPC能降低其QTd的增加，考虑这可能是其减少心律失常发生的原因之一，但具体机制有待于进一步研究。

　　【参考文献】

　　[1] Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium [J]. Circulation, 1986, 74(5):1124-1136.

　　[2] Derek M, Gary F, Mark S, et al. Ischemic preconditioning: present position and future directions [J]. Cardiovasc Res, 1998, 37(1):21-33.

　　[3] Peter T, Dere M. Preconditioning and arrhythmias [J]. Circulation, 2002, 106(24):2999-3001.

　　[4] 李东野,潘德峰,夏 勇,等. 冠状动脉内多普勒技术评价急性冬眠心肌动物模型冠状动脉血流动力学特点[J]. 中国介入心脏病学杂志,2002,10(4):121-123.

　　[5] Gerd H. Hibernating myocardium [J]. Physiol Rev, 1998, 78(4):1055-1085.

　　[6] Curtis MJ, Walker MJ. Quantification of arrhythmias using scoring systems: an examination of seven scores in an in vivo model of regional myocardial ischaemia [J]. Cardiovasc Res, 1988, 22(9):656-665.

　　[7] Rahimtoola SH, La Canna G, Ferrari R. Hibernating myocardium: another piece of the puzzle falls into place [J]. J Am Coll Cardiol, 2006, 47(5):978-980.

　　[8] Garrett GJ, Peart JN. KATP channels and myocardial preconditioning: an update [J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2003, 285(3):H921-H930.

　　[9] Okishige K, Yamashita K, Yoshinaga H, et al. Electrophysiologic effects of ischemic preconditioning on QT dispersion during coronary angioplasty [J]. J Am Coll Cardiol, 1996, 28(1):70-73.

　　[10] 李 震,郭乐凌,陈登云,等.缺血预适应对急性心肌梗死QT离散度及室性心律失常的影响[J].心电学杂志,2001,20(1):10-12.