經(jīng)頸靜脈途徑制備Beagle犬心臟記憶模型

楊 洋，林加鋒，官學(xué)強(qiáng)，陳 鵬，李 嘉，季亢挺，唐疾飛，楊鵬麟，李岳春

(溫州醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院心內(nèi)科，溫州 325000)

經(jīng)頸靜脈途徑制備Beagle犬心臟記憶模型

楊 洋，林加鋒，官學(xué)強(qiáng)，陳 鵬，李 嘉，季亢挺，唐疾飛，楊鵬麟，李岳春

(溫州醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院心內(nèi)科，溫州 325000)

目的 經(jīng)頸靜脈途徑應(yīng)用心室起搏的方法制備心臟記憶犬模型。方法 8只普通級成年健康Beagle犬經(jīng)腹腔麻醉后，Seldinger’s法穿刺頸外靜脈成功后送入心內(nèi)膜起搏電極，將電極頭端固定于右室心尖部，近端連接于脈沖發(fā)生器。起搏頻率設(shè)置較犬竇性心律時的基礎(chǔ)心率快15%，保證起搏器連續(xù)起搏。結(jié)果 連續(xù)起搏1周后所有動物均成功制備為心臟記憶模型。建模后犬的心率、呼吸、體重與建模前比較，無明顯改變;所有模型組犬起搏前心電圖均為竇性心律，起搏1周后出現(xiàn)心臟T波記憶，在下壁導(dǎo)聯(lián)以及胸前導(dǎo)聯(lián)均出現(xiàn)T波倒置，停止起搏后，心臟T波記憶逐漸消失;模型組犬與正常組犬心肌病理相比，無明顯改變。結(jié)論 經(jīng)頸靜脈途徑應(yīng)用心室起搏法建立心臟記憶犬模型的方法，具有手術(shù)簡單，創(chuàng)傷小，誘發(fā)方式與臨床相似等優(yōu)點(diǎn)，為深入展開心臟記憶的機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。

Beagle犬;心臟記憶;起搏;模型，動物

心臟記憶(cardiac memory)是指經(jīng)歷一定時間的異常心室激動后，恢復(fù)正常竇性激動時，心電圖上T波仍與異常心室激動時的QRS波方向一致［1］。這種異常激動目前發(fā)現(xiàn)包括心室起搏、完全性左束支傳導(dǎo)阻滯、心室預(yù)激以及室性心動過速。心臟記憶在臨床上有著重要價(jià)值［2］:它與心肌缺血時ST-T改變極其相似，兩者極易混淆，容易造成臨床誤診;心臟記憶不僅可由心室起搏誘發(fā)，而且室速或室顫等惡性心律失常也可引起，因而對心臟記憶的研究可能有助于揭示室速或室顫的發(fā)病機(jī)制;它可以改變離子通道功能，從而可能影響抗心律失常藥物作用的靶點(diǎn)，進(jìn)而加強(qiáng)或者抑制抗心律失常藥物的療效。為了更好地開展關(guān)于心臟記憶的基礎(chǔ)與臨床研究，我們經(jīng)頸靜脈途徑成功制備了犬心臟記憶模型。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物

普通級成年健康Beagle犬12只，雌雄不拘，購于南京亞東實(shí)驗(yàn)動物研究中心［SCXK(蘇)2007-0013］。將動物隨機(jī)分為2組:模型組8只 (體重16.5±2.2 kg)，其中雄性7只，雌性1只;正常組4只(體重16.1±2.0 kg)，其中雄性3只，雌性1只。飼養(yǎng)于溫州醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心普通動物房，不銹鋼籠單只飼養(yǎng)，室溫 21℃ ±5℃，相對濕度55% ±15%。以實(shí)驗(yàn)動物顆粒飼料 (由北京科澳協(xié)力飼料有限公司提供，批號:091204)喂養(yǎng)，滅菌自來水自由飲用。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和藥品

戊巴比妥鈉(上海西塘生物科技有限公司，批號:20080615)，永久起搏器電極(Medtronic，USA)，永久動物起搏器(AHMSIC，USA)，C型臂心血管造影機(jī)(Siemens，Germany)，數(shù)字式十二道心電圖機(jī)(SE-1200 Express，深圳理邦精密儀器有限公司)，起搏器程控儀(ST JUDE，USA)。

1.3 動物麻醉、血管穿刺及電極放置

將戊巴比妥鈉配制成3%濃度，按照30 mg/Kg劑量腹腔內(nèi)注射進(jìn)行麻醉。麻醉成功后，對犬項(xiàng)背部、胸部進(jìn)行備皮。隨后送入介入導(dǎo)管室，將犬仰臥位固定在導(dǎo)管床上，背部墊參考電極板。常規(guī)消毒鋪巾，于犬右側(cè)頸部小切口分離暴露頸外靜脈，Seldinger’s法穿刺成功后依次送入導(dǎo)引鋼絲、血管鞘及永久起搏器電極。在X線透視指導(dǎo)下，將電極頭端固定于犬右室心尖部(圖1)，然后縫扎電極導(dǎo)線的出血管端。

圖1 制備心臟記憶犬模型時在右心室心尖部植入起搏電極導(dǎo)線Fig.1 Pacemaker lead positioned at right ventricular apex for preparing cardiac memory canine model

1.4 心臟記憶犬模型的制備

在犬項(xiàng)背部橫切口制作囊袋，植入脈沖發(fā)生器，經(jīng)皮下隧道與起搏電極連接。使用程控儀將起搏器程控為VVO模式，起搏頻率設(shè)置要較犬竇性心律時的基礎(chǔ)心率快15%，輸出電壓3.0～5.0 V，脈寬0.3～0.5 ms，保證起搏器連續(xù)起搏。心電圖確認(rèn)起搏良好(圖2)，再次透視確認(rèn)起搏電極位置，隨即縫合各切口，縫合后貼上無菌敷貼。所有手術(shù)過程均遵守?zé)o菌手術(shù)原則。手術(shù)結(jié)束后送回動物房進(jìn)行飼養(yǎng)，術(shù)后每日監(jiān)測犬的呼吸、心率、食欲、精神狀態(tài)。術(shù)后3 d每天使用青霉素針160萬U肌肉注射預(yù)防感染。連續(xù)不間斷起搏1周后，使用程控儀停止起搏恢復(fù)竇性心律，心電圖確認(rèn)心臟記憶模型是否成功。若成功，停止起搏，觀測心臟記憶持續(xù)時間。若未成功，繼續(xù)起搏1周，直到成功為止，成功后停止起搏，觀測心臟記憶持續(xù)時間。

1.5 心臟記憶犬心電圖T波變化

分別于術(shù)前、術(shù)后即刻、起搏1周后、停止起搏后的第1天至第60天行體表心電圖檢查，監(jiān)測并記錄心電圖上 T波的變化。心電圖同步記錄Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3 共 9 個導(dǎo)聯(lián)。V1、V2、V3導(dǎo)聯(lián)分別放在左側(cè)胸骨旁線第4肋間、左側(cè)鎖骨中線第4肋間、以及左側(cè)腋前線第4肋間。

1.6 心臟記憶犬心臟的病理變化

術(shù)后1周心臟記憶模型成功后，采用急性失血法處死模型犬2只，留取右室心尖部心肌，10%甲醛固定后石蠟包埋、切片、HE染色，鏡下觀察組織病理改變。停止起搏直至心臟記憶現(xiàn)象消失后，處死所有犬(共6只)，同前方法制作病理切片。正常組犬心臟病理標(biāo)本作為對照。

圖2 犬起搏心電圖Fig.2 Canine ECG during ventricular pacing

2 結(jié)果

手術(shù)組全部8只犬均在心室起搏1周后成功建立心臟記憶模型，建模成功率100%。

2.1 模型組犬的一般情況

犬植入起搏器后一般精神狀態(tài)和正常組比較無明顯改變，飼養(yǎng)過程中食欲、活動量、對刺激反應(yīng)能力均未見有明顯變化。模型組犬建模1周后的心率、呼吸、體重與建模前比較，無明顯改變(表1)。

表1 建模前后犬的心率、呼吸、體重的變化(±s)Tab.1Changes of heart rate，respiration rate and body weigh before and after ventricular pacing(VP)(±s)

表1 建模前后犬的心率、呼吸、體重的變化(±s)Tab.1Changes of heart rate，respiration rate and body weigh before and after ventricular pacing(VP)(±s)

時間Time n 心率Heart rate(bpm)呼吸Respiration rate(bpm)體重Body weight(kg)128±22 24±8 16.5±2.2建模1周后(1 week after VP)建模前(Before VP)8 8 132±25 26±9 16.9±2.3

2.2 心電圖T波的變化

所有模型組犬起搏前心電圖均為竇性心律(圖3)，1周后出現(xiàn)心臟T波記憶現(xiàn)象(圖4)，在下壁導(dǎo)聯(lián)Ⅱ、Ⅲ、aVF、以及胸前 V1、V2、V3導(dǎo)聯(lián)均出現(xiàn) T波倒置，上述導(dǎo)聯(lián)與起搏心電圖(圖2)QRS主波方向一致，表明心臟記憶模型制備成功。停止起搏后，心臟T波記憶逐漸消失，以胸前導(dǎo)聯(lián)恢復(fù)(T波直立)較快，平均時間7±2 d，下壁導(dǎo)聯(lián)恢復(fù)最慢，平均需要31±6 d。

2.3 病理檢查

心臟記憶模型犬心肌病理檢查發(fā)現(xiàn)，與正常組相比未見心肌細(xì)胞增大、腫脹、壞死，未見炎癥細(xì)胞浸潤或心肌纖維化等表現(xiàn)(圖5，見彩插6)，基本與正常組心肌病理表現(xiàn)一致。

3 討論

目前國際上關(guān)于心臟記憶機(jī)制的基礎(chǔ)研究已經(jīng)開始，最近心血管權(quán)威雜志如 Circulation、Heart Rhythm等［3－5］相繼報(bào)導(dǎo)和評論了有關(guān)進(jìn)展，心臟記憶的研究越來越受到重視，顯然已經(jīng)成為心臟電生理研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。近年來我們對心臟記憶現(xiàn)象也進(jìn)行了一系列的臨床研究［6－8］，但缺乏關(guān)于心臟記憶的基礎(chǔ)研究。因此，在國內(nèi)開展心臟記憶動物模型的研究顯得尤為重要。

我們課題組通過心室起搏法首次在國內(nèi)成功建立心臟記憶犬模型。目前國外報(bào)道也是采用心室起搏法改變心室激動順序，誘發(fā)心臟記憶［3，5，9］。但這些模型的制備是采用開胸手術(shù)后暴露心臟，將起搏電極縫合于左心室外膜，然后采用心室起搏法建模。這種方法對犬創(chuàng)傷大，手術(shù)死亡率相對較高，而且手術(shù)時間較長，更為重要的是，這種經(jīng)開胸手術(shù)方法誘發(fā)心臟記憶的方式，和臨床上完全不同。而我們另辟蹊徑，采用經(jīng)頸靜脈途徑植入起搏電極，將電極固定于心內(nèi)膜，整個植入過程與臨床操作類似，不但手術(shù)創(chuàng)傷小和安全性好，而且過程相對簡單。這種誘發(fā)心臟記憶的方式，和臨床極為相似。因此，我們經(jīng)頸靜脈途徑制備心臟記憶模型，相比國外開胸手術(shù)的方式，有更大優(yōu)越性。我們模型的制備，需要注意的重要問題:1)起搏器電極的植入需要動作輕柔，以免造成心臟穿孔和心包填塞，導(dǎo)致動物死亡;2)整個手術(shù)過程需要做到無菌操作，以免造成起搏器囊袋感染、敗血癥，而導(dǎo)致動物死亡;3)永久起搏器的下限頻率設(shè)置，必須要比動物自身心率快15%，保證起搏器連續(xù)起搏。

圖3 犬起搏前(竇性心律)心電圖Fig.3 Canine ECG during sinus rhythm

圖4 犬起搏1周后停止起搏恢復(fù)竇性心律時的心電圖Fig.4 Canine ECG during sinus rhythm

心臟記憶是1982年由 Rosenbaum等［10］正式命名的。他們發(fā)現(xiàn)對人心臟施加心室起搏刺激一段時間后，若停止刺激，恢復(fù)為正常竇性節(jié)律，在心電圖上T波仍與起搏刺激時QRS波方向接近。于是在正常情況下出現(xiàn)T波與QRS波反向的現(xiàn)象，而且這種現(xiàn)象在維持一段時間才會消失。心臟記憶具有“累積”和“記憶”特點(diǎn)［11］?！袄鄯e”是指某種異常心室激動順序要反復(fù)進(jìn)行一定時間后，T波方向才被調(diào)整;“記憶”是指T波方向調(diào)整的結(jié)果能保持到原來異常心室激動順序不復(fù)存在以后的一段時間中。在我們的模型中，所有犬在起搏1周后，即“累積”1周后，心電圖上 T波方向均被調(diào)整，在下壁及胸前導(dǎo)聯(lián)T波變成與原來方向相反。停止起搏后，所有模型犬心電圖上T波“記憶”的維持時間平均為31±6 d。同時，我們研究發(fā)現(xiàn)，心臟記憶模型犬的心肌病理與正常犬無明顯不同，這與國外研究結(jié)果相同［11］。關(guān)于T波記憶的機(jī)制，目前尚未完全明確。國外初步研究［3－5，9，12］發(fā)現(xiàn)可能與瞬時外向 K+離子Ito電流、L型 Ca2+通道、電機(jī)械反饋，以及可能卷入了新的基因轉(zhuǎn)錄和蛋白分子合成有關(guān)，而與心臟的組織病理學(xué)改變無關(guān)。

總之，本研究經(jīng)頸靜脈途徑采用心室起搏法成功建立心臟記憶犬模型，為深入展開心臟記憶的機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。該模型具有手術(shù)簡單，創(chuàng)傷小，誘發(fā)方式與臨床更為相似等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。

［1］Shvilkin A，Danilo P Jr，Wang J，et al.Evolution and resolution of long-term cardiac memory［J］.Circulation，1998，97(18):1810–1817.

［2］Rosen MR.The heart remembers:clinical implications［J］.Lancet，2001，357(9254):468–471.

［3］Janse MJ，SosunovEA，CoronelR，et al.Repolarization gradients in the canine left ventricle before and after induction of short-term cardiac memory［J］.Circulation，2005，112(12):1711－1718.

［4］Sosunov EA，Anyukhovsky EP，Rosen MR.Altered ventricular stretch contributes to initiation of cardiac memory［J］.Heart Rhythm，2008，5(1):106–113.

［5］Kooshkabadi M，Whalen P，Yoo D，et al.Stretch-activated receptors mediate cardiac memory［J］. Pacing Clin Electrophysiol，2009，32(3):330–335.

［6］林加鋒，楊鵬麟，胡君佶，等.右心室心尖部起搏時 QRS波群與電張調(diào)整性T波的相關(guān)性研究［J］.心電學(xué)雜志，2007，25(3):131–134.

［7］林加鋒，楊鵬麟，林佳選，等.心室異常除極順序與電張調(diào)整性T波的相關(guān)性研究［J］.心電學(xué)雜志，2007，25(4):197–202.

［8］林加鋒，林佳選，蘭華仙，等.不同部位心室預(yù)激致電張調(diào)整性 T波的比較 ［J］.心電學(xué)雜志，2008，27(2):127－130.

［9］Coronel R，Opthof T，Plotnikov AN，et al.Long-term cardiac memory in canine heart is associated with the evolution of a transmural repolarization gradient［J］.Cardiovasc Res，2007，74(3):416–425.

［10］Rosenbaum MB，Blanco HH，Elizari MV，et al.Electronic modulation of the T wave and cardiac memory［J］.Am J Cardiol，1982，50(2):213–222.

［11］Patberg KW，Rosen MR.Molecular determinants of cardiac memory and their regulation［J］.J Mol Cell Cardiol，2004，36(2):195－204.

［12］Rosenl MR， Cohen IS.Cardiac memory:new insights into molecular mechanisms［J］.J Physiol，2006，570(2):209–218.

Model Establishment of Cardiac Memory Using Pacing via External Jugular Vein in Beagle Dog

YANG Yang，LIN Jia-feng，GUAN Xue-qiang，CHEN Peng，LI Jia，JI Kang-ting，TANG Ji-fei，YANG Peng-lin，LI Yue-chun
(Department of Cardiology，Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College，Wenzhou，Zhejiang 325000，China)

Objective To establish a canine model of cardiac memory using ventricular pacing via external jugular vein.Methods Eight healthy adult Beagle dogs were anesthetized with pentobarbital.After successfully punctured into the external jugular vein puncture through seldinger’s technique，a pacing lead was implanted on right ventricular apex.The ventricular lead was connected to a pulse generator.Ventricular pacing was instituted at a rate 15%faster than that of the animal’s sinus rhythm，so as to ensure the heart beats pacing ventricularly.Results The cardiac memory model was successfully established.There were no significant differences in heart rate，respiration rate，and body weight between before and after ventricular pacing.The ECGs showed progressive deep T waves inversion in leadsⅡ，Ⅲ，aVF，V1，V2 and V3 during sinus rhythm one week after ventricular pacing.No difference in myocardial hispathology was found between the cardiac memory model group and normal group.Conclusion Using ventricular pacing via external jugular vein is an ideal method to establish cardiac memory model.

Beagle dog;Cardiac memory;Pacing;Model，animal

R541.7

B

1671-7856(2010)07-0072-05

2010-03-02

圖5 心臟記憶模型犬的病理改變(HEx100)
Fig.5 Representative myocardial hispathology in the cardiac memory group (HEx100)

浙江省科技廳基金項(xiàng)目(編號:2008F80011)。

楊洋(1980－)，男，碩士，主要從事心臟電生理的基礎(chǔ)研究。E-mail:yangyangwuhu@sina.com

李岳春。E-mail:liyuechun1980@sina.com