低強(qiáng)度頸動脈壓力感受器刺激對異丙腎上腺素誘發(fā)室性心律失常的影響

廖凱，李起棟，方石虎，張歷，余鋰鐳，江洪

(1中國人民解放軍第一七一醫(yī)院，江西九江332000;2武漢大學(xué)人民醫(yī)院)

室性心律失常(VAs)是臨床發(fā)病率和致死率較高的疾病，自主神經(jīng)系統(tǒng)在VAs發(fā)生、維持和終止過程中發(fā)揮重要作用。交感神經(jīng)興奮性增加可促進(jìn)VAs的發(fā)生，迷走神經(jīng)活性增加可降低VAs的發(fā)生［1］。因此，用藥物或非藥物手段調(diào)節(jié)自主神經(jīng)活性可以減少致死性VAs的易感性［2］。近50年來，基礎(chǔ)和臨床研究表明，頸動脈壓力感受器刺激在治療高血壓和心力衰竭方面前景光明。頸動脈壓力感受器興奮后交感神經(jīng)活性減少，迷走神經(jīng)活性增加［3］。但頸動脈壓力感受器興奮通常引起血壓、心率明顯改變，這些改變均有一定的誘發(fā)心律失常的作用。低強(qiáng)度頸動脈壓力感受器刺激(LL-CBS)是以能引起血壓降低約10%的最低電壓為閾電壓，選擇80%閾電壓強(qiáng)度進(jìn)行頸動脈竇刺激。本研究通過靜脈注射異丙腎上腺素模擬急性交感神經(jīng)興奮作用，探討LL-CBS對于交感神經(jīng)興奮誘導(dǎo)的VAs的影響。

1 材料與方法

1.1 動物 健康成年雜種犬20只［SYXK(鄂)2013-0011］，體質(zhì)量15～20 kg，由武漢大學(xué)人民醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動物中心提供。

1.2 動物處理 將犬隨機(jī)分為對照組(n=10)和LL-CBS組(n=10)，兩組均給予靜脈注射苯巴比妥鈉30 mg/kg麻醉，實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)密觀察實(shí)驗(yàn)犬生命體征和生理反射，最大程度減少動物的痛苦，并適時(shí)補(bǔ)充苯巴比妥鈉，以維持麻醉狀態(tài)。氣管插管，建立人工氣道，連接大動物呼吸機(jī)(MAO01746，Harvard Apparatus，USA)給予持續(xù)正壓通氣，嚴(yán)格固定各種連接管，防止漏氣。分離股動、靜脈，置入鞘管，動脈接壓力換能器監(jiān)測血壓，靜脈給予生理鹽水補(bǔ)充術(shù)中損失的體液。細(xì)針固定皮膚電極，持續(xù)監(jiān)測體表肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖。X線指引下(OEC 9800，GE公司，美國)將兩根四極電極(Supreme，圣猶達(dá)公司，美國)分別送至右心室心尖部和右心耳以記錄右心室和右心房腔內(nèi)電圖，并發(fā)放右心室電刺激。所有心電信號和血壓信號在多導(dǎo)電生理儀系統(tǒng)(Lead 2000，錦江電子公司，中國)上記錄和分析。犬身體下方置一電熱板用于維持整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中體溫在(36.5±1.5)℃。兩組均暴露并分離左頸總動脈與頸內(nèi)動脈分叉處。用自制Ag-AgCl刺激電極環(huán)繞頸動脈竇，尾端連接脈沖發(fā)生器(SEN-7103，光電公司，日本)，刺激3～4次后觀察血壓、心率在3～5 min后明顯下降時(shí)為最佳刺激位置。LL-CBS組所用脈沖發(fā)生器參數(shù)設(shè)置為:頻率50 Hz、脈寬0.5 ms［4］;以能引起血壓降低約10%的最低電壓為閾電壓，選擇80%閾電壓強(qiáng)度，于VAs誘發(fā)前60 min開始LL-CBS直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。對照組根據(jù)前述方法，分離頸動脈竇，并確定位置，固定刺激電極，給予假性LL-CBS直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

LL-CBS組及對照組頸動脈竇刺激電壓值分別為(2.0 ±0.7)、(1.7 ±0.6)V，P ＞0.05;實(shí)驗(yàn)過程中兩組閾電壓均無明顯改變。

1.3 相關(guān)指標(biāo)觀察 ①血壓、心率:檢測兩組在基線狀態(tài)、刺激1 h和注射異丙腎上腺素即刻血壓、心率。②心室有效不應(yīng)期(ERP):兩組分別測量基線時(shí)和刺激1 h后右心室ERP。采用S1S2程序刺激測定右心室ERP，程序刺激電壓為2倍起搏閾值。S1S1的起搏周長為300 ms，每8個(gè)S1發(fā)放1次S2刺激。S1S2配對間期由250 ms開始以10 ms步長遞減，到達(dá)心室不應(yīng)期后從上一配對間期以2 ms步長遞減，直至到達(dá)心室不應(yīng)期。不能奪獲心室肌的最長S1S2配對間期定義為心室ERP［5］。③ VAs事件相關(guān)指標(biāo):心室ERP測量結(jié)束后，保持頸動脈竇刺激，靜置半小時(shí)，靜脈注射異丙腎上腺素，誘發(fā)3個(gè)VAs事件。具體方法:1 mg(2 mL)異丙腎上腺素溶于5%葡萄糖溶液(48 mL)中，靜脈輸入異丙腎上腺素0.6 mg/(kg·min)［6］，5 min 誘發(fā) 3 個(gè) VAs(1個(gè)VAs事件)，每兩個(gè)VAs事件之間間隔30 min以上。如果單純異丙腎上腺素誘發(fā)VAs失敗，給予靜脈注射異丙腎上腺素+心室程序刺激再次誘發(fā)VAs事件。程序刺激以S1S2當(dāng)時(shí)誘發(fā)，S1S1刺激長度為240～280 ms，S2以10 ms逐步遞減直至VAs誘發(fā)成功或出現(xiàn)心室不應(yīng)期。如未誘發(fā)出VAs，則在不應(yīng)期的基礎(chǔ)上加30 ms，以S1S2S3重復(fù)遞減刺激，直至VAs誘發(fā)或出現(xiàn)心室不應(yīng)期。如異丙腎上腺素+程序刺激仍未誘發(fā)出VAs事件，則定義為VAs誘發(fā)失敗，該動物不參與最后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。VAs事件采用Lambeth標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類:a.單發(fā)室性早搏:單發(fā)的室性期前收縮，包括二聯(lián)律、三聯(lián)律等;b.室性連發(fā):由2～3個(gè)連續(xù)的室性早搏組成;c.室性心動過速(簡稱室速):由≥4個(gè)室性早搏組成。分別記錄3個(gè)VAs事件過程中VAs發(fā)生次數(shù)，即異丙腎上腺素聯(lián)合程序刺激即刻至以后15 min內(nèi)室性異位搏動的個(gè)數(shù)(5 min靜脈異丙腎上腺素誘發(fā)，10 min恢復(fù)期);記錄首個(gè)室性早搏出現(xiàn)的時(shí)間，室性早搏次數(shù)，室性心動過速(簡稱室速)次數(shù)及持續(xù)時(shí)間。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用GraphPad Prism5.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料采用±s或M(P75，P25)表示，比較采用two-way ANOVA檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各時(shí)間點(diǎn)血壓、心率 兩組在基線狀態(tài)、刺激1 h和注射異丙腎上腺素后即刻血壓、心率均無明顯差異(P均＞0.05)。見表1。

表1 兩組各時(shí)間點(diǎn)血壓、心率比較(±s)

組別 n 收縮壓(mmHg)舒張壓(mmHg)心率(次/min)LL-CBS組10基線 129±13 98±11 147±16刺激1 h 131±15 103±11 139±21注射異丙腎上腺素后 154±16 116±13 177±19對照組 10基線 135±14 103±12 144±18刺激1 h 128±13 97±10 141±19注射異丙腎上腺素后149±15 111±14 182±20

2.2 心室ERP LL-CBS組、對照組基線時(shí)心室ERP分別為(165±5)、(168±8)ms(P ＞0.05)，刺激1 h時(shí)分別為(181±7)、(162±7)ms(P ＜0.05)。

2.3 VAs事件相關(guān)指標(biāo) 對照組1只、LL-CBS組2只動物VAs誘發(fā)失敗。LL-CBS組第一個(gè)VAs事件Vas發(fā)生次數(shù)為27(47，7)次，對照組為44(61，20)次;第二個(gè)VAs事件出現(xiàn)VAs分別為22(40，5)、51(80，23)次，P ＜0.05;第三個(gè) VAs事件出現(xiàn) VAs分別為26(43，4)、53(73，18)次，P ＜ 0.05。在 3 個(gè)VAs事件過程中，LL-CBS組總室性早搏次數(shù)、室速次數(shù)均少于對照組(P均 ＜0.05)，見表2;LL-CBS組首次室性早搏出現(xiàn)的時(shí)間為刺激后341(512，224)s，對照組為 215(327，90)s，P ＜0.05。

表2 兩組室性早搏、室速次數(shù)及室速持續(xù)時(shí)間比較［M(P75，P25)］

3 討論

自主神經(jīng)系統(tǒng)中交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)之間的相互作用比較復(fù)雜。迷走神經(jīng)對交感神經(jīng)無論是在節(jié)前還是節(jié)后均具有拮抗作用。這種作用可產(chǎn)生變時(shí)效應(yīng)，并影響心室功能、細(xì)胞內(nèi)鈣離子流和心臟電生理。Shen等［7］用植入性記錄儀連續(xù)記錄狗活動時(shí)的自主神經(jīng)活性，觀察到慢性左側(cè)頸部迷走神經(jīng)刺激可引起左側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)活性明顯下降。交感神經(jīng)對心臟電生理的影響與心臟功能相關(guān)。在正常心臟，交感神經(jīng)刺激縮短心室ERP，減少跨膜復(fù)極離散度。相反，在病理狀態(tài)，如心力衰竭［8］或長QT綜合征［9］，交感神經(jīng)刺激是一潛在的致心律失常因素，可能與提高復(fù)極離散度或產(chǎn)生后除極有關(guān)。迷走神經(jīng)刺激則延長心室動作電位和ERP［10］。

交感神經(jīng)活性增加和(或)迷走神經(jīng)活性減弱可導(dǎo)致VAs，而迷走神經(jīng)活性增加和(或)交感神經(jīng)活性減弱則具有抑制VAs的作用［1］。此外，自主神經(jīng)調(diào)節(jié)可引起抗炎、抗調(diào)亡作用和縫隙連接蛋白43水平變化，可能也參與抗心律失常作用［11，12］。因此，調(diào)節(jié)自主神經(jīng)活性已經(jīng)成為治療VAs的一個(gè)重要方法。本研究介紹的頸動脈壓力感受器是位于頸動脈竇上的機(jī)械性感受器，能感知血管壁的牽拉［11］，其激活后降低全身交感神經(jīng)活性，增加迷走神經(jīng)活性。常見的VAs誘發(fā)機(jī)制包括觸發(fā)活性、異常的自律性增高以及微折返［12］。電生理研究表明，交感剌激可縮短心室ERP，增加回復(fù)曲線的最大復(fù)極斜率，促進(jìn)電交替發(fā)生，降低室顫閾值;迷走神經(jīng)刺激可延長心室肌ERP，降低回復(fù)曲線的最大斜率，抑制電交替發(fā)生［10］。本研究以靜脈注射異丙腎上腺素模擬急性交感興奮作用引起VAs。

頸動脈壓力感受器刺激可引起血壓下降，因此主要應(yīng)用于高血壓的臨床研究。而血壓和心率的變化都參與心律失常的發(fā)生、發(fā)展。本研究引入了LL-CBS，該刺激以能引起血壓降低約10%的最低電壓為閾電壓，選擇80%閾電壓強(qiáng)度進(jìn)行低強(qiáng)度的頸動脈竇刺激。研究中比較刺激前后血壓、心率水平，未發(fā)現(xiàn)明顯變化。說明LL-CBS具有抑制異丙腎上腺素誘導(dǎo)的VAs作用，該作用獨(dú)立于血壓、心率。

臨床上VAs大多與交感神經(jīng)過度激活有關(guān)，包括非器質(zhì)性心臟病。LL-CBS通過生理的方法，調(diào)節(jié)自主神經(jīng)功能，無需心臟起搏、消融和神經(jīng)損傷。而且頸動脈竇壓力感受器刺激已經(jīng)應(yīng)用于高血壓和心力衰竭的臨床實(shí)驗(yàn)中，目前仍未見明顯不良反應(yīng)，技術(shù)成熟、可行。僅需對刺激能量、方式進(jìn)行調(diào)整就可以轉(zhuǎn)化治療VAs。另外，各種心臟病最終發(fā)展為心力衰竭，包括高血壓、冠心病［15］，因此，LL-CBS可能使冠心病、高血壓合并心力衰竭的患者更多獲益。

本研究以靜脈注射異丙腎上腺素模擬急性交感興奮作用引起VAs，結(jié)果顯示LL-CBS刺激1 h明顯延長心室ERP，抑制異丙腎上腺素誘導(dǎo)的VAs發(fā)生，延遲首個(gè)室性異位搏動出現(xiàn)的時(shí)間。說明LLCBS使心室復(fù)極和心肌傳導(dǎo)異質(zhì)性得到改善，心肌細(xì)胞自律性下降，不易產(chǎn)生后除極，增加心肌電生理穩(wěn)定性，產(chǎn)生抗心律失常作用。但是，VAs的產(chǎn)生機(jī)制和原因眾多，本研究僅評價(jià)了LL-CBS對不伴器質(zhì)性心臟病時(shí)異丙腎上腺素誘導(dǎo)的VAs的影響，LL-CBS對伴有器質(zhì)性心臟病和特發(fā)性心律失常的作用仍不確定，仍需進(jìn)一步研究。此外，本研究僅停留于LL-CBS抑制異丙腎上腺素誘發(fā)VAs這一現(xiàn)象，對其分子水平的機(jī)制仍有待進(jìn)一步探討。

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