氨基甲酸乙酯對蟾蜍心電活動的影響

李 華, 王仁俊

(吉林師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 吉林 四平 136000)

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氨基甲酸乙酯對蟾蜍心電活動的影響

李 華, 王仁俊

(吉林師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 吉林 四平 136000)

利用生物機(jī)能實驗系統(tǒng)對用不同濃度、不同劑量的氨基甲酸乙酯溶液處理后的蟾蜍的心率和心電圖各項指標(biāo)進(jìn)行測定和分析,結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi),蟾蜍的心率與心電圖中的R波的電壓值均與氨基甲酸乙酯濃度呈顯著負(fù)相關(guān),心電圖中的P、T波的電壓值直到給藥30 min后才呈顯著的負(fù)相關(guān),而蟾蜍心電圖中的各間期時值與氨基甲酸乙酯濃度呈顯著正相關(guān);蟾蜍的心率與心電圖中的P、T、R波的電壓值以及蟾蜍心電圖中的各間期時值與氨基甲酸乙酯劑量均不存在線性相關(guān)關(guān)系;高濃度組在給藥后出現(xiàn)竇性心動徐緩、心律失常及心搏停止現(xiàn)象。由此可見,氨基甲酸乙酯對蟾蜍的心率有較強(qiáng)的抑制作用,并對其心電活動產(chǎn)生直接的影響。

氨基甲酸乙酯; 麻藥; 蟾蜍; 心率; 心電圖

0 引 言

氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate;ethyl urethane;carbamic acid ethyl ester,簡稱為EC)[1],是動物實驗中常用的全身麻醉劑,具有致癌作用。 氨基甲酸乙酯是突觸傳遞阻斷劑,通過腹腔或靜脈注射進(jìn)入血液,然后通過血液循環(huán)作用于靶器官而產(chǎn)生麻醉作用。它不僅可對外周神經(jīng)產(chǎn)生影響,使坐骨神經(jīng)的興奮性降低,動作電位時程延長,還可直接影響心臟,使心率和心肌收縮力明顯的降低。至于氨基甲酸乙酯對心電活動產(chǎn)生怎樣的影響至今尚未見文獻(xiàn)報道。心電信號是衡量心臟生理活動過程的重要指標(biāo),可以反映出心臟的射血功能[2],心臟機(jī)械性收縮之前,心肌首先發(fā)生電激動,產(chǎn)生心臟動作電流,由于心電反映心肌電位的變化[3],因此心電技術(shù)成為檢測藥物心肌毒性的重要手段之一。本實驗通過觀察不同濃度和劑量下的氨基甲酸乙酯對在體蟾蜍心率與心電活動的影響,研究氨基甲酸乙酯的心臟毒性,為心肌功能實驗用麻醉藥的選擇和進(jìn)一步探討麻醉劑的作用原理提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

中華大蟾蜍(Bufogargarizans)屬蟾蜍科,蟾蜍屬,采集于沈陽市郊區(qū),選取體重基本一致,活性良好的蟾蜍成體置于玻璃缸內(nèi)靜養(yǎng),48 h后用于試驗,雌雄不限。

1.2 儀器和藥品

BL-420生物機(jī)能實驗系統(tǒng)(成都泰盟科技有限公司),聯(lián)想臺式計算機(jī),標(biāo)準(zhǔn)任氏液,氨基甲酸乙酯(中國醫(yī)藥上海化學(xué)試劑公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 溶液的配置

本文以麻醉劑常用(哺乳動物)濃度為最高濃度,依次設(shè)置2組低濃度組:氨基甲酸乙酯濃度為20%、10%、5%,對照組為標(biāo)準(zhǔn)任氏液,所有溶液均用標(biāo)準(zhǔn)任氏液配制。蛙類麻醉時,正常腹腔注射劑量2 mL,本實驗還設(shè)置了高劑量組,注射劑量為5 mL。

1.3.2 實驗材料處理

按照麻醉劑濃度的從低到高,分成3組,每組5只蟾蜍,采用腹腔注射的辦法,將相應(yīng)濃度的麻醉劑2 mL或5 mL注射到蟾蜍的體內(nèi),對照組注射等量的標(biāo)準(zhǔn)任氏液,經(jīng)處理的蟾蜍放置在蛙板上,分別在給藥前和給藥后20 min、40 min,對每組中的5只蟾蜍進(jìn)行雙毀髓,用生物機(jī)能實驗系統(tǒng),時間常數(shù)為0.1 s、平滑濾波、50z抑制,記錄標(biāo)準(zhǔn)的二導(dǎo)聯(lián)心電圖。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

所有數(shù)據(jù)用平均數(shù)加減標(biāo)準(zhǔn)差表示(X±SD)。加藥前后結(jié)果的差異顯著性用雙尾t檢驗。以P<0.05為差異顯著,P<0.01為差異高度顯著。根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù),通過一元回歸分析蟾酥溶液的濃度與蟾蜍的心率和心電活動的各項指標(biāo)之間的關(guān)系,再用單因子方差分析用不同濃度的麻醉劑處理蟾蜍,蟾蜍的心率和心電各項指標(biāo)的差異[4],所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 13.0進(jìn)行處理。表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Data are Mean士SD)。

2 結(jié) 果

2.1 不同濃度、劑量的氨基甲酸乙酯對蟾蜍心率及心電指標(biāo)的影響

不同濃度、劑量的氨基甲酸乙酯處理前后蟾蜍的心率和心電各項指標(biāo)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同濃度、劑量的氨基甲酸乙酯溶液處理后蟾蜍的心率和心電圖

續(xù)表1

濃度%劑量mL時間h心率Stroke·min-1R波mvT波mvQRS期msQ-T間期ms52給藥前38.6±2.3021.368±0.0230.255±0.0170.419±0.0250.460±0.037給藥后2030.6±2.0470.990±0.0280.250±0.0120.561±0.0620.712±0.031給藥后4030.2±0.9670.971±0.0270.275±0.0220.760±0.0280.850±0.0465給藥前41.3±2.0141.269±0.0180.322±0.0230.540±0.0730.486±0.048給藥后2035.1±2.3680.996±0.0190.269±0.0190.522±0.0630.591±0.064給藥后4033.6±2.1450.892±0.0270.235±0.0140.611±0.0360.813±0.05802給藥前41.6±2.3020.984±0.1390.212±0.0070.426±0.0140.523±0.028給藥后2040.8±1.9240.953±0.1060.227±0.0300.451±0.0470.612±0.016給藥后4039.8±1.6350.921±0.0780.190±0.0360.510±0.0240.689±0.0125給藥前40.0±1.5810.865±0.0830.232±0.0270.572±0.0710.460±0.018給藥后2039.6±1.1400.769±0.0820.231±0.0480.622±0.0540.552±0.041給藥后4038.6±1.1400.729±0.0460.236±0.0620.691±0.0420.630±0.017

相同劑量、不同濃度的氨基甲酸乙酯處理后,單因素方差分析結(jié)果如表2所示,注射不同濃度的氨基甲酸乙酯的蟾蜍在給藥前其心率及心電各項指標(biāo)組間差異不顯著,給藥后心率及心電各項指標(biāo)組間差異顯著或極顯著。說明氨基甲酸乙酯的濃度對蟾蜍的心率及心電各項指標(biāo)的影響是顯著的。高濃度組在給藥后出現(xiàn)竇性心動徐緩、心律失常及心博停止現(xiàn)象。

表2 相同劑量、不同濃度的氨基甲酸乙酯處理后組間差異的數(shù)據(jù)分析結(jié)果Tab.2 The results of data analysis sprayed by EC solutions with different concentrations and same dose

相同濃度、不同劑量的氨基甲酸乙酯處理后,單因素方差分析結(jié)果如表3所示,注射不同劑量的氨基甲酸乙酯,給藥前組間差異一般不顯著,給藥后心率、R波、T波、QRS期、Q-T間期組間差異大多達(dá)到顯著或極顯著水平,且濃度越高,差異越顯著;而P波、P-R間期組間差異不顯著,說明不同劑量的氨基甲酸乙酯對心率、R波、T波、QRS期、Q-T間期有一定的影響,而對P波、P-R間期影響不大。

表3 相同濃度、不同劑量的氨基甲酸乙酯處理后組間差異的數(shù)據(jù)分析結(jié)果Tab.3 The results of data analysis sprayed by EC solutions with same concentrations and different dose

2.2 氨基甲酸乙酯的濃度與蟾蜍心率及心電指標(biāo)的關(guān)系

根據(jù)表中不同劑量、不同濃度氨基甲酸乙酯處理后蟾蜍的心率和心電圖各項指標(biāo)的平均值,用SPSS軟件對蟾蜍心率和心電各指標(biāo)與氨基甲酸乙酯濃度的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行一元回歸分析,可知蟾蜍的心率與心電圖中的R波的電壓值均與氨基甲酸乙酯濃度呈顯著負(fù)相關(guān),心電圖中的P、T波在給藥20 min時還沒有呈顯著的負(fù)相關(guān),在給藥40 min時才呈顯著的負(fù)相關(guān),說明隨著時間的延長,心電圖中的P、T波逐漸受到影響;而蟾蜍心電圖中的各間期時值與氨基甲酸乙酯濃度呈顯著正相關(guān)。擬合回歸方程如下:

用SPSS軟件對蟾蜍心率和心電各指標(biāo)與氨基甲酸乙酯劑量的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行一元回歸分析,可知蟾蜍的心率與心電圖中的P、T、R波的電壓值,蟾蜍心電圖中的各間期時值與氨基甲酸乙酯劑量均不存在線性相關(guān)關(guān)系。

3 討 論

氨基甲酸乙酯又名烏拉坦,為鎮(zhèn)靜催眠藥,常用作小動物麻醉劑。本實驗中氨基甲酸乙酯對蟾蜍心臟的心率有較強(qiáng)的抑制作用,這與朱河水、Holobotovbkyy 等的研究結(jié)果一致[5-6]。且本實驗經(jīng)過一元回歸數(shù)據(jù)分析知,蟾蜍的心率與氨基甲酸乙酯的濃度存在一定的線性關(guān)系,即氨基甲酸乙酯的濃度越大,對蟾蜍心率的抑制作用越強(qiáng)。說明藥物的作用引起蟾蜍心臟搏動減慢,心動周期延長。

由于本實驗中蟾蜍已經(jīng)進(jìn)行了雙毀髓,故氨基甲酸乙酯對蟾蜍在體心臟心率的影響,已與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)無關(guān),出現(xiàn)的變化應(yīng)該是麻醉劑直接作用于心臟的結(jié)果。其原因可能是氨基甲酸乙酯影響了心肌細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成,進(jìn)而影響r心肌細(xì)胞跨膜離子通透性,使竇房結(jié)P細(xì)胞的自動去極化速率減慢,延長了到達(dá)閾值的時間而導(dǎo)致心率減慢。在氨基甲酸乙酯的作用下蟾蜍心電圖各波電壓值降低,各間期時間延長,其原因可能是氨基甲酸乙酯影響了Na-K泵、Ca離子通道的活動,從而影響了心室肌去極化和復(fù)極化的過程而導(dǎo)致各波電壓值降低,各間期時間延長[2]。有關(guān)氨基甲酸乙酯影響蟾蜍心電活動的具體機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。

本實驗中高濃度組在給藥后出現(xiàn)竇性心動徐緩、心律失常及心搏停止現(xiàn)象,說明單獨(dú)使用氨基甲酸乙酯麻醉存在風(fēng)險,實驗動物可因麻醉劑量過大而導(dǎo)致死亡,這與李志梅等的研究結(jié)果一致[7]。因此,在麻醉的過程中可采取全麻藥和局麻藥相聯(lián)合的方法,如用25%氨基甲酸乙酯與2%利多卡因聯(lián)合麻醉,大大提高麻醉成功率[7],用利多卡因和水臺氯醛聯(lián)臺作用,對抗水臺氯醛引起兔的心率失常[8],在做動物實驗時要根據(jù)實驗?zāi)康倪x用不同的麻醉劑,或聯(lián)合使用,以獲得較理想的實驗結(jié)果。

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Influences of EC onBufogargarizansheart activities

LI Hua, WANG Renjun

(College of Life Science, Jilin Normal University, Siping 136000, China)

By applying biological functional test systems, the different of concentrations and different dose of EC on the heart rate and electrocardiog ram(ECG) ofBufogargarizanswere analysised and measured. The results show that toad’s heart rate and ecg of R wave voltage value in electrocardiogram(ecg) was significantly negative correlation with concentration of EC, the P and T waves voltage value in electrocardiogram(ecg) was significantly negative correlation until dosing 30 minutes and the time of all intervals and durations was significantly positive related with the concentration of EC. Toad’s heart rate and P, T, R wave voltage value, and the time of all intervals and durations in electrocardiogram(ecg) were not exist linear correlation with the dose of EC. Sinus heart gently, arrhythmia and cardiac were arrested after dosing in high concentration group. Thus, EC has strong inhibitory effect to toad's heart rate, and direct influence on its electrical activity.

EC; anesthes;Bufogargarizans; heart rate; electrocardiogram

2015-12-23。

國家自然科學(xué)基金青年基金資助項目(81202527); 吉林省科技廳科技發(fā)展項目(20130522002JH)。

李 華(1980-),女,遼寧阜新人,吉林師范大學(xué)講師,碩士。

1673-5862(2016)03-0263-04

Q424

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2016.03.002