美托洛爾對哇巴因致心律失常作用的影響

，

哇巴因(ouabain)又名毒毛花子苷G(G -strophanthin)，為速效洋地黃類藥物，是經(jīng)典的誘發(fā)心律失常工具藥[1]。美托洛爾是一種選擇性β1受體阻斷劑，臨床應(yīng)用范圍廣泛，對兒茶酚胺引起的各類心律失常療效較好，但將其應(yīng)用于洋地黃類藥物中毒病人的臨床報道很少。本研究建立兩種哇巴因中毒模型，研究美托洛爾對其產(chǎn)生的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗藥物 美托洛爾(metoprolol，貨號1441298)，哇巴因(Ouabain，貨號O3125)， 均為Sigma公司產(chǎn)品，其他藥劑為國產(chǎn)分析純。臺式液成分：NaCl 140 mmol/L，KCl 5.4 mmol/L，NaH2PO40.33 mmol/L，葡萄糖10 mmol/L，MgCl21.0 mmol/L，CaCl21.8 mmol/L，用NaOH調(diào)節(jié)pH至7.40±0.02。低鉀臺式液中KCl濃度為2.7 mmol/L。

1.2 實驗儀器 PowerLab 4/30數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，AD instruments公司產(chǎn)品；langendorff離體心臟灌流裝置，南京美易科技有限公司；animal -700單通道恒速注射器，濟南格利特科技有限公司。

1.3 實驗動物 SD大鼠，雄性，體重250 g，由山西醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供。

1.4 方法

1.4.1 離體心臟哇巴因中毒模型的建立及美托洛爾干預(yù)方法

1.4.1.1 大鼠離體心臟灌流步驟 按照參考文獻(xiàn)[2]所述方法，將大鼠斷頭后開胸迅速取出心臟，置于盛有4 ℃臺式液的燒杯中輕輕擠壓，待洗凈血液后迅速轉(zhuǎn)移固定于Lagendorff灌流裝置，以改良臺式液行恒壓灌流，在肺動脈圓錐處剪一小口利于液體流出，將充水乳膠囊經(jīng)左心房斷端插入至左心室，囊內(nèi)壓力經(jīng)細(xì)管傳遞至壓力傳感器，調(diào)節(jié)舒張末左室內(nèi)壓為5 mmHg～10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。將兩根電極分別連接于肺動脈圓錐，右心房的心外膜下同步記錄心電圖(ECG)。

1.4.1.2 實驗分組及干預(yù)方法 將實驗大鼠隨機分為5組：正常對照組、哇巴因模型組和美托洛爾干預(yù)組(4 μmol/L組、20 μmol/L組及100 μmol/L組)，每組8只。正常對照組采用正常臺式液灌流心臟，平衡1 h待各項指標(biāo)穩(wěn)定，無自發(fā)心律失常產(chǎn)生。哇巴因模型組改用低鉀臺式液同時給予5 μmol/L哇巴因灌流心臟，可誘發(fā)穩(wěn)定的心律失常，記錄給藥后60 min內(nèi)的室性期前收縮數(shù)目及室性心動過速、心室顫動發(fā)生率，同步記錄心室收縮幅度及靜息張力的變化。美托洛爾干預(yù)組則在哇巴因誘發(fā)出心律失常后立即用正常臺式液洗脫，直到心律失常消失，然后分別預(yù)先用含美托洛爾4 μmol/L、20 μmol/L及100 μmol/L的正常臺式液灌流20 min，在此基礎(chǔ)上加入含5 μmol/L哇巴因的低鉀臺式液，記錄給藥后60 min內(nèi)的室性期前收縮數(shù)目及室性心動過速、心室顫動發(fā)生率。

1.4.2 在體心臟哇巴因中毒模型的建立及美托洛爾干預(yù)方法

1.4.2.1 大鼠在體麻醉實驗 應(yīng)用水合氯醛(0.3 g/kg)腹腔注射麻醉后，將大鼠固定于操作臺上，所有大鼠均分離兩側(cè)股靜脈，左側(cè)為受試藥物(或生理鹽水)靜脈通路，右側(cè)為哇巴因靜脈通路。分離右側(cè)頸動脈，插入腰麻管并推入升主動脈，連接壓力換能裝置監(jiān)測主動脈壓力，同時將兩針形電極分別刺入右上肢及左下肢皮下，建立Ⅱ?qū)?lián)心電圖。所有試劑均使用恒速注射器注入。

1.4.2.2 實驗分組及干預(yù)方法 將實驗大鼠隨機分為5組：正常對照組、哇巴因模型組、美托洛爾干預(yù)組(0.4 mg/kg組、2 mg/kg組、10 mg/kg組)。正常對照組采用生理鹽水(2 mL注射體積)恒速注射，各項指標(biāo)穩(wěn)定，無自發(fā)心律失常產(chǎn)生。哇巴因模型組采用0.5 g/L哇巴因恒速注射(0.01 mL/min)，觀察出現(xiàn)室性期前收縮、室性心動過速、束支傳導(dǎo)阻滯、心室顫動及心臟停搏時間，計算出現(xiàn)上述現(xiàn)象時哇巴因用量，同步記錄主動脈壓力變化曲線。美托洛爾干預(yù)組分別預(yù)先于一側(cè)股靜脈恒速注入0.4 mg/kg、2 mg/kg、10 mg/kg美托洛爾，待心率及主動脈壓力等各項指標(biāo)穩(wěn)定后，于另一側(cè)股靜脈給予1.0 mg/mL哇巴因恒速注射[0.01 mL/(min·kg)]，觀察出現(xiàn)室性期前收縮、室性心動過速、束支傳導(dǎo)阻滯、心室顫動及心臟停搏的時間，計算出現(xiàn)上述現(xiàn)象時哇巴因用量[2]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用t檢驗和χ2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 離體心臟哇巴因中毒模型一般情況 本研究在預(yù)實驗中用含不同濃度哇巴因的臺式液灌流大鼠心臟時觀察到心臟毒性反應(yīng)(收縮力降低，靜息張力升高)隨哇巴因濃度增大而加重。詳見圖1。5 μmol/L哇巴因+低鉀臺式液灌流大鼠離體心臟時，在引起短暫的正性肌力作用后，隨之心室收縮力持續(xù)降低(變化率)，靜息張力持續(xù)升高(變化率)，同時均出現(xiàn)嚴(yán)重的室性心律失常。

圖1 正常大鼠應(yīng)用哇巴因心律失常及主導(dǎo)心律的變化

2.2 不同濃度美托洛爾對離體哇巴因中毒模型的影響 美托洛爾組引起的室性心律失常見表1。其心室收縮力變化率及靜息張力變化率與哇巴因模型組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 美托洛爾對哇巴因引起的室性心律失常的影響

2.3 在體動物哇巴因中毒模型一般情況 本研究在預(yù)實驗中，觀察到自股靜脈恒速注入哇巴因后，隨著累積用量的增加，可觀察到穩(wěn)定的心律失常，一般先出現(xiàn)室性期前收縮及二聯(lián)律，逐漸加重出現(xiàn)短陣室性心動過速，繼而發(fā)展成為持續(xù)性心動過速，其后室性心動過速消失，出現(xiàn)竇性心律+傳導(dǎo)阻滯波形，而后可出現(xiàn)短暫或持續(xù)性的心室顫動，最后發(fā)生重度傳導(dǎo)阻滯或心室停搏。本研究測量了整個過程中竇性心律及室性異位并行心律的變化，觀察到主導(dǎo)心律的變化規(guī)律：輕度哇巴因中毒時由活躍的室性節(jié)律(由于延遲后除極或自律性增高)取代了竇性節(jié)律；隨著哇巴因中毒程度的加重，室性節(jié)律逐漸變慢，被上游節(jié)律(竇性節(jié)律或者交界區(qū)節(jié)律)抑制，此時寬大畸形的QRS波消失，出現(xiàn)單束支或雙束支阻滯波形，此后傳導(dǎo)阻滯逐漸加重，并易發(fā)生心室顫動和心臟停搏。詳見圖1。

2.4 不同劑量美托洛爾對在體心臟哇巴因中毒模型的影響 美托洛爾干預(yù)組與哇巴因模型組比較，哇巴因引起室性期前收縮、室性心動過速的劑量顯著增加，但出現(xiàn)束支傳導(dǎo)阻滯的用量減少，發(fā)生心室顫動的概率顯著減少，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。且較哇巴因模型組總體動物存活時間延長。詳見表2。

表2 不同劑量美托洛爾對哇巴因引起的大鼠心律失常的影響

3 討 論

哇巴因作為一種速效的洋地黃類藥物，是經(jīng)典的心律失常造模型藥，傳統(tǒng)認(rèn)為哇巴因誘發(fā)心律失常的主要機制是抑制Na+、K+-ATP酶，改變細(xì)胞膜極性狀態(tài)，并使細(xì)胞內(nèi)Ca2+的濃度增加，最終導(dǎo)致鈣超載和后除極，從而誘發(fā)快速性心律失常。然而除外對心臟本身的“直接”毒性作用，還包括對自主神經(jīng)系統(tǒng)的“間接”作用。

以往的研究表明，治療劑量的洋地黃類藥物具有提高迷走神經(jīng)張力的作用，而超過治療劑量的洋地黃類藥物常引起交感神經(jīng)中樞發(fā)放加強[4 -6]，導(dǎo)致末梢去甲腎上腺素釋放增加后出現(xiàn)快速性心律失常，而更高劑量的洋地黃類藥物則又表現(xiàn)為交感神經(jīng)的抑制。Gillis等[7]的研究認(rèn)為：洋地黃中毒過程中神經(jīng)效應(yīng)的重要性與對心臟的直接作用相當(dāng)，應(yīng)用中樞神經(jīng)受體拮抗劑已在動物實驗中取得了顯著效果[8 -9]。由此可見，了解交感神經(jīng)系統(tǒng)在洋地黃中毒中的作用，會在治療上開辟新的思路。

美托洛爾屬于廣譜抗心律失常藥，主要作用為通過競爭性阻斷β受體而發(fā)揮其抗交感作用，對兒茶酚胺誘發(fā)的心律失常療效較好，一般認(rèn)為其治療洋地黃中毒的作用來源于β1受體的阻斷作用，而非其膜穩(wěn)定作用[10]。臨床實踐中一般不作為洋地黃類藥物中毒的理想用藥，問題在于難以確定治療的界限及交感神經(jīng)的張力是亢進(jìn)作用還是抑制作用。理論上美托洛爾只能應(yīng)用于哇巴因輕度中毒，而在大劑量哇巴因中毒中則可能會加重傳導(dǎo)阻滯及血流動力學(xué)障礙。

本實驗主要發(fā)現(xiàn)有:①美托洛爾發(fā)揮抗哇巴因心臟毒性作用需要在體條件，在器官組織水平可能不發(fā)揮作用；②美托洛爾抗心律失常作用側(cè)重于抑制室性異位加速性節(jié)律，對致命性心室顫動有顯著預(yù)防作用，但會加重傳導(dǎo)阻滯；③由于對心室顫動的抑制和抗血壓下降的作用，實驗大鼠的存活時間明顯延長。

本次實驗建立的哇巴因中毒模型中，低劑量哇巴因時出現(xiàn)的室性心動過速在累積藥物用量達(dá)到一定界限的時候消失，對應(yīng)了上述理論中所提到的洋地黃藥物低劑量時的交感興奮作用和高劑量的交感抑制作用。美托洛爾干預(yù)后，室性期前收縮及室性心動過速出現(xiàn)時間延后，傳導(dǎo)阻滯出現(xiàn)時間提前，心室顫動發(fā)生率明顯降低，這與美托洛爾抑制交感神經(jīng)系統(tǒng)作用存在相關(guān)性。盡管在一定程度上加重了高濃度哇巴因?qū)е碌膫鲗?dǎo)阻滯，但由于對心室顫動發(fā)生的抑制，實驗動物存活時間延長，總體上顯示出了有益作用。