兒茶酚胺抑素對(duì)急性心梗大鼠室性心律失常的影響

方 媛，舒 娟，劉 洋，曹瑜夢(mèng)

(西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科，陜西西安 710061)

在急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)發(fā)生、發(fā)展的病理過程中，兒茶酚胺水平升高導(dǎo)致的交感風(fēng)暴形成起著重要作用。兒茶酚胺類激素可作用于心臟β受體，從而在AMI的心律失常中起著重要作用。兒茶酚胺抑素(catestatin, CST)是一種心血管活性肽,能調(diào)節(jié)心臟、血壓及自主神經(jīng)功能，在交感神經(jīng)過度興奮的疾病狀態(tài)下發(fā)揮獨(dú)特的生理病理作用,參與急性心肌梗死、心肌缺血再灌注損傷等疾病過程[1]。CST可抑制兒茶酚胺分泌[2]，降低交感神經(jīng)活性，提高心臟副交感神經(jīng)活性[3-4]。研究發(fā)現(xiàn)，CST能改善壓力感受器反射敏感性和心率變異性，達(dá)到對(duì)心臟的明顯保護(hù)作用[5]。所以，本研究旨在探討直接作用于兒茶酚胺類激素分泌階段的CST和AMI室性心律失常之間的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1動(dòng)物模型的制備及分組實(shí)驗(yàn)用雄性SD大鼠65只，6～8周齡，體質(zhì)量250～290 mg，由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。隨機(jī)將動(dòng)物分為假手術(shù)組(n=20)和心梗組(n=40)，兩組大鼠體質(zhì)量等基本情況無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。利用結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支(LAD)的方法制備大鼠心肌梗死模型。具體方法：腹腔注射戊巴比妥鈉50 mg/kg，大鼠麻醉后消毒，氣管內(nèi)插管，行機(jī)械通氣(通氣量為100 mL/kg，通氣頻率每分鐘60次左右，吸呼比1∶2，壓力5 kPa左右)。沿大鼠胸骨左緣開胸，打開胸膜及心包，以手術(shù)縫線結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支，以Ⅰ、Ⅱ、aVL導(dǎo)聯(lián)ST段抬高、直視下被結(jié)扎血管供血區(qū)心肌為蒼白色作為手術(shù)成功標(biāo)志。假手術(shù)組大鼠開胸后手術(shù)線繞過冠狀動(dòng)脈前降支但不結(jié)扎，剩余步驟與心梗組相同。術(shù)后24 h存活了36只心肌梗死大鼠。此后在動(dòng)物飼養(yǎng)和檢查過程中未出現(xiàn)死亡。

1.2心肌電生理指標(biāo)測定及心律失常的檢測

1.2.1使用階梯式電刺激法估測大鼠心肌梗死急性期的心律失常易患率[6]室性心動(dòng)過速連續(xù)超過15次為持續(xù)性，反之為非持續(xù)性。8分：未刺激時(shí)心臟停跳；7分：基礎(chǔ)刺激即能誘發(fā)室速；6分：1個(gè)期前收縮誘發(fā)持續(xù)性室速；5分：1個(gè)期前收縮誘發(fā)非持續(xù)性室速；4分：2個(gè)期前收縮誘發(fā)持續(xù)性室速；3分：2個(gè)期前收縮誘發(fā)非持續(xù)性室速；2分：3個(gè)期前收縮誘發(fā)持續(xù)性室速；1分：3個(gè)期前收縮誘發(fā)非持續(xù)性室速；0分：刺激后無心律失常。使用階梯性電刺激法評(píng)價(jià)各組大鼠急性心梗后心肌的電生理變化。

1.2.2心室易損期的檢測 心室易損期(ventricular vulnerable period, VVP)是評(píng)估心室易損性的指標(biāo)。S1S2程控電刺激，S1刺激強(qiáng)度為2 V，脈寬2 ms，S2刺激強(qiáng)度為8 V，脈寬為2～4 ms，每8個(gè)S1誘發(fā)1次S2，相鄰S1間期為150 ms。先從舒張晚期逐漸向前掃描，逐漸加大S2的強(qiáng)度并調(diào)整脈寬，至剛能引起室性心動(dòng)過速(VT)和(或)心室纖顫(VF)，記錄S2引起室性心動(dòng)過速的S1S2間期。再從心室絕對(duì)不應(yīng)期逐漸向后掃描，至引起VT和(或)VF時(shí)記錄S1S2間期，這兩次S1S2間期的差值即為VVP的寬度。

1.2.3有效不應(yīng)期(ERP)的檢測 S1S2程控電刺激，脈寬2 ms，S2強(qiáng)度為兩倍舒張閾，從舒張晚期逐漸向前掃描,以早搏前一個(gè)基本心搏的R波至不能引起室性期前收縮的最長S2間距作為ERP[7]。

1.3心臟超聲檢查大鼠急性心梗模型制備完成1周后，行超聲心動(dòng)圖檢查心功能。大鼠以30 g/L戊巴比妥鈉溶液(60 mg/kg; Sigma)行腹腔注射麻醉，固定于仰臥位，連接肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖，使用心臟超聲診斷系統(tǒng)(Vivid 7型，GE)行心臟超聲檢查。通過M型超聲進(jìn)行心尖四腔心切面測量，得到左室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end-systolic diameter, LVESD)及左室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD), 測量左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)。均計(jì)算10個(gè)心動(dòng)周期的平均值。

1.4大鼠血漿CST的水平測定在心梗后第1、3、7天經(jīng)大鼠頸靜脈采血，注入EDTA試管中，用大鼠CST的ELISA試劑盒(上海邦奕商貿(mào)有限公司)采用酶聯(lián)免疫吸附測定法測血漿標(biāo)本中的CST濃度。選擇檸檬酸鈉作為抗凝劑，與標(biāo)本混合后靜置15～20 min，以1 200×g離心20 min，收集上清。按說明書操作。

2 結(jié) 果

2.1假手術(shù)組和心梗組的超聲及血漿CST水平檢測結(jié)果與假手術(shù)組相比較，心梗組的LVEF明顯降低(P<0.01)，反之，LVEDD和LVESD則明顯增大(P<0.01)，表明心梗對(duì)大鼠的心功能造成了影響，且心梗后第1、2、3天的血漿CST水平均顯著高于假手術(shù)組(P<0.01，表1、表2)。

表1假手術(shù)組與心梗組超聲指標(biāo)的比較

組別nLVEDD(mm)LVESD(mm)LVEF(%)假手術(shù)組205.98±0.343.79±0.2374.55±6.98心梗組367.53±0.24*5.36±0.31*50.71±4.98*

與假手術(shù)組比較，*P<0.01。

2.2程控電刺激法檢測心梗組和假手術(shù)組大鼠室性心律失常的結(jié)果對(duì)比假手術(shù)組(n=20)未誘發(fā)室性心律失常；心梗組(n=36)共31只(86.1%)大鼠誘發(fā)出室性心律失常(圖1)。與假手術(shù)組比較,單純心肌梗死組心律失常評(píng)分顯著升高(0.5±0.4vs. 3.9±0.5，P<0.01)。

表2假手術(shù)組與心梗組血漿CST水平的比較

CST1：心梗后第1天CST的水平；CST2：心梗后第2天CST的水平；CST3：心梗后第3天CST的水平。與假手術(shù)組比較，*P<0.01。

2.3心肌梗死對(duì)大鼠心律失常的影響心肌梗死可延長大鼠固定強(qiáng)度心室易損期時(shí)間窗，縮短有效不應(yīng)期(表3)。

表3心肌梗死對(duì)大鼠室性心律失常的影響

與假手術(shù)組比較，*P<0.01。

2.4室性心律失常的多因素Logistic回歸分析將LVEF、CST等指標(biāo)引入Logistic回歸分析,結(jié)果顯示，LVEF 降低、CST升高均為急性心梗后室性心律失常發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05，P<0.01，表4)。

圖1心梗組大鼠的室性心律失常心電圖

Fig.1 Ventricular arrhythmia in AMI rats

表4心梗大鼠室性心律失常的多因素Logistic回歸分析

Tab.4Logisticregression analysis of ventricular arrhythmia in AMI rats

變量βSEORPLVEF-0.5620.2581.837<0.05CST0.0270.0132.390<0.01

3 討 論

CST是一種可有效抑制兒茶酚胺釋放與分泌的內(nèi)分泌神經(jīng)肽類物質(zhì)，它的前體物質(zhì)——嗜鉻顆粒蛋白是在腎上腺中與兒茶酚胺共同儲(chǔ)存及釋放的一種主要成分。CST以自分泌、負(fù)反饋機(jī)制強(qiáng)效地抑制兒茶酚胺作用[8]，通過調(diào)節(jié)心臟副交感和交感神經(jīng)活性，起到調(diào)整心臟功能的作用[9]。

急性心肌梗死伴隨交感神經(jīng)系統(tǒng)過度激活[10]。交感激活在急性心梗的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸中起了重要作用，且與心律失常密切相關(guān)。心肌梗死后，血漿兒茶酚胺的水平迅速升高，使心率、血壓升高，導(dǎo)致心肌做功及氧耗增加，從而延展心肌缺血及梗死的范圍，使得心臟電活動(dòng)紊亂，從而導(dǎo)致VT、VF等惡性室性心律失常的發(fā)生率大幅提高。與此同時(shí)，兒茶酚抑素水平在升高的兒茶酚胺刺激下，為了拮抗其作用也出現(xiàn)反饋性升高。有研究發(fā)現(xiàn),促進(jìn)交感神經(jīng)系統(tǒng)活性增高的煙堿類物質(zhì)不僅可以促進(jìn)兒茶酚胺的釋放，也可促進(jìn)CST的分泌和釋放[11]，而CST能夠反饋?zhàn)饔糜谏窠?jīng)元的煙堿型乙酰膽堿受體，有效抑制其誘導(dǎo)的兒茶酚胺釋放,從而降低交感神經(jīng)系統(tǒng)活性。

本研究結(jié)果顯示，心梗后第1、3、7天大鼠的CST均明顯高于假手術(shù)組，說明在AMI的發(fā)生、發(fā)展過程中，隨著交感神經(jīng)的逐漸激活，CST的釋放也隨之升高。本研究還觀察到，心肌梗死急性期的血漿CST水平在心梗后第7天升高尤為明顯，這種變化趨勢(shì)進(jìn)一步提示，在心肌缺血壞死損傷嚴(yán)重的情況下，機(jī)體對(duì)抗交感神經(jīng)系統(tǒng)過度激活的自我保護(hù)性代償調(diào)節(jié)機(jī)制。

AMI時(shí)，交感神經(jīng)系統(tǒng)被迅速激活，血漿中急劇增加的兒茶酚胺與心肌細(xì)胞受體結(jié)合，使相關(guān)的鈉、鉀、鈣等離子通道改變，鉀離子外流增加，鈣離子和鈉離子內(nèi)流增多，導(dǎo)致心臟電活動(dòng)紊亂，使室速室顫的閾值降低，最終導(dǎo)致各種心律失常及心率變異性增加。流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，我國每年有50余萬人發(fā)生心臟性猝死，其中惡性的室性心律失常是引起這類猝死的主要原因[12]。

本研究評(píng)價(jià)了心肌梗死急性期血漿CST水平對(duì)室性心律失常的預(yù)測價(jià)值。發(fā)現(xiàn)心梗組大鼠的固定強(qiáng)度心室易損期時(shí)間窗延長，有效不應(yīng)期縮短；心梗組大鼠與假手術(shù)組比較，心律失常評(píng)分顯著升高，更易誘發(fā)出室性心律失常。同時(shí)兩組間CST的水平亦顯示出顯著差異，心梗組的CST較假手術(shù)組明顯升高，提示CST這種內(nèi)源性激素類物質(zhì)可以間接反映交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活程度，而既往研究證明，交感神經(jīng)系統(tǒng)的過度激活和急性心肌梗死患者的預(yù)后不良相關(guān)，所以，我們認(rèn)為CST也是急性心梗預(yù)后的一個(gè)特異性指標(biāo)。本研究還發(fā)現(xiàn)，心肌梗死發(fā)病第7天血漿CST水平更高，而且Logistic回歸分析顯示，LVEF降低、CST升高均為急性心梗后室性心律失常發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，提示血漿CST水平升高可能對(duì)預(yù)后具有一定的預(yù)測價(jià)值。

一直以來，尋找新的抗心律失常藥物都是心血管病研究的熱點(diǎn)。近年,有學(xué)者提出將自主神經(jīng)及其遞質(zhì)和心臟相關(guān)受體這一類的離子通道上游調(diào)控因子作為抗心律失常藥物的新靶點(diǎn)。已有關(guān)于心房顫動(dòng)的研究證實(shí)，血管抑素能通過抑制心臟自主神經(jīng)對(duì)房顫的發(fā)生起抑制作用[13]。因?yàn)镃ST具有抑制心臟交感神經(jīng)的作用，所以CST在心率變異性和心律失常方面的作用引起了廣泛關(guān)注。BASSINO等[14]的研究顯示，CST可以通過改善缺血再灌注損傷來提高心梗時(shí)缺血損傷心肌的存活率，線粒體膜電位的維持提供了這種保護(hù)作用，有效的恢復(fù)并維持了心肌電活動(dòng)的穩(wěn)定性，從而減少了缺血損傷心肌的凋亡并減少了惡性心律失常的發(fā)生。在缺血再灌注模型中以及心衰模型中給予外源性CST，可改善心臟功能，從而抑制心律失常的發(fā)作[15]。

總而言之，本研究觀察到CST是反映急性心梗病情變化趨勢(shì)的重要指標(biāo)，在一定程度上可以預(yù)測室性心律失常發(fā)生率，對(duì)心臟功能具有極強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用，有望作為一種新型的心血管標(biāo)志物及新的藥物治療靶點(diǎn)。