比格犬與雜種犬右心室快速起搏至房顫模型比較

陳心培，張 瑜，梁 卓，陳桂穎，孟 鶴，單兆亮

1解放軍總醫(yī)院 心內(nèi)科，北京 100853；2天津市胸科醫(yī)院 胸內(nèi)科，天津 300151

基礎(chǔ)研究

比格犬與雜種犬右心室快速起搏至房顫模型比較

陳心培1，張 瑜1，梁 卓1，陳桂穎2，孟 鶴2，單兆亮1

1解放軍總醫(yī)院 心內(nèi)科，北京 100853；2天津市胸科醫(yī)院 胸內(nèi)科，天津 300151

目的比較比格犬和雜種犬制作的右心室快速起搏至房顫模型，選擇出表達(dá)更加穩(wěn)定的房顫動物模型。方法雌性雜種犬與比格犬各8只采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，將8只雜種犬分為2組，每組4只，記為雜種犬對照組與雜種犬實(shí)驗(yàn)組；將8只比格犬分為2組，每組4只，記為比格犬對照組與比格犬實(shí)驗(yàn)組。各實(shí)驗(yàn)組在X線透視下，經(jīng)頸外靜脈將1條心室起搏電極植入右心室心尖。連接心室起搏電極與起搏器，起搏器埋于右側(cè)頸部皮下。以240次/min快速起搏心室，送回動物房飼養(yǎng)。2周后測定血流動力學(xué)指標(biāo)和電生理指標(biāo)，處死，快速取出心臟，測定心臟重量等相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果比格犬在心率，心臟系數(shù)，左心室內(nèi)壓這幾個指標(biāo)中與雜種犬比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；比格犬對照組與雜種犬對照組心房不應(yīng)期無明顯差別；雜種犬實(shí)驗(yàn)組右心室快速起搏后心房不應(yīng)期有下降趨勢，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；比格犬實(shí)驗(yàn)組右心室快速起搏后心房不應(yīng)期下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；比格犬對照組與雜種犬對照組比較，房顫誘發(fā)率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論比格犬較雜種犬在右心室快速起搏至房顫模型中表達(dá)穩(wěn)定，效果明顯，有一定優(yōu)勢。

比格犬；雜種犬；房顫模型

Whipple等[1]在1962年提出了實(shí)驗(yàn)性快速心臟起搏可能誘發(fā)心衰的理念。Riegger和Liebau[2]在1982年將特制的起搏器植入犬的心臟，以240 ～280次/min頻率起搏心臟，成功建立了新的心力衰竭動物模型。2年后他們將起搏器埋于犬前胸皮下，并與植入心室的起搏電極相連，使得建立心衰模型的成功率顯著提高[3]。心力衰竭時心房肌細(xì)胞的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)和調(diào)節(jié)蛋白都出現(xiàn)異常，易于觸發(fā)房顫，該方法普遍用于心衰合并房顫模型，并成為常見的房顫模型之一[3-4]。此模型主要適合于大型動物如犬、豬、羊等，其中犬是生理結(jié)構(gòu)與人比較接近的動物之一，用犬制作疾病模型，易于獲得，可操作性強(qiáng)，具有可比性，易于觀察[5]。目前用于該模型的多為雜種犬，比格犬應(yīng)用相對較少。而比格犬具有來源穩(wěn)定，性情溫順，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好等優(yōu)勢，是目前較理想的實(shí)驗(yàn)犬。是否可以替代雜種犬，二者制備的房顫模型是否相同，未見比較研究。本文通過比較比格犬和雜種犬制作的房顫模型，為制作動物模型提供數(shù)據(jù)和理論參考。

材料和方法

1 動物 雜種犬與比格犬各8只，解放軍總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動物中心提供，均為雌性。雜種犬體質(zhì)量(21.8±3.3) kg，比格犬體質(zhì)量(11.5±0.9) kg。比格犬平均年齡為5歲，雜種犬不詳。

2 試劑和儀器 3%硫噴妥鈉(解放軍總醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)室提供)；酒石酸美托洛爾注射液(廣州白云山天心制藥股份有限公司，批號：061201)；硫酸阿托品注射液(天津金耀氨基酸有限公司，批號：0907021)；移動式C形臂數(shù)字X射線機(jī)(9800-09型，北京通用電氣華倫醫(yī)療設(shè)備有限公司)；埋藏式動物高頻脈沖發(fā)生器(FDM-30型，上海復(fù)旦旦華科技有限公司)；右心室電極(1888TC型，圣猶達(dá)醫(yī)療用品(上海)有限公司)；三十二道生理參數(shù)分析記錄儀(GY-6328型，河南華南醫(yī)電科技有限公司)；多道生理信號采集處理系統(tǒng)(RM6240CD型，四川成都儀器廠)；心臟電生理診療儀(XD-2A型，中國東方電子儀器廠)；壓力換能器(YPJ01型，四川成都儀器廠)；6 F電極(美國科爾迪斯公司)；大型動物手術(shù)臺；手術(shù)器械。

3 分組 將8只雜種犬分為2組，每組4只，記為雜種犬對照組與雜種犬實(shí)驗(yàn)組；將8只比格犬分為2組，每組4只，記為比格犬對照組與比格犬實(shí)驗(yàn)組。

4 快速心室起搏模型制備 1)雜種犬/比格犬對照組：常規(guī)飼料喂養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)前禁食水24 h，行無菌手術(shù)，切開頸部皮膚，暴露右側(cè)頸外靜脈，在X線透視下，經(jīng)頸外靜脈將1條心室起搏電極植入右心室心尖。連接心室起搏電極與起搏器，起搏器埋于右側(cè)頸部皮下。未予起搏。測定血流動力學(xué)指標(biāo)和電生理指標(biāo)，處死，快速取出心臟，心臟稱重。2)雜種犬/比格犬起搏2周組：常規(guī)飼料喂養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)前禁食水24 h，行無菌手術(shù)，切開頸部皮膚，暴露右側(cè)頸外靜脈，在X線透視下，經(jīng)頸外靜脈將1條心室起搏電極植入右心室心尖。連接心室起搏電極與起搏器，起搏器埋于右側(cè)頸部皮下。以240次/min快速起搏心室，送回動物房飼養(yǎng)2周后，重新麻醉，方式同前，拔除起搏器，測定心率、血流動力學(xué)指標(biāo)和電生理指標(biāo)，處死，快速取出心臟，心臟稱重。

5 電生理指標(biāo)測量 1)在X線下，經(jīng)鞘管置入右心房電極，連接多道電生理記錄儀，待獲得理想的右心房信號后固定電極。2)靜脈注射酒石酸美托洛爾200 μg/kg及硫酸阿托品40 μg/kg，阻斷自主神經(jīng)對心臟的影響，并以酒石酸美托洛爾20 μg/ (kg·h)和硫酸阿托品7 μg/(kg·h)在實(shí)驗(yàn)過程中維持靜脈滴注。3)程控刺激儀給予右心房刺激。測定起搏閾值，輸出電壓設(shè)定為2倍起搏閾值?；A(chǔ)刺激(S1S1)周長為300 ms、早搏聯(lián)律間期(S1S2)以5 ms步長遞減，刺激延遲為1 s。早搏不引起心房激動的最長S1S2間期為心房有效不應(yīng)期，重復(fù)3次，取平均值；以10 Hz的頻率、4倍的起搏閾值刺激右心房10 s，誘發(fā)房顫3次，計(jì)算每只犬的平均房顫持續(xù)時間，當(dāng)房顫時間＞15 min時，認(rèn)為誘發(fā)出持續(xù)性房顫，不參與房顫持續(xù)時間的計(jì)算。

6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以±s表示，行t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

結(jié) 果

1 雜種犬與比格犬心率、左心室內(nèi)壓和臟器系數(shù)比較 比格犬在心率、心臟系數(shù)、左心室內(nèi)壓與雜種犬比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但比格犬個體差異小。兩種犬的實(shí)驗(yàn)組相對于各自對照組的左心室內(nèi)舒張末壓均有顯著升高(P＜0.05)，表明比格犬和雜種犬均可以通過右心室快速起搏導(dǎo)致心衰。見表1。

2 雜種犬與比格犬心房不應(yīng)期與房顫平均持續(xù)時間比較 1只對照組的雜種犬，經(jīng)1次誘發(fā)形成持續(xù)性房顫，其余3只雜種犬的房顫平均時間為(2.33±2.29) s；比格犬對照組4只均未誘發(fā)出持續(xù)性房顫，房顫平均持續(xù)時間為(0.33±0.78) s；雜種犬對照組與比格犬對照組的房顫誘發(fā)率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.011)。兩組對照組心房不應(yīng)期差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；雜種犬實(shí)驗(yàn)組起搏后有下降趨勢，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；比格犬實(shí)驗(yàn)組起搏后心房不應(yīng)期下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。雜種犬實(shí)驗(yàn)組與比格犬實(shí)驗(yàn)組均有2只犬成功誘發(fā)出持續(xù)性房顫，未誘發(fā)出持續(xù)性房顫的犬房顫平均持續(xù)時間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.588)。見表2。

表1 雜種犬與比格犬心率、左室內(nèi)壓、和臟器系數(shù)比較Tab. 1 Heart rate, left ventricular end-diastolic pressure and coeff i cient of heart in beagle and mongrel dogs

表2 雜種犬與比格犬心房不應(yīng)期與房顫平均持續(xù)時間Tab. 2 Atrial refractory period and the average AF time in beagle and mongrel dogs

討 論

心房顫動(簡稱房顫)是臨床最常見的持續(xù)性心律失常，是各種原因引起的心房電活動紊亂，導(dǎo)致心臟收縮的節(jié)律性消失[6]。房顫患者有發(fā)生腦卒中的風(fēng)險，并且能夠大大增加充血性心力衰竭患病率，導(dǎo)致心血管死亡率和總死亡率升高，是致殘和致死的主要原因之一，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，甚至威脅生命[7-8]。目前研究表明，電生理重構(gòu)是房顫發(fā)生、進(jìn)展的病理基礎(chǔ)，是形成房顫的基質(zhì)，最終引起房顫發(fā)生，并由陣發(fā)性轉(zhuǎn)為持續(xù)性[9-11]。電生理重構(gòu)主要指心房電生理改變，包括心房有效不應(yīng)期的縮短、不應(yīng)期頻率適應(yīng)性的喪失、傳導(dǎo)速度的減慢和不應(yīng)期與傳導(dǎo)離散度的增加等。建立發(fā)作時間長且病理生理基礎(chǔ)與臨床情況相似的房顫動物模型對于其機(jī)制和治療的研究均具有重要意義。目前房顫模型制備多數(shù)選擇雜種犬，但是雜種犬種類繁多、遺傳背景復(fù)雜多樣、無統(tǒng)一飼養(yǎng)條件、個體差異較大等而可能導(dǎo)致模型間存在差異。比格犬是一種原產(chǎn)于英國的小型獵兔犬，1983年引進(jìn)我國，相對于雜種犬，比格犬具有性情溫順、體型小、易于抓捕、遺傳性能穩(wěn)定、個體差異小、容易接近、給藥和采血方便、實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[12]。目前國內(nèi)比格犬常用于埃立克體病模型、藥物的類過敏試驗(yàn)等，心肌梗死等模型上也逐步開展，并找到不少雜種犬與比格犬的不同之處，那么在房顫模型中雜種犬和比格犬是否有差異呢？本文從雜種犬與比格犬心臟臟器系數(shù)比、心率、左心室內(nèi)壓、心房不應(yīng)期與房顫誘發(fā)率等幾個常見的基本的電生理指標(biāo)入手觀察比格犬與雜種犬的區(qū)別[13-16]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，比格犬心房不應(yīng)期和房顫誘發(fā)率組間個體差異較小，心臟臟器系數(shù)較為接近；而雜種犬各電生理指標(biāo)差異較大。

本研究對比格犬和雜種犬的房顫模型初步比較，發(fā)現(xiàn)比格犬的優(yōu)勢：1)比格犬來源穩(wěn)定可靠，性情溫順，實(shí)驗(yàn)操作容易；雜種犬性格暴躁，交感神經(jīng)過度興奮，進(jìn)而嚴(yán)重影響心率及心房不應(yīng)期、左心室內(nèi)壓等電生理指標(biāo)[17]。2)比格犬的體型、體質(zhì)量及狀態(tài)相近，知曉具體年齡；而雜種犬來源不穩(wěn)定，犬的體型、體質(zhì)量及狀態(tài)個體差異較大，且年齡未知[13]。而年齡對于房顫的研究至關(guān)重要[18]。3)比格犬相比雜種犬來說，對右心室快速起搏導(dǎo)致的心房不應(yīng)期的改變效果更加明顯，比格犬和雜種犬對照組心房不應(yīng)期無差別，雜種犬實(shí)驗(yàn)組起搏后有下降趨勢，可能是樣本量太少導(dǎo)致，也有可能是右心室快速起搏引起心力衰竭過程中并未影響心房有效不應(yīng)期，表明該過程相對于結(jié)構(gòu)重構(gòu)來說，心臟的電重構(gòu)并不明顯；比格犬實(shí)驗(yàn)組起搏后心房不應(yīng)期下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

綜上所述，本研究表明比格犬在該模型中具有一定的優(yōu)勢，但是比格犬價格昂貴，而雜種犬經(jīng)濟(jì)易得，因此可以根據(jù)科研經(jīng)費(fèi)的多少，也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的具體情況選擇合適的動物模型。

1 Whipple GH， Sheffield LT， Woodman EG， et al. Reversible congestive heart failure due to chronic rapid stimulation of the normal heart［J］. Proc N Engl Cardiovasc Soc， 1962， 20：39-40.

2 Riegger AJ， Liebau G. The renin-angiotensin-aldosterone system，antidiuretic hormone and sympathetic nerve activity in an experimental model of congestive heart failure in the dog［J］. Clin Sci（Lond），1982， 62（5）：465-469.

3 孫艷俠，王國干.心力衰竭動物模型研究進(jìn)展［J］.中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2011，21（7）：73-78.

4 Yeh YH， Wakili R， Qi XY， et al. Calcium-handling abnormalities underlying atrial arrhythmogenesis and contractile dysfunction in dogs with congestive heart failure［J］. Circ Arrhythm Electrophysiol，2008， 1（2）： 93-102.

5 馬玉紅， 張宛玉， 劉大晗， 等. 犬急性心肌缺血模型制作的探討［J］. 河南大學(xué)學(xué)報：醫(yī)學(xué)版， 2005， 24（4）： 34-35.

6 Adachi K， Tanabe T， Toda E， et al. Atrial fibrillation induced by applying acetylcholine to subadventitial layer of pulmonary vein in normal canine heart［J］. Tokai J Exp Clin Med， 2010， 35（1）： 1-12.

7 周自強(qiáng)，胡大一，陳捷，等.中國心房顫動現(xiàn)狀的流行病學(xué)研究［J］.中華內(nèi)科雜志，2004，43（7）：491-494.

8 趙月香.心房顫動心室率控制的研究進(jìn)展［J］.軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院學(xué)報，2012，33（7）：796-799.

9 Allessie M， Ausma J， Schotten U. Electrical， contractile and structural remodeling during atrial fibrillation［J］. Cardiovasc Res，2002， 54（2）：230-246.

10 Shiroshita-Takeshita A， Brundel BJ， Nattel S. Atrial fibrillation：basic mechanisms， remodeling and triggers［J］. J Interv Card Electrophysiol， 2005， 13（3）： 181-193.

11 Nattel S. Therapeutic implications of atrial fibrillation mechanisms：can mechanistic insights be used to improve AF management?［J］. Cardiovasc Res， 2002， 54（2）： 347-360.

12 李常青，黃玲，張奉學(xué)，等.Beagle犬的心電圖研究［J］.中國實(shí)驗(yàn)動物學(xué)雜志，1999，9（4）：35-37.

13 郭琰，郝偉，李峰杰，等.Beagle犬與雜種犬急性心肌梗死模型的比較［J］.中國中藥雜志，2013，38（12）：2001-2004.

14 Wang Y， Gong X， Su Y， et al. Implications of QRS duration in dogs with pacing-induced heart failure［J］. Physiol Res， 2011， 60（6）：861-868.

15 劉圣， 施海彬， 胡衛(wèi)星， 等. 畢格犬和雜種犬腦血管及腦組織的對照研究［J］. 介入放射學(xué)雜志， 2011， 20（9）： 717-722.

16 李冬云， 范利， 何昆侖， 等. 經(jīng)皮冠脈內(nèi)微栓塞對比格犬心功能的影響［J］. 軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院學(xué)報， 2009， 30（5）： 685-687.

17 孫亞娟，石亞君，郭亞濤，等.房顫射頻消融術(shù)后復(fù)發(fā)的心率變異比較分析［J］.解放軍醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2013，34（6）：566-569.

18 Isomoto H， Nishi Y， Kanazawa Y， et al. Immune and Inflammatory Responses in GERD and Lansoprazole［J］. J Clin Biochem Nutr，2007， 41（2）： 84-91.

Beagle dog model and mongrel dog model of rapid right ventricle pacing induced-atrial fi brillation

CHEN Xin-pei1, ZHANG Yu1, LIANG Zhuo1, CHEN Gui-ying2, MENG He2, SHAN Zhao-liang11Department of Cardiology, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China;2Department of Respiratory Diseases, Tianjin Chest Hospital, Tianjin 300151, China
Corresponding author: SHAN Zhao-liang. Email: shanzl301@sina.com

ObjectiveTo select a more stable animal atrial fi brillation (AF) model by comparing the beagle dog and mongrel dog model of rapid right ventricle pacing-induced AF.MethodsEight mongrel dogs were divided into experimental group and control group (4 in each group), and 8 beagle dogs were divided into experimental group and control group (4 in each group). A pacing electrode was placed in the right cardiac apex of the animals in 2 experimental groups under X-ray guidance and connected to the pacer subcutaneously placed in the right neck. The animals were rapidly paced (240 times/ min) and then sent back to their house, after two weeks their hemodynamic and electrophysiological indications were detected. The animals were then sacrif i ced with their heart removed and weighed.ResultsNo significant difference was found in the heart rate, coeff i cient of heart and left ventricular end-diastolic pressure between beagle and mongrel dogs. No obvious variation was observed in the atrial refractory period between the 2 control groups. The atrial refractory period was shorter in beagle dogs than in mongrel dogs after pacing (P＜0.01) with no obvious reduction in experimental group of mongrel dogs. The incidence of AF in control group of beagle dogs was significantly different from that in control group of mongrel dogs.ConclusionThe beagle dog model of rapid right ventricle pacing-induced AF is better than the mongrel dog model of rapid right ventricle pacing-induced AF.

beagle dog; mongrel dog; atrial fi brillation model

R 332

A

2095-5227(2014)06-0605-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2014.06.024

2013-10-31

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81270308)；北京市自然科學(xué)基金(7122173)

Supported by the National Natural Science Foundation of China(81270308); Beijing Natural Science Foundation of China(7122173)

陳心培，女，在讀碩士。研究方向：心臟電生理方向。Email: xinpei_chen@sina.com

單兆亮，男，主任醫(yī)師，教授，碩士生導(dǎo)師。Email: sh anzl301@sina.com