扎考必利對哇巴因誘發(fā)的成年大鼠心律失常的抑制作用*

王曉露， 楊明珠， 薛曉艷， 張堉琪， 陳依春， 封啟龍△， 吳博威

(1山西醫(yī)科大學(xué)生理學(xué)系，細胞生理學(xué)省部共建教育部重點實驗室，山西 太原 030001； 2西藏民族大學(xué)機能教研室，陜西 咸陽 712000)

扎考必利對哇巴因誘發(fā)的成年大鼠心律失常的抑制作用*

王曉露1， 楊明珠1， 薛曉艷1， 張堉琪1， 陳依春2， 封啟龍1△， 吳博威1

(1山西醫(yī)科大學(xué)生理學(xué)系，細胞生理學(xué)省部共建教育部重點實驗室，山西 太原 030001；2西藏民族大學(xué)機能教研室，陜西 咸陽 712000)

目的： 觀察內(nèi)向整流鉀通道激動劑扎考必利(zacopride)對哇巴因(ouabain)誘發(fā)的成年大鼠心律失常的影響，并探討其電生理機制。方法: 利用ouabain建立成年大鼠離體和在體心律失常模型，觀察zacopride對各類心律失常的作用。應(yīng)用全細胞膜片鉗技術(shù)，觀察zacopride對大鼠單個心室肌細胞內(nèi)向整流鉀電流(IK1)、靜息膜電位(RMP)及延遲后除極(DADs)的影響。結(jié)果: 濃度為1 μmol/L的zacopride使ouabain誘發(fā)的離體心臟期前收縮個數(shù)、室速和室顫持續(xù)時間及發(fā)生率均顯著降低(P<0.05)。在麻醉大鼠，15 μg/kg的zacopride使ouabain誘發(fā)的期前收縮個數(shù)、室速和室顫持續(xù)時間及發(fā)生率均顯著降低(P<0.05)。Ouabain使IK1明顯減小(P<0.05)，而0.1～10 μmol/L zacopride可部分恢復(fù)甚至完全逆轉(zhuǎn)ouabain對IK1的抑制作用，其中1 μmol/L 為最大效應(yīng)濃度。Ouabain使RMP減小(P<0.05)，應(yīng)用zacopride(0.1～10 μmol/L)后，RMP呈不同程度地增大，zacopride在1 μmol/L時達最大效應(yīng)濃度，使RMP增大至接近正常水平。1 μmol/L的zacopride可有效抑制ouabain誘發(fā)的成年大鼠心室肌細胞DADs，使其發(fā)生率由91.67%下降至12.50%(P<0.05)；在灌流液中加入1 μmol/L BaCl2后，DADs再次出現(xiàn)。結(jié)論: 內(nèi)向整流鉀通道激動劑zacopride對ouabain誘發(fā)的成年大鼠室性心律失常具有明顯抑制作用，其機制與zacopride適度增強IK1、使RMP負值增大并抑制DADs有關(guān)。

心律失常； 內(nèi)向整流鉀通道； 靜息膜電位； 延遲后除極； 全細胞膜片鉗

心律失常是由于心臟電活動節(jié)律起源和(或)傳導(dǎo)異常導(dǎo)致心臟搏動的頻率和(或)節(jié)律異常，主要表現(xiàn)為心動節(jié)律或心率改變，如心動過速、過緩或心律不齊等。近年來，心血管病發(fā)病率和死亡率呈上升趨勢，其中僅心律失常即占心血管病的26.8%[1]，尤其是惡性心律失常，往往導(dǎo)致心源性猝死和心力衰竭，嚴重威脅著人類健康，已成為重大的公共衛(wèi)生問題。

目前臨床上抗心律失常藥物雖然種類繁多，但大多是Na+、K+或Ca2+通道阻滯劑，它們通過改變心肌細胞電生理特性，使心肌細胞的興奮性和傳導(dǎo)性發(fā)生改變以達到抗心律失常的作用，但阻斷或抑制某些離子電流本身又可能成為致心律失常的原因，因此幾乎所有抗心律失常藥物在一定條件下均可發(fā)生新的心律失?；蛘呤乖行穆墒С＜又豙2-3]。

心肌內(nèi)向整流鉀通道(inward rectifier potassium channel，IK1)是由7個亞家族(Kir1～Kir7)組成的超家族，廣泛分布于各種組織[4]，是形成和影響心肌細胞靜息電位最重要的離子通道，同時還參與動作電位的形成，故對該通道的干預(yù)，必然會影響心肌的興奮性以及心律失常的發(fā)生[5-7]。本實驗室近年來研究發(fā)現(xiàn)，促胃腸動力藥扎考必利(zacopride)對心室肌細胞IK1具有選擇性激動作用[8]，并進一步證實激動IK1對心肌缺血/再灌注、烏頭堿等誘發(fā)的心律失常具有顯著的抑制作用[9-10]，但其對臨床較為常見的洋地黃類藥物中毒性心律失常是否有效，尚未見文獻報道。

本研究選用哇巴因(ouabain)建立大鼠離體和在體心律失常模型，以模擬臨床洋地黃中毒性心律失常。在此基礎(chǔ)上，觀察內(nèi)向整流鉀通道激動劑zacopride的抗心律失常作用，并對其電生理機制進行進一步研究。

材 料 和 方 法

1 實驗動物

健康SPF級成年Sprague-Dawley(SD)大鼠(220 g～240 g)，雌雄不限，由中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心提供，許可證號為SCXK(京)2014-0013；自由進食、飲水；室溫控制在(25±2)℃。

2 藥品與試劑

哇巴因購自Sigma；扎考必利購自Tocris；鹽酸利多卡因注射液購自上海朝暉藥業(yè)有限公司；膠原酶P(collagenase P)購自Bochringer Mannhein；三磷酸腺苷鎂鹽(Mg-ATP)、5′-三磷酸腺苷二鉀(K2-ATP)、4-氨基吡啶(4-aminopyridine，4-AP)、?；撬?taurine)、磷酸肌酸二鈉鹽、氯化鋇(BaCl2)、L-谷氨酸、EGTA和HEPES均購自Sigma； NaH2PO4、MgSO4、NaCl、KCl、CaCl2和MgCl2均購自Sangon Biotech；其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

3 主要溶液配制

(1)臺氏液(mmol/L)：NaH2PO40.3、glucose 10.0、HEPES 5.0、NaCl 140.0、KCl 5.4、MgCl21.0和CaCl21.8，使用NaOH調(diào)節(jié)pH至7.38。(2)無鈣臺氏液：不含CaCl2的臺氏液。(3)KB液(mmol/L)：KCl 40.0、L-谷氨酸 50.0、glucose 10.0、MgSO43.0、HEPES 10.0、taurine 20.0、KH2PO425.0和EGTA 1.0，使用KOH調(diào)節(jié)pH至7.38。(4)酶液：無鈣臺氏液中加入taurine 20.0 mmol/L和collagenase P 0.07～0.10 g/L，使用NaOH調(diào)節(jié)pH至7.38。(5)IK1電極內(nèi)液(mmol/L)：K2-ATP 3.0、Mg-ATP 1.0、KCl 150.0、EGTA 5.0、MgCl21.0、4-AP 5.0和HEPES 5.0，使用KOH調(diào)節(jié)pH至7.30；細胞外液為臺氏液中加入0.5 mmol/L CdCl2阻斷L-型鈣通道。(6)動作電位內(nèi)液(mmol/L)[11]：磷酸肌酸二鈉鹽 5.0、KCl 140.0、HEPES 10.0、Mg-ATP 5.0和MgCl22.0，使用KOH調(diào)節(jié)pH至7.20；動作電位外液(mmol/L)：KCl 2.7、glucose 10.0、CaCl21.8、HEPES 10.0、NaCl 134.0和MgCl21.0，使用NaOH調(diào)節(jié)pH至7.40。

4 主要儀器

BL-420F生物機能實驗系統(tǒng)購自成都泰盟軟件有限公司；膜片鉗放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器購自Axon Instruments；電動式微操縱器購自Sutter Instruments；倒置顯微鏡購自O(shè)lympus；微電極拉制儀購自Nari-shige；Langendorff心臟灌流系統(tǒng)購自AD Instruments。

5 方法

5.1 離體心律失常模型的建立 將健康SD大鼠(220 g～240 g)用50 mg/kg戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后，開胸游離心臟并且懸掛于Langendorff裝置上，使用低鉀臺氏液進行主動脈逆行灌流，流速8 mL/min，觀察至少30 min待心電圖波形穩(wěn)定后使用給藥泵給藥。實驗分組如下：(1)control組：低鉀臺氏液灌流；(2)zacopride組：含1 μmol/L zacopride低鉀臺氏液灌流；(3)ouabain組：含10 μmol/L ouabain低鉀臺氏液灌流；(4)ouabain+zacopride組：預(yù)先用含1 μmol/L zacopride低鉀臺氏液灌流30 min后改用含10 μmol/L ouabain和1 μmol/L zacopride低鉀臺氏液灌流；(5)ouabain+zacopride+BaCl2組：預(yù)先用含1 μmol/L zacopride低鉀臺氏液灌流30 min后改用含10 μmol/L ouabain、1 μmol/L zacopride和1 μmol/L BaCl2低鉀臺氏液灌流。觀察各組大鼠心電圖變化，記錄藥物干預(yù)后30 min內(nèi)室性期前收縮個數(shù)、室速和室顫持續(xù)時間及發(fā)生率。

5.2 在體心律失常模型的建立 將35只健康SD大鼠(220 g～240 g)隨機分為5組，使用30 mg/kg水合氯醛腹腔注射麻醉后仰臥位置于鼠板上，連接固定肢體導(dǎo)聯(lián)。采用BL-420F生物機能實驗系統(tǒng)記錄大鼠Ⅱ?qū)?lián)心電圖，連續(xù)觀察30 min心電圖無異常后尾靜脈給藥。實驗分組如下：(1)control組：0.9% NaCl尾靜脈注射；(2)zacopride組：15 μg/kg zacopride尾靜脈注射；(3)ouabain組：1 mg/kg oua-bain尾靜脈注射；(4)ouabain+zacopride組：15 μg/kg zacopride尾靜脈注射3 min后給予1 mg/kg ouabain尾靜脈注射；(5)ouabain+lidocaine組：7.5 mg/kg lidocaine尾靜脈注射3 min后給予1 mg/kg ouabain尾靜脈注射。持續(xù)觀察各組大鼠的體表心電圖變化，記錄藥物干預(yù)后1 h內(nèi)室性期前收縮的個數(shù)、室速和室顫持續(xù)時間及發(fā)生率。

5.3 單個心室肌細胞的分離 將健康SD大鼠(220 g～240 g)用50 mg/kg戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后，頸動脈放血并且迅速開胸取心臟，置于預(yù)先以100%氧氣沖灌的4 ℃無鈣臺氏液中進行修剪，然后將心臟懸掛于Langendorff心臟灌流裝置上經(jīng)主動脈逆行灌流。首先用無鈣臺氏液灌流8～10 min后，再改用膠原酶液循環(huán)灌流15～20 min。在整個灌流過程中始終保持37 ℃恒溫，恒壓80 cmH2O，并持續(xù)以100%氧氣通氣。待心室肌組織變大變軟后選擇左心室部分剪下，置于KB液中剪碎，輕輕吹打3～5 min后經(jīng)150 μm孔徑的濾網(wǎng)過濾得到單個心室肌細胞，保存于KB液中，室溫放置3～4 h穩(wěn)定后進行實驗。

5.4 全細胞膜片鉗記錄 吸取預(yù)先存放于KB液中的細胞懸液1～2滴，滴入倒置顯微鏡的細胞槽(約1 mL)中，靜置8～10 min，待細胞充分貼壁后，用含鈣臺氏液灌流復(fù)鈣，流速2 mL/min。玻璃電極內(nèi)充灌電極內(nèi)液，電阻約為2～5 MΩ。鏡下選取長桿狀、橫紋清晰、無自主收縮的心室肌細胞作為實驗對象，將玻璃電極緩慢移至細胞表面，施加負壓從而在細胞膜和電極尖端之間形成高阻封接(即電阻達到GΩ)，負壓破膜后采用膜電容補償和串聯(lián)電阻補償后進行全細胞記錄。相關(guān)離子電流經(jīng)Axopatch 200B膜片鉗放大器、Digidate 1440A數(shù)模轉(zhuǎn)換器及pCLAMP 8.0采集、貯存及分析，最終保存于電腦硬盤備用。

5.5 單個心室肌細胞IK1的記錄 完整且紋理較好的大鼠單個心室肌細胞經(jīng)含0.5 mmol/L CdCl2的IK1細胞外液灌流后，形成全細胞模式。在電壓鉗模式下，鉗制電位-40 mV，給予細胞0.5 Hz、500 ms、躍階10 mV從-120 mV～+20 mV的去極化脈沖刺激激活I(lǐng)K1。膜電流大小使用電流密度(pA/pF)表示。實驗分組如下：(1)control組：IK1細胞外液灌流；(2)ouabain組：含10 μmol/L ouabain的IK1細胞外液灌流；(3)ouabain+zacopride組：含10 μmol/L ouabain和0.1～10 μmol/L zacopride 的IK1細胞外液灌流；(4)ouabain+zacopride+BaCl2組：含10 μmol/L ouabain、1 μmol/L zacopride和1 μmol/L BaCl2的IK1細胞外液灌流。觀察不同藥物組IK1的變化。

5.6 單個心室肌細胞靜息膜電位(resting membrane potential，RNP)和延遲后除極(delayed afterdelarizations，DADs)的記錄 形成全細胞模式后，在電流鉗模式下首先觀察并記錄細胞RMP，隨后用記錄動作電位的細胞外液進行灌流，并且采用連續(xù)5次刺激(15 ms，3 Hz)作為條件刺激誘發(fā)動作電位，之后給予藥物誘發(fā)DADs。實驗分組同單個心室肌細胞IK1記錄，灌流液改為含各種藥物的動作電位細胞外液。

6 統(tǒng)計學(xué)處理

用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析，數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標準誤(mean±SEM)表示。多個樣本間比較使用單因素方差分析，組間兩兩比較采用SNK-q法，兩樣本率的比較使用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1 Zacopride對ouabain誘發(fā)的離體大鼠心律失常具有顯著的抑制作用

心電圖結(jié)果表明，1 μmol/L zacopride可顯著抑制10 μmol/L ouabain灌流誘發(fā)的離體大鼠室性心律失常。在對照組和單獨給予zacopride組，均未觀察到室性心律失常的發(fā)生。在給予ouabain 30 min后，100%大鼠發(fā)生室速，持續(xù)時間(218.40±29.61)s；87.5%大鼠出現(xiàn)室顫，持續(xù)時間(10.71±2.90)s；期前收縮個數(shù)為751±24(P<0.05)。在使用zacopride和ouabain聯(lián)合灌流30 min后，完全消除了室顫的發(fā)生，室速的發(fā)生率降至25%，持續(xù)時間縮短至(18.85±12.40)s，期前收縮個數(shù)減少至125±14(P<0.05)。Zacopride對心律失常的抑制作用可被BaCl2阻斷，在zacopride和ouabain混合灌流液中加入1 μmol/L BaCl2后，室顫再次出現(xiàn)，期前收縮個數(shù)、室速持續(xù)時間及發(fā)生率增加(P<0.05)，與ouabain組相比無統(tǒng)計學(xué)差異，見圖1、表1。

Figure 1.Representative electrocardiogram (ECG) traces (recorded from Ⅱ limb leads) showing inhibitory effect of zacopride (Zac) on ouabain (Oua)-induced arrhythmias in theinvitrorat hearts. A: traces from rats in all groups; B: examples of arrhythmias. a: normal ECG; b: ECG after zacopride (1 μmol/L) administration; c: premature ventricular contraction bigeminies; d: premature ventricular contraction trigeminies; e: ventricular tachycardia; f: ventricular fibrillation.

圖1 Zacopride抑制ouabain誘發(fā)的離體大鼠心臟心律失常的典型心電圖

表1 Zacopride對ouabain誘發(fā)離體大鼠心臟心律失常的抑制作用

Table 1.Inhibitory effect of zacopride (Zac； 1 μmol/L) on ouabain (Oua； 10 μmol/L)-induced arrhythmias in theinvitrorat hearts (Mean±SEM.n=8)

GroupTotalofPVBDurationofVT(s)IncidenceofVT(%)DurationofVF(s)IncidenceofVF(%)Control16±20000Zac12±20000Oua751±24?218．40±29．61?100?10．71±2．90? 87．5?Oua+Zac125±14#18．85±12．40#25#0#0#Oua+Zac+BaCl2703±28△207．91±21．84△100△9．65±2．87△75△

PVB: premature ventricular beats; VT: ventricular tachycardia; VF: ventricular fibrillation.*P<0.05vscontrol;#P<0.05vsOua;△P<0.05vsOua+Zac.

2 Zacopride對ouabain誘發(fā)麻醉大鼠心律失常具有顯著的抑制作用

肢體Ⅱ?qū)?lián)心電圖結(jié)果表明，15 μg/kg zacopride可顯著抑制ouabain所致麻醉大鼠心律失常的發(fā)生。在對照組和單獨給予zacopride組，均未觀察到室性心律失常的發(fā)生。給予ouabain后，1 h內(nèi)100%大鼠發(fā)生室速，持續(xù)時間(1 250±59)s；71.4%大鼠出現(xiàn)室顫，持續(xù)時間(19.14±6.49)s；期前收縮個數(shù)為2 281±115。但在ouabain中加入zacopride后則可完全消除室顫的發(fā)生，給藥后1 h內(nèi)僅28.6%大鼠發(fā)生室速，持續(xù)時間縮短至(15.57±10.10)s；期前收縮個數(shù)減少至171±25。Zacopride對心律失常的抑制作用與利多卡因(7.5 mg/kg)相似，其對期前收縮的抑制作用甚至優(yōu)于利多卡因(P<0.05)，見圖2、表2。

Figure 2.Representative electrocardiogram (ECG) traces (recorded from Ⅱ limb leads) showing inhibitory effect of zacopride (Zac； 15 μg/kg) on ouabain (Oua； 1 mg/kg)-induced arrhythmias in the anesthetized rats. A: traces from rats in all group; B: examples of arrhythmias. Lid： lidocaine (7.5 mg/kg). a: normal ECG; b: ECG after zacopride (15 μg/kg) administration; c: premature ventricular beats; d: ventricular tachycardia; e: ventricular fibrillation.

圖2 Zacopride抑制ouabain誘發(fā)的麻醉大鼠心律失常的典型心電圖

表2 Zacopride對ouabain誘發(fā)麻醉大鼠心律失常具有顯著的抑制作用

Table 2.Inhibitory effect of zacopride (Zac； 15 μg/kg) on ouabain (Oua； 1 mg/kg)-induced arrhythmias in anesthetized rats (Mean±SEM.n=7)

GroupTotalofPVBDurationofVT(s)IncidenceofVT(%)DurationofVF(s)IncidenceofVF(%)Control00000Zac00000Oua2281±115?1250．00±59．00?100?19．14±6．49? 71．4?Oua+Zac171±25#△15．57±10．10# 28．6#0#0#Oua+Lid775±52#33．43±21．60#28．6#0．14±0．14#14．2#

Lid： lidocaine (7.5 mg/kg).*P<0.05vscontrol;#P<0.05vsOua;△P<0.05vsOua+Lid.

3 Zacopride可以逆轉(zhuǎn)ouabain對大鼠心室肌細胞IK1的抑制效應(yīng)

為探討zacopride抗心律失常的電生理機制，運用全細胞膜片鉗技術(shù)記錄大鼠心室肌細胞IK1。結(jié)果顯示，10 μmol/L ouabain可使大鼠心室肌細胞IK1明顯降低，內(nèi)向電流(-100 mV)和外向電流(-60 mV)分別從(-10.67±0.68)pA/pF和(2.96±0.84)pA/pF降至(-6.58±0.39)pA/pF和(1.98±0.88)pA/pF(P<0.05)。在灌流液中加入1～10 μmol/L zacopride后，IK1呈不同程度地恢復(fù)。1 μmol/L為zacopride的最大效應(yīng)濃度，可使IK1內(nèi)向電流(-100 mV)和外向電流(-60 mV)分別增大到(-11.08±1.50)pA/pF和(3.04±0.49)pA/pF(P<0.05)，接近于對照組水平；在加入1 μmol/L BaCl2混合灌流后該作用被阻斷，心室肌細胞的內(nèi)向電流和外向電流均減小(P<0.05)，見圖3、表3。

Figure 3.Antagonistic effect of zacopride (Zac) on ouabain (Oua； 10 μmol/L)-inducedIK1suppression in normal rat ventricular myocytes. A:IK1traces recorded using 500 ms step voltage from holding potential of -40 mV to voltage ranging from -120 to 20 mV； B: current-voltage relationships forIK1before and after addition of drugs； C: expanded plots for the outward components ofIK1from B. Mean±SEM.n=8.

圖3 Zacopride可逆轉(zhuǎn)ouabain對大鼠心室肌細胞IK1的抑制作用

表3 Zacopride和ouabain對大鼠單個心室肌細胞IK1和RMP的影響

Table 3.The effects of zacopride (Zac) and ouabain (Oua； 10 μmol/L) on inward rectifier potassium current (IK1) and resting membrane potential (RMP) in isolated rat ventricular myocytes (Mean±SEM.n=8)

GroupIK1(pA/pF)-100mV-60mVRMP(mV)Control-10．67±0．682．96±0．84-74．81±0．19Oua-6．58±0．39?1．98±0．88?-70．28±0．25?Oua+Zac(0．1μmol/L)-8．63±0．892．64±0．24-71．69±0．49#Oua+Zac(1μmol/L)-11．08±1．50#3．04±0．49#-74．99±0．55#Oua+Zac(10μmol/L)-9．50±1．67#2．83±0．30#-74．20±0．37#Oua+Zac(1μmol/L)+BaCl2-6．90±0．88△2．09±0．31△-70．69±0．40△

*P<0.05vscontrol;#P<0.05vsOua;△P<0.05vsOua+Zac (1 μmol/L).

4 Zacopride可以逆轉(zhuǎn)ouabain減小大鼠心室肌細胞RMP的作用

運用全細胞膜片鉗技術(shù)，在電流鉗模式下記錄大鼠心室肌細胞RMP。結(jié)果顯示，10 μmol/L ouabain灌流可使正常大鼠心室肌細胞RMP從(-74.81±0.19)mV減小至(-70.28±0.25)mV(P<0.05)；給予0.1～10 μmol/L zacopride灌流后，減小的RMP呈不同程度恢復(fù)，這一效應(yīng)在1 μmol/L時達最大。在ouabain持續(xù)灌流的情況下，1 μmol/L zacopride可使心肌細胞RMP從(-70.28±0.25)mV增加至(-74.99±0.55)mV(P<0.05)，后者與對照組RMP水平相接近。Zacopride增大RMP的效應(yīng)可被1 μmol/L BaCl2阻斷，在給予BaCl2后心室肌細胞RMP減小至(-70.69±0.40)mV(P<0.05)，接近于ouabain組，見表3。

5 Zacopride對ouabain誘發(fā)心室肌細胞DADs的抑制作用

用含10 μmol/L ouabain的臺氏液持續(xù)灌流，在電流鉗模式下給予連續(xù)5次刺激(15 ms，3 Hz)作為條件刺激誘發(fā)DADs。結(jié)果表明，1 μmol/L zacopride可顯著抑制心室肌細胞DADs發(fā)生，使其發(fā)生率由91.67%下降至12.50%(P<0.05)；在灌流液中加入1 μmol/L BaCl2后，DADs再次出現(xiàn)，表明zacopride抑制DADs與其增大IK1有關(guān)，見圖4。

Figure 4.Inhibitory effect of zacopride (Zac; 1 μmol/L) on ouabain (Oua; 10 μmol/L)-induced DADs in rat ventricular myocytes.

圖4 Zacopride對ouabain誘發(fā)的大鼠單個心室肌細胞DADs的抑制作用

討 論

本研究首次觀察了內(nèi)向整流鉀通道激動劑zacopride對ouabain誘發(fā)成年大鼠心律失常的影響，結(jié)果表明，zacopride對ouabain誘發(fā)大鼠離體和在體心律失常具有明顯的抑制作用，并可逆轉(zhuǎn)ouabain對IK1及RMP的抑制或減小作用，對ouabain誘發(fā)DADs也具有顯著的抑制效應(yīng)。我們推測，zacopride的抗心律失常作用是通過增強IK1、增大RMP和抑制DADs而實現(xiàn)的。

本實驗選用ouabain建立大鼠心律失常模型。Ouabain又名毒毛花苷G，是由洋地黃植物中提取的強心苷類藥物，可以增加心肌收縮力，但因其毒性較大，一般不作為臨床用藥，主要限于動物心律失常造模使用[12]。研究表明，ouabain主要作用于心肌細胞膜上Na+，K+-ATP酶并抑制其活動。Na+，K+-ATP酶每分解一分子ATP可將3個Na+移出胞外，同時將2個K+移入胞內(nèi)，結(jié)果使胞內(nèi)負電荷增加，因而具有生電性。當(dāng)Na+，K+-ATP酶受抑制時，心肌細胞的靜息電位負值減小，膜穩(wěn)定性下降，很容易發(fā)生后除極和觸發(fā)活動并最終引發(fā)快速型心律失常[13-14]。此時，最有效的干預(yù)應(yīng)該是增大RMP，理論上要達到這一目標可通過增大IK1實現(xiàn)，但以往一直沒有一種IK1特異性激動劑可供使用。近年來本實驗室研究發(fā)現(xiàn)，zacopride可以通過選擇性激動IK1抑制烏頭堿、心肌缺血/再灌注損傷等多種因素所致的心律失常[9-10]，并且zacopride在抗心律失常的同時還具有一定的心臟保護作用[15]。已有最新研究顯示zacopride對人心室肌細胞異丙腎上腺素/咖啡因誘發(fā)的觸發(fā)性心律失常有明確的抑制作用[16]。

盡管洋地黃類藥物作為經(jīng)典的正性肌力藥物使用已有幾百年的歷史，但其最大的特點是有效治療量、中毒量和致死量3者非常接近，加上不同個體對藥物的耐受性差異也較大，故容易發(fā)生中毒，其中80%～90%表現(xiàn)為心律失常。本研究通過建立ouabain誘發(fā)的大鼠心律失常模型以模擬臨床常見的洋地黃中毒性心律失常，其意義在于證實了zacopride具有顯著的抗心律失常效應(yīng)，為臨床洋地黃中毒性心律失常的藥物治療提供了新的實驗依據(jù)。

現(xiàn)有的抗心律失常藥多為Na+、K+、Ca2+等通道的阻斷劑，這些藥物在治療心律失常的同時往往又多具有致心律失常的風(fēng)險。Zacopride屬苯甲酰胺衍生物，為5-羥色胺3(5-HT3)受體阻斷劑和5-羥色胺4(5-HT4)受體激動劑[17-18]。研究發(fā)現(xiàn)，與其它同類藥物(cisapride、RS67506等)抑制大鼠心室肌IK1所不同的是，zacopride通過PKA介導(dǎo)的信號通路增強IK1[19-20]，在0.1～10 μmol/L對大鼠心室肌IK1表現(xiàn)出顯著的激動作用(內(nèi)向和外向電流均增大)，1 μmol/L為最大效應(yīng)濃度，并且對INa、ICa-L、Ito、Isus、IK(豚鼠)、IKATP、INa/Ca和Ipump等影響動作電位的離子電流均無顯著作用；在電流鉗模式下則使正常心肌細胞靜息電位負值增大[8]。本研究證實，zacopride可以逆轉(zhuǎn)ouabain對IK1和RMP的抑制作用，使原來減小的膜電位得以恢復(fù)，通過提高膜穩(wěn)定性、抑制DADs而產(chǎn)生抗心律失常效應(yīng)。本研究的實驗結(jié)果也進一步支持，激動心肌IK1有望成為今后抗心律失常治療的新策略和新途徑。

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(責(zé)任編輯： 林白霜， 羅 森)

Inhibitory effect of zacopride on ouabain-induced arrhythmias in adult rats

WANG Xiao-lu1, YANG Ming-zhu1, XUE Xiao-yan1, ZHANG Yu-qi1, CHEN Yi-chun2, FENG Qi-long1, WU Bo-wei1

(1DepartmentofPhysiology,KeyLaboratoryofCellularPhysiologyCo-establishedbyMinistryofEducationofChinaandShanxiProvince,ShanxiMedicalUniversity,Taiyuan030001,China;2DepartmentofFunction,XizangMinzuUniversity,Xianyang712000,China.E-mail:fengqilong@163.com)

AIM: To investigate the effect of zacopride, an inward rectifier potassium channel agonist, on ouabain-induced arrhythmias in adult rats, and to explore the underlying electrophysiological mechanism.METHODS: Using ouabain to establishinvitroandinvivoarrhythmic rat models, the effects of zacopride on ouabain-induced arrhythmias were observed. The technique of whole-cell patch clamp was used to observe the effects of zacopride on inward rectifier potassium current (IK1), resting membrane potential (RMP) and delayed afterdepolarizations (DADs) in single rat ventricular myocyte. RESULTS: Zacopride at 1 μmol/L significantly reduced total number of premature ventricular beats, and the duration and incidence of ventricular tachycardia and ventricular fibrillation induced by ouabain in rat heartsinvitro(P<0.05). In anesthetized rats, zacopride at 15 μg/kg significantly reduced total number of premature ventricular beats, and the duration and incidence of ventricular tachycardia and ventricular fibrillation induced by ouabain (P<0.05).IK1was significantly inhibited by ouabain (P<0.05), which was partially and even completely reversed by zacopride at 0.1～10 μmol/L. RMP value was significantly reduced by ouabain (P<0.05), and then increased to different levels after treatment with zacopride (0.1～10 μmol/L). Zacopride at 1 μmol/L showed its maximal effect and RMP was restored to normal level. Moreover, zacopride at 1 μmol/L markedly suppressed ouabain-induced DADs in single rat ventricular myocyte. The incidence of DADs decreased from 91.67% to 12.50% after zacopride was applied (P<0.05), and this effect was abolished by 1 μmol/L BaCl2. CONCLUSION: Inward rectifier potassium channel agonist zacopride significantly inhibits ouabain-induced ventricular arrhythmias in adult rats. The mechanism is related to increased RMP level and inhibition of DADs by activation ofIK1channel.

Arrhythmia; Inward rectifier potassium channel; Resting membrane potential; Delayed afterdepolarization; Whole-cell patch clamp

1000- 4718(2017)08- 1371- 08

2017- 01- 18

2017- 04- 11

高?！?31”領(lǐng)軍人才工程優(yōu)秀中青年拔尖創(chuàng)新人才； 山西省重點實驗室建設(shè)項目(No. 2015012003-08)； 山西省高等學(xué)校優(yōu)秀青年學(xué)術(shù)帶頭人支持項目

R541.7； R363； R331.3+8

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2017.08.005

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