500及1 000次/分心房電刺激對(duì)犬心房肌及肺靜脈電生理的影響*

張峰 楊志 雷芾華 程文波 侯月梅

1995年Wiffis用400次/分起搏山羊心房成功制作心房顫動(dòng)(簡(jiǎn)稱房顫)模型，并依據(jù)此提出經(jīng)典的“房顫致房顫理論”，即心房電重構(gòu)實(shí)際就是自我維持狀態(tài)[1]。近年來(lái)動(dòng)物模型中大部分以400～1 000次/分快速起搏犬心房[2-6]，但不同頻率起搏對(duì)房顫電重構(gòu)的影響有何區(qū)別未引起太多關(guān)注。筆者通過(guò)比較500及1 000次/分心房起搏的房顫誘發(fā)率、持續(xù)時(shí)間、心房及肺靜脈有效不應(yīng)期(ERP)來(lái)觀察不同高頻率起搏對(duì)心房肌及肺靜脈電生理時(shí)間依賴性的影響。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象及麻醉 健康成年比格犬14只，體重15～20 kg，隨機(jī)分為500 bpm組和1 000 bpm組，所有動(dòng)物均由新疆醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)研究部提供。術(shù)前采用超聲心動(dòng)圖排除瓣膜型心臟病及先天性心肌病等器質(zhì)性心臟病。500bpm組(n=7)，心房起搏500次/分；1 000 bpm組(n=7)，心房起搏1 000次/分。術(shù)前12 h禁食，6 h禁飲，氯胺酮(20 mg/kg)基礎(chǔ)麻醉，備皮，固定，氣管插管呼吸機(jī)輔助呼吸，氧流量4～6 L/min，潮氣量10 ml/kg，呼吸壓力0～2 kPa，3%戊巴比妥鈉維持麻醉。連接Lead 7000電生理儀(四川錦江電子科技有限公司)，II導(dǎo)聯(lián)為監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)，用于記錄和監(jiān)測(cè)體表心電圖，監(jiān)測(cè)生命體征。

1.2心臟導(dǎo)管固定和肺靜脈導(dǎo)管放置 分離右側(cè)頸外靜脈，置入4極電極導(dǎo)管至右房(RA)，記錄高右房?jī)?nèi)心電圖。取臥位，分別沿左側(cè)第四肋間開胸，切開心包暴露心臟。將4極電極導(dǎo)管固定左心耳(LAA)心外膜處，2根10極電極分別沿左房(LA)-左上肺靜脈(LSPV)、左房-左下肺靜脈(LIPV)交接處縫合固定。使用LEAD-7000型心臟電生理儀以高出竇性心率10%～20%的頻率起搏，脈寬0.5 ms，測(cè)定起搏閾值。各組使用DF-3A型電生理刺激儀心房起搏、2倍閾值的刺激電壓刺激LAA進(jìn)行16 h快速心房起搏并記錄心電圖。房顫定義為心房無(wú)序的電活動(dòng)，心電圖表現(xiàn)為P波消失，代之以大小不等間隔不均，形態(tài)不一的f波，頻率450～600次/分，RR間期不等，持續(xù)5 s以上。

1.3房顫誘發(fā)率和房顫持續(xù)時(shí)間測(cè)定 分別于基礎(chǔ)、刺激后每2 h測(cè)量RA、LA、LSPV、LIPV部位的房顫誘發(fā)率和房顫持續(xù)時(shí)間。使用LEAD-7000電生理儀分別在各部位行Burst刺激，刺激周長(zhǎng)S1S1為120 ms(500 bpm)，電壓為二倍的舒張期閾值，脈寬0.5 ms，各部位重復(fù)5次，每次持續(xù)30 s。房顫誘發(fā)率=誘發(fā)房顫成功次數(shù)/總誘發(fā)次數(shù)。刺激終止后房顫持續(xù)時(shí)間超過(guò)10 s為誘發(fā)成功，并記錄房顫持續(xù)時(shí)間。

1.4心內(nèi)電生理測(cè)定 ①分別于基礎(chǔ)、刺激開始后每2 h末測(cè)定RA、LA、LSPV、LIPV部位的ERP：從300/280 ms刺激開始，以-5ms為步長(zhǎng)進(jìn)行反掃，直至不能奪獲心房的最長(zhǎng)S1S2間期為ERP，測(cè)量3次取均值。②有效不應(yīng)期離散度(dERP)：取各組基礎(chǔ)、刺激每2 h后各個(gè)部位的ERP最大值減去最小值代表dERP。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行常規(guī)統(tǒng)計(jì)，組內(nèi)不同時(shí)間比較采用重復(fù)測(cè)量的方差分析，組間相應(yīng)指標(biāo)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有顯著性。

2 結(jié)果

2.1兩組不同部位心房肌和肺靜脈房顫誘發(fā)率和房顫持續(xù)時(shí)間的比較 兩組起搏前不同部位刺激的房顫誘發(fā)率無(wú)差異(P>0.05)。1 000bpm組各部位房顫誘發(fā)率高于500bpm組的房顫誘發(fā)率，RA在2、4、6、8 h分別增加11.5%，14.3%，17.1%，14.3%(P均<0.05)；LA在2、4、6、8、10、12 h分別增加20.0%，17.2%，25.7%，14.3%，11.4%，11.4%(P均<0.05)；LSPV在2、4、6、8、10h分別增加17.2%，11.4%，14.3%，11.4%，11.4%(P均<0.05)；LIPV在2、4、6、8、10、12 h分別增加11.4%，11.4%，20.0%，11.4%，11.4%，11.4%(P均<0.05)。兩組在起搏前不同部位刺激誘發(fā)的房顫持續(xù)時(shí)間無(wú)差異(P>0.05)；起搏2 h，除LA外，其余各部位無(wú)差異(P>0.05)；起搏后4、6、8、10、12、14、16 h各部位刺激誘發(fā)的房顫持續(xù)時(shí)間，兩組均顯著延長(zhǎng)(P均<0.05)，具體見圖1。

500bpm=500次/分快速心房起搏組,1 000bpm=1 000次/分快速心房起搏組。RA=右房，LA=左房，LSPV=左上肺靜脈，LIPV=左下肺靜脈。#表示兩組房顫誘發(fā)率具有差異(P<0.05), ＊表示兩組房顫持續(xù)時(shí)間有差異(P<0.05)

圖1不同部位心房肌、肺靜脈房顫誘發(fā)率和房顫持續(xù)時(shí)間

2.2兩組對(duì)心房肌和肺靜脈的ERP及dERP的比較 起搏前兩組各部位ERP無(wú)差異(P>0.05)；心房及肺靜脈不同部位在起搏后各時(shí)間點(diǎn)上，1 000 bpm組均比500 bpm組，ERP均縮短，其中RA在4、6 h；LA在2、4、6、8 h； LSPV在2、4、6 h；LIPV在4、6、8 h有差異(P均<0.05)，具體見圖2。1 000 bpm組LA的dERP在2、4 h高于500 bpm組(P<0.05)，具體見圖2。

2.3兩組體表及心內(nèi)圖 500bpm組心率維持在230～250次/分之間，1 000bpm心率維持在240～260之間。見圖3。

*表示500 bpm組和1 000 bpm組間有差異(P<0.05)

1～3分別為500 bpm組體表心電圖; 4～6分別為1 000 bpm組體表心電圖。LAA=左心耳心內(nèi)圖、LSPV=左上肺靜脈心內(nèi)圖

3 討論

在既往研究中，多數(shù)研究中心均采用400～600次/分起搏心房制造房顫動(dòng)物模型[4]。而近年來(lái)，有學(xué)者在急性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中用1 200次/分快速起搏心房[5]，同樣可完成房顫模型的構(gòu)建。筆者采用500及1 000 bpm分別快速起搏犬右房后，均能造成犬心房及肺靜脈ERP縮短、dERP增加等電生理重塑改變。然而，1 000 bpm心房起搏組房顫誘發(fā)率，房顫持續(xù)時(shí)間比500 bpm組顯著增加，提示不同頻率心房起搏的電生理重塑效應(yīng)不同。眾所周知，在心肌電靜息期給予刺激，可導(dǎo)致心肌電興奮，而在ERP內(nèi)給予刺激，并不能引起電活動(dòng)。由于心房ERP的存在，因此，更高頻的刺激并不能導(dǎo)致更快的心房率。在本研究中，500與1 000 bpm心房刺激頻率所導(dǎo)致的心房率差距不大，提示1 000 bpm心房刺激相比500 bpm心房刺激引起的心房電重塑差異是由快速心房率之外的效應(yīng)所導(dǎo)致。

近年來(lái)自主神經(jīng)系統(tǒng)(CANS)的激活在房顫的觸發(fā)及維持作用逐漸得到認(rèn)識(shí)。CANS由外源性(ECNS)和內(nèi)源性自主神經(jīng)(ICNS)共同組成。ICNS是心臟外膜多個(gè)神經(jīng)節(jié)叢(GP)和心肌內(nèi)互相連接的神經(jīng)和神經(jīng)元共同組成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。研究表明高頻電刺激心外膜肺靜脈神經(jīng)節(jié)叢可以誘發(fā)房顫[6-8]，因?yàn)镮CNS高活性使其中的交感神經(jīng)元興奮釋放去甲腎上腺素引起Ca2+離子電流的激活導(dǎo)致Ca2+超載,副交感神經(jīng)元興奮釋放乙酞膽堿可以引起心房肌及肺靜脈動(dòng)作電位的縮短[9-10]。而高頻率刺激誘發(fā)的房顫可以被阿托品、艾司洛爾或GP消融所抑制，也從反面提示快速心房刺激導(dǎo)致的房顫中，自主神經(jīng)的活性增強(qiáng)可能參與其機(jī)制[11-12]。在本研究中，1 000次心房起搏相比500次心房起搏，實(shí)際兩組心房率并無(wú)明顯差異，提示直接快心房率引起的電重塑效應(yīng)在兩組所發(fā)揮的作用差別不大。1 000次起搏相比500次起搏，具有更多電刺激落入ERP內(nèi)，而ERP內(nèi)的刺激可引起神經(jīng)活性增加，該效應(yīng)可能是兩組電重塑存在差異的機(jī)制。

高頻率心房起搏介導(dǎo)動(dòng)物房顫模型，有人認(rèn)為是高頻電刺激心房直接刺激心房肌誘發(fā)房顫，但已有研究提示該類模型也可能是由于心肌電靜息期的刺激興奮心肌電重構(gòu)，落入ERP內(nèi)的刺激引起ICNS活性增加，從而與心房電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)等共同維持房顫[13-14]。

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