慢性压力超负荷兔左心室肌中层细胞动作电位的变化.pdf

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1、2 4 慢性压力超负荷兔左心室肌中层细胞动 作电位的变化 王康君，赵永辉1 河南省直机关第二医院郑州市4 5 0 0 0 3 摘要目的探讨慢性压力超负荷兔左心室肌中层细胞动作电位的变化。方法新西兰兔3 2 只，随机 分为缩窄组和假手术组，采用肾上腹主动脉缩窄术制备兔左心室压力超负荷模型。术后8 周胶原酶两步消化法 分离获取左心室中层单个心肌细胞，全细胞膜片钳技术记录中层细胞膜电容、动作电位( A P ) 。、结果术后8 周，与假手术组比较，缩窄组中屠细胞膜电容增加3 4 O ( P 0 0 5 ) ，A P D 9 0 延长3 0 6 ( B C L = 2 s ，P 0 0 5 ) ，A P

2、 D 呈现更明显的I 频率依赖性，且更易发生早期后除极( E A D ，B C L = 2 s ) 。结论慢性压力超负荷兔左 心室肌中层细胞电生理特性发生改变，可能与恶性心律失常发生有关。 关键词电重构；结构重构；慢性压力超负荷 中图分类号：R 一3 3 2文献标识码：A文章编号：1 6 7 2 3 4 2 2 ( 2 0 0 8 ) 2 3 - 0 0 2 4 - 0 3 C h a n g e so fE l e c t r i c a lR e m o d e l i n gi nM i d m y o c a r d i u mo fR a b b i t L e f tV e n t

3、 r i c l ew i t hC h r o n i cP r e s s u r e o v e r l o a d W A N GK a n g j u n ，Z H A OY o n g h u i T h eS e c o n dH o s p i t a lo fH e n a nP r o v i n c i a lG o v e r n m e n t ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 3 ，C h i n a A B S T R A C T O b j e c t i v e T oi n v e s t i g a t et h ec h a n g

4、 e sa n ds i g n i f i c a n c eo fe l e c t r i c a lr e m o d e l i n gi n m i d m y o c a r d i a l ( M ) c e l l so fr a b b i tl e f t v e n t r i c l ew i t hc h r o n i cp r e s s u r e o v e r l o a d M o t h o d s T h i r t y t w on e wZ e a l a n dr a b b i t sw e r er a n d o m l yd i v i

5、 d e di n t oc o n s t r i c t i o ng r o u pa n ds h a mg r o u p T h er a b b i t v e n t r i c l em o d e l sw i t hc h r o n i cp r e s s u r e o v e r l o a dw e r ep r e p a r e db yp a r t i a lc o n s t r i c t i o no fs u p e r r e n a la b - - d o m i n a la o r t a A t8w e e k sa f t e ro

6、 p e r a t i o n ，t h es i n g l em y o c y t e sw e r ee n z y m a t i c a l l yi s o l a t e df r o mt h e m i d m y o c a r d i u mi nt h ea n t e l a t e r a lf r e ew a l lo fl e f tv e n t r i c l e W h o l ec e l lp a t c hc l a m pt e c h n i q u ew a su s e d t or e c o r dt h em e m b r a

7、n ec a p a c i t a n c e ，a c t i o np o t e n t i a l ( A P ) o fMc e l l s R e s u l t s A t8w e e k sa f t e r 叩一 e r a t i o n ，c o m p a r e dw i t hs h a mg r o u p ，t h em e m b r a n ec a p a c i t a n c eo fMc e l l st o mc o n s t r i c t i o ng r o u ps i g n i f i e a n t l yi n c r e a

8、s e db y3 4 。0 ( P 0 0 5 ) A tB C Lo f2 s ，A P D 9 0o fMc e l l si nc o n s t r i c t i o ng r o u pw a s 3 0 6 l o n g e rt h a nt h a ti ns h a mg r o u p ( P 0 0 5 ) F u r t h e r m o r e ，A P Do fMc e l l s i nc o n s t r i c t i o n g r o u pp r e s e n t e dm o r ep r o n o u n c e ds l o wf r

9、 e q u e n e y d e p e n d e n c ea n dw e r ee a s i e rt op r o d u c ee a r l ya f t e r - d e p o l a r i z t i o n ( E A D ) C o n c l u s i o nD u r i n gt h ee a r l yp h a s eo fc h r o n i cp r e s s u r e o v e r l o a d ，e l e c t r i c a l r e m o d e l i n go fMc e l l sf r o mr a b b i

10、 tl e f tv e n t r i c l ed e v e l o p e d ，w h i c hc o u l db ear i s kf a c t o rf o rt h eo c c u r - r e n c eo fa r r h y t h m i a K E KW O R D SE l e c t r i c a lr e m o d e l i n g ；S t r u c t u r a lr e m o d e l i n g ；C h r o n i cp r e s s u r e o v e r l o a d 肥厚心室的结构、功能和代谢经历了一个模 式改

11、建过程，称为心搴重构，其中包括结构重构 ( 心肌肥厚表型) 和电重构。电最构与左心窒肥厚 时恶性心律失常及心源性猝死的发生密切相 l 河南省人民医院心内科郑州市4 5 0 0 0 3 关。既往各种动物模型关于肥厚心肌电重构的 研究通常在心室发生显著肥厚时进行，在心室肥 厚发生早期电重构的特征罕见报道。近年来人及 多种哺乳动物的研究表明，跨室壁不同层次心肌 细胞存在电生理异质性，中层心肌细胞为其主 体心。3J 。基于此，本研究建立兔左心室慢性压力超 万方数据 J o u r n a lo fM e d i c a lF o r u mV 0 1 2 9 N o 2 3D e c e m b e

12、r2 0 0 8 负荷模型，观察了中层细胞动作电位( a c i o np o t e n t i a l ，A P ) 变化，旨在探讨心室肥厚电重构特征及其 意义。 1 材料与方法 1 1 实验动物新西兰兔3 2 只，体重1 6 2 0 k g ，雌雄各半，购于西安交通大学医学院实验动 物中心。 1 2 实验动物分组及模型复制将新西兰兔按 体重随机分为2 组，每组1 6 只：缩窄组；假手 术组。缩窄组按G i l l i s 等的方法采用肾上腹主动 脉缩窄( 部分结扎腹主动脉使其内径减少约5 0 左右) 的方法制备兔左心窒慢性压力超负荷( 高血 压) 模型。假手术组仅游离腹主动脉而不缩窄。

13、1 3 细胞分离观察期满，取各组1 6 只兔，静脉 注射5 0 0 U 肝素，3 戊巴比妥钠麻醉后快速开胸 取出心脏，置于冰冷无C a 2 + 台氏液冲洗，剪开心包 并修饰心脏，以主动脉根部连接L a n g e n d o r f 心脏灌 流装置，参照M c I n t o s h 等的方法，胶原酶两步消化 法获取左室前侧壁叶，层单个心肌细胞。 1 4 溶液配制正常台氏液：N a C I1 4 3 m m o l L ， K C l5 4 m m o l ：C a C l 21 8 m m o l L ，M g C l 20 5m m o l I ， N a H ，P 0 4o 2 5 m

14、m o l L ，H E P E S5 O m m o l L ，葡萄糖 5 6 m m o l L ，N a O H 调p H 值至7 3 5 。无c a 2 + 台 氏液：除不含C a C l ：外，其余同正常台氏液。A P 记录细胞外液：N a C l1 4 3 m m o l I ，K C I5 4m m o l L ， C a C l 21 8 m m o l L ，M g C l 20 5 m m o l L ，N a H 2 P 0 4 0 2 5 m m o l L ，H E P E S5 m m o l L ，葡萄糖5 6 m m o l L ， N a O H 调P H 至

15、7 3 5 m m o i L ；A P 记录电极内液： N a C l 1 0 m m o l L ， E G T A1 0 m m o l L ，H E P E S1 0 m m o l L ，M g A T P 5m m o l L ，C a C l 21 O m m o l L ，K C I 1 2 0 m m o l I ，K O H 调p H 至7 3 5 m m o l L 。 1 5 膜片钳全细胞记录将细胞悬液滴于倒置显 微镜- T 作台I ：的细胞池中，待细胞贴壁后，用相应细 胞外液以1 2 m l m i n 的速度阻速灌流，冲去死亡的 细胞碎片，选取表面光洁、横纹清晰、柱

16、状无收缩和 附壁良好的细胞为研究对象进行封接。封接电阻达 2 G n 以上，负压破膜后形成全细胞记录模式，最大 限度地补偿细胞膜电容和串联电阻以减少瞬时充放 电电流和钳位误差。刺激程序和数据采集由 C l a r n p e x8 1 软件及A x o n 2 0 0 B 放大器完成，电流信 号经A g A g C I 电极引导，截止频率为2 k H z 的四阶 贝塞尔低通滤波器滤波并经A D 转换后( D i g i d a t a 1 2 0 0 A ，A x o ni n s t r u m e n t ，U S A ) 以数字形式存储于计 算机硬盘，采样率为5 1 0 k H z 。数

17、据分析采用 2 5 C l a m p f i t8 1 软件完成。膜电流的大小以电流密度 ( p A p F ) ，即单位膜电容的膜电流表示。 1 6 统计学处理数据以均数标准差表示，采用 S P S S l 0 0 软件包进行统计学处理，组问比较用非配 对t 检验，检验水准d = O 0 5 为差异有统计学意义。 2 结果 2 I 腹主动脉缩窄术后中层细胞膜电容的变化 与假手术组比较，缩窄组中层细胞膜电容增加 3 4 O ( 1 5 6 2 1 1 1 2 0 ) v s ( 1 1 6 5 7 6 9 4 ) ， P 0 0 5 。表明腹主动脉缩窄8 周时左室肌中层 细胞显著肥大。 2

18、2 腹主动脉缩窄术后中层心肌细胞动作电位的 变化选择全细胞电流钳模式，在不同的基础周 长( B C L ) ，予以波宽5 m s 、波幅1 1 2 n A 的电流脉 冲诱发并记录A P 。图1 为2 sB C L 时假手术组和 缩窄组中层心肌细胞A P 图形。缩窄2 周组中层 心肌细胞A P 复极达9 0 时程( A P D 帅) 较假手术2 周组延长1 3 7 ，P 0 0 5 。缩窄8 周组中层心 肌绌胞A P D 帅较假手术8 周组延长3 0 6 ，P 0 0 5 ，见表1 。 表1 两组中层细胞A P 相关参数比较 分组A P D I o ( m )E m ( m V )V m a x

19、 ( m V s )A P A ( m V ) 注：与假手术组比较，。P O 0 5 A P 形态以及其他A P 相关参数的比较：在2 s B C L 时，假手术组和缩窄组中层心肌细胞静息膜 电位( E m ) 、0 相最大上升速率( V m a x ) 及动作电位 幅值( A P A ) 均无明硅差异。假手术组巾层心肌细 胞A P 复极1 相呈现典型的尖峰一穹隆形态，缩窄 8 周组消失。( 图l ，表1 ) 。 2 0 m VI L - 图1 2 sB C L 时缩窄组和假手术组中层心肌细胞的A P 图形 A ：假手术组，B ：缩窄组 万方数据 2 6 图22 sB C L 时缩窄组中层心肌

20、细胞发生E A D E A D 发生率：2 sB C L 时，绾窄2 周组和缩窄8 周组均可见E A D 发生( 前者发生率为2 1 0 ，后者 为4 1 1 ，l 蓟2 ) ，假手术组朱见E A D 发生。 A P D 鲫的频率依赖性：与假手术组比较，缩窄 组中层细胞A P D 帅具有更为明娩的慢频率依赖性。 当B C L 由3 s 增加到5 sH 寸，假手术组A P D 帅无明显 变化，而缩窄组A P D 继续明显增加。 匡垫迨堑盘查2 鲤墨生! 至旦笙至2 鲞星丝塑 肌中层细胞膜电容较假手术组增加3 4 ，A P D 帅 显著延长且易发生E A D ，表明心室发，E 显著肥厚 和电重构。

21、Y a n 等”1 利用经冠状动脉灌注兔肥 厚左室肌组织块标本，发现跨室壁复极离散度 ( T D R ) 明显增加，在B C L 为2 4 s 时，即使在不 给予延长A P I ) 药物的情况下，所有标本的内膜和 内膜下细胞( 在保留完整电藕联的心室肌，此层 相当于M 细胞) 均可产生E A D ，E A D 跨壁传导触 发“RO i lT ”早搏进而跨壁折返引起多形性室速 的发生，T D R 增加是E A D 跨壁传导和折返形成、 维持基础。本研究结果表明，在兔慢性左心室压 力超负荷早期，中层细胞的电重构可能具有潜在 致心律失常危险。 3 讨论 心搴肥厚是心脏对工作超负荷的适应性反 应，是许

22、多心血管疾病共同的病理生理过程。心 室肥厚是显著增加心血管病( 如充血性心力衰竭、 缺血性心脏病、心律失常及心脏性猝死等) 发病率 和死亡率的重要独立危险因素，肥厚心肌伴发的 电重构与恶性室性心律失常、心脏性猝死的发生 。 密切相关。 本研究假手术组兔左心室肌中层细胞的A P 形态及其相关参数( E m 、V m a x 、A P A ) 、A P D 频率 依赖性符合M c I n t o s h 等Ho 报道的M 细胞( M i d 一4 m y o c a r d i a lc e l l ) 特征。M 细胞具有显著不同于内 膜层和外膜层心肌细胞的电生理特性，表现为较 长的A I ，D

23、、显著的慢频率依赖性及对I I I 类抗心 律失常药物的特殊反应性，囚昕更容易发生后除 。 极和触发活动，是构成心室肌跨窒壁电生理异质 性的主体，：j 多种病理生理状态下恶性室性心律 失常的发生密切相关。本研究结果发现，腹主动 脉缩窄造成兔左心室压力超负荷8 周时，左心室 参考文献 S e h o e n m a k e r sM ，R a m a k e r sC ，v a nO p s t a lJ M ，e ta 1 A - s y n c h r o n o u sd e v e l o p m e n to fe l e c t r i c a lr e m o d e l i n

24、ga n de a r d i a ch y p e r t r o p h yi nt h ec o m p l e t eA Vb l o c kd o g J C a r d i o v a s cR e s ，2 0 0 3 ，5 9 ( 2 ) ：3 5 卜3 5 9 M o r i t aS T ，Z i p e sD P ，M o r i t aH ，e ta 1 A n a l y s i so fa c t i o n p o t e n t i a l si nt h ec a n i n ev e n t r i e u l a rs e p t u m ：n op h

25、e n o t y p i c e x p r e s s i o no fMc e l l s J C a r d i o v a s cR e s ，2 0 0 7 ，7 4 ( 1 ) ： 9 6 1 0 3 X i a oL ，Z h a n gL 。H a nW e la 1 S e x b a s e dt r a n s m u r a l d i f f e r e n c e si nc a r d i a cr e p o l a r i z a t i o na n di o n i c c u r r e n t p r o p e r t i e si nc a n

26、i n el e f tv e n t r i c l e s J A mJP h y s i o lH e a r t C i r cP h y s i o l ，2 0 0 6 ，2 9 1 ( 2 ) ：5 7 0 - 5 8 0 M e I n t o s hM A ，C o b b eS M ，S m i t hG L H e t e r o g e n e o u s c h a n g e si na c t i o np o t e n t i a la n di n t r a c e l l u l a rC a 2 + i nl e f t v e n t r k u l

27、 a rm y o c y t cs u b t y p e sf r o mr a b b i t sw i t hh e a r tf a i l - n r e J C a r d i o v a s eR e s ，2 0 0 0 ，4 5 ( 2 ) ：3 9 7 - 4 0 9 Y a nG X ，R i a l sS J ，W uY ，e ta 1 V e n t r i c u l a rh y p e r t r o p h y a m p l i f i e st r a n s m u r a lr e p o l a r i z a t i o nd i s p e r

28、 s i o na n di n d u c e s e a r l y , f f f e v d e p o l a r i z o l i n J A mJP h y s i o lH e a r tC i r cP h y s i o l ，2 0 0 1 ，2 8 l ( 5 ) ：19 6 8 一l9 7 5 2 0 0 8 - 0 9 - 0 5 收稿 ( 接2 3 页) 综上所述，舌骨骨折有着非常重要的 临床意义；而M S C T 扫描及三维重建是诊断舌骨骨 折的最佳方法。 参考文献 l B a g n o l iM L ，L e b a nS G ，W l i i l i a

29、 mF A I s o l a t e df r a c t u r eo f t h eh y o i dI r e n e ：r e p o r to fac a s e J JO r a lM a x i U o f a c S u r g ，1 9 8 8 ，4 6 ( 4 ) ：3 2 6 3 2 8 2 刘子彬，杨俊峰1 例舌骨骨折的法医学鉴定 J 中国 法医学杂志，2 0 0 3 ，1 8 ( 5 ) ：2 7 2 3C h o w d h u r yR ，C r o c e oA G ，E l H a k i mH A ni s o l a t e dh y o l df r

30、a c t u r es e c o n d a r yt os p o r ti n j u r y ：ac a s er e p o r ta n dr e v i e wo fl i t e r a t u r e J I n tJP e d i a t r O t o r h i n o l a r y n g o l ， 2 0 0 5 ，6 9 ( 3 ) ：4 1 1 - 4 1 4 4L e v i n eE ，T a u bP J H y o i db o n ef r a c t u r e s J M t S i n a i j M e c l ，2 0 0 6 ，7 3 ( 3 ) ：10 1 5 10 1 8 5L a k h i aT S ，S h a hR B ，K a p o o rL F r a c t u r eo ft h eh y o i d b o n e J JL a r y n g o lO t o l ，1 9 9 1 ，1 0 5 ( 3 ) ：2 3 2 - 2 3 4 2 0 0 8 - 0 9 - 1 0 收稿 万方数据