【doc】正常和缺血再灌注豚鼠右心室游离壁跨壁传导和各向异性传导 …

【doc】正常和缺血再灌注豚鼠右心室游离壁跨壁传导和各向异性传导 … 正常和缺血再灌注豚鼠右心室游离壁跨壁 传导和各向异性传导 … 第20卷第1期 1999年3月 西安医科大学 JOURNALOFXI'ANMEDICALUNIVERSITY VoL20No.1 Mar.1999 正常和缺血再灌注豚鼠右心室游离壁跨壁 传导和各向异性传导特性的测定 韭盔塞堑董亚琳 (第一临床医学院药剂科西安710061) 摘要以玻璃微电极细胞内记录技术,研究了正常和模拟缺血再灌注条件下,脬鼠右 心室游离壁的内,外膜下传导和跨壁传导等心肌传导特性.结果显示,在一肌缺血和再灌 注过程中,兴奋在脬鼠右心室内膜下的扩布有所减慢但无方向性差异,一外膜不同方向上 的传导差异则显着增大同时,心室肌外向和内向跨壁传导时间均有明显性延长.部分标 本甚至出现完全性跨壁传导阻滞.肌传导特性的这种不均一性变化,为缺血和再灌注过 程中折返激动的发生提供了有利条件,'S肌弛 关键词跨壁传导;各向异性;缺再灌注劂另 折反激动被认为是心律失常发生的经典 模式和重要途径之一,其发生的原固与心肌 传导特性的改变密切相关在某些药物影响 下或在心肌缺血和再灌注等病理生理过程 中,常常会因心肌传导异常而形成折返激 动".固此,对于心肌传导特性的测定,在心 律失常发生机制的研究以及抗心律失常药物 作用机理的研究中,具有特殊的意义.本文利 用玻璃微电极细胞内记录技术,以两只玻璃 微电极同时进行细胞内记录,直接测定了在 离体灌流条件下,模拟正常和缺血再灌流豚 鼠右心室游离壁的内,外膜下传导和跨壁传 导等心肌传导特性 材料与方法 1实验材料仪器:MEZ一8201型微电 极放大器,日本光电公司;YC一2程控电刺激 仪,成都仪器厂;RM一6000型八道生理记录 仪,日本光电公司试剂:正常Tyrode's液组 成(mmol/L):NaC1129.0,KCI4.0,CaC[2 基础医学院药教研室 2.5,MgSO{0.5,NaH2PO'0.9,NaHCO3 20.0,葡萄糖5.5用5CO+95O:不断 饱和,使正常Tyrode's溶液在(36.5? 0.5)C时pH值为7.35,7.4.缺氧Tyrode's 液的组成(mmol/L):NaC1123.0,KCI8.0, CaCI22.5,MgSO10.5,NaH2PO10.9,NaH— CO.6.0,乳酸钠20.0.用10CO:+90 N饱和后pH值为6.8所用试剂均为分析 纯(西安化学试剂厂).动物:健康成年豚鼠, 雌雄不限,体重350~400g,由西安医科大学 实验动物中心提供 2实验方法取豚鼠击头致晕,迅速开 胸摘取心脏投入正常Tyrode液中,小心挤 压洗去淤血后,沿室问隔和房室交界处剪取 右心室游离壁约1.5cm大小,放入用正常 Tyrode液灌流的灌流槽中.根据不同测定 要求,将标本心内膜或心外膜向上水平固定, 或者心内膜向上按其自然弯曲形状,从边缘 垂直固定.标本在溶液中距灌流槽底约1mm,以保证标本和灌流液充分接触.灌流液 流速为30ml/min. 用仅尖端裸露的金属电极以波宽3ms, @ 52西安医科大学第20卷 2Hz,1.5倍阈值强度的方波,在标本内膜一 定部位刺激驱动标本,每12个连续刺激间隔 3s.用一对玻璃微电极同时分别在心内膜和 L-)b膜的一定部位或者同时从心内膜或心外 膜的固定懈剖区域进行记录,记录电极距刺 激电极负极4,12mm,玻璃微电极用2.7 tool的KC1溶液填充,尖端电阻值为10, 20Mf~.生物信号和刺激信号均由示波器监 视,用磁带记录仪和八道生理记录仪同步记 录. 在实验时,标本在正常Tyrode's液灌流 槽中平衡6Omin后,用模拟缺血时心肌组织 缺氧,高钾,高乳酸和低pH等变化的缺氧 Tyrode's液灌流15m[n.然后再用正常 Tyrode's液进行复灌40rain. 测定并记录正常和缺血再灌后不同时刻 的心肌传导时间(CT).每5rain测定记录一 次从刺激到玻璃微电极开始记录到动作电 位的时间即为CT. 数据处理:两均数比较的显着性检验用 配对或非配对检验. 结果 l内,外膜下肌在不同传导方向上的 传导特性刺激心驻内膜(,一6),两记录 电极分别记录心内膜心肌细胞动作电位出现 时间,并计算在缺血和再灌注前后不同时刻 的心肌传导速度.结果,正常心肌和缺血再灌 注心肌在心内膜不同方向上的传导无明显性 差异(,>005.等效性检验基本合格d: 0.2)(见表1).而刺激外膜时,等距(6ram) 记录外膜不同方向上的兴奋性传导时间,结 果发现,在心外膜存在较快与较慢传导方向. 正常灌流时,心外膜不同方向上就存在的这 种各向异性(anisotropy)的心肌传导特点,在 缺血和再灌注过程中表现得更加突出(P< 0.05)(见表2). 2刺激心内膜时的内膜传导和外向跨 壁传导变化计算缺血再灌注过程CT变化 的差值(差值一各时刻CT值一缺血前CT 值)结果显示兴奋到达心内膜记录点(RI) 的传导时间在缺血末和再灌注早期有显着性 延长.而兴奋到达心外膜记录点(R2)的传导 时间即外向跨壁传导时间,在缺血和再灌注 过程均有明显性延长(见表3);除在缺血柬 和再灌注早期,各有8倒标本出现完全性传 导阻滞外,其中所测定跨壁CT最长达145 ms各标本问跨壁传导的离散程度也有所增 加 表1映血前和缺血再灌后心肌内膜不同刹定点的 传导速度/s)土,n=6) 注t?R1与R2相比较 表2心室肌外膜下不同传导方向上(R1,R2)的 CT变化(ms)恬土,=6) 注?R1与R2相比较 l期封卫毅等正常和缺血再灌注豚鼠右心室游离壁跨壁传导和各向异性传导特性 的测定53 3刺激0脏外膜时的外膜传导和内向 跨壁传导变化在与内膜刺激电极相对的外 膜处,附加一对刺激电极,记录刺激外膜时, 动作电位到外膜下记录点(R2)和跨壁传导 到内膜下记录点(R1)的CT结果显示,外膜 记录点在与刺激点传导速度较慢的方向上. 在敏血再灌注过程中,其外膜CT和内向跨 壁CT均明显性延长(见表4). 表3刺激心内膜时沿内膜传导(R1)和跨壁传导 (R!)时间(m)旺士-_25) 苎:与靛血相地P<n口l,+P<口;Ef与黜粒 表4外膜刺激点到内膜记录点(R1)和外膜记录点 (R2)口々CT(ms)(士=7) 洼:与酸皿前柜比?*P<001.?P<005吐RI-5R2比较 讨论 目前,在实验性心律失常的研究过程中, 对于实验动物心肌传导的测定,通常是以体 表,心表电图来推算.或者利用心肌细胞动作 电位0相最大上升速率和幅度来估计;在浦 肯野纤维及心脏表面,也可利用细胞内或细 胞外记录技术直接对心肌传导进行测 定,而对于心室肌跨壁传导.尤其是缺血 区心肌跨壁传导的测定,除利用三维标测技 术外,尚未见到理想的测定方法.由于体表电 图存在灵敏度低,对小容积内的活动难以观 察的缺点,因此不适于折返激动的研究",.用 0相最大上升速率和幅度来估计,其结果也 并不可靠.因为心肌传导还受到其它多种固 素(如膜电容,细胞直径,刺激阈值等)的影 响.而三维标测方法技术难度大,难以广泛 开展工作.利用双玻璃微电极细胞内记录技 术.对一5-肌组织离体灌流.直接测定心肌组织 的传导特性,具有方法较为简单,实验条件易 于控制的优点,可以模拟多种在体病理生理 条件,同时进行心肌传导特性,动作电位幅 度,动作电位时程等多项电生理指标的观察, 可用于抗心律失常药物的筛选以及药物对心 肌跨壁传导等电生理特性的影响等方面的研 究. 在映血和再灌注过程中,由于氧自由基 浓度增加和膜功能受损,造成心肌细胞内 Ca"超载.细胞内Ca浓度的升高,促使心 肌细胞间的缝隙连接(gapjunction)关闭或 阻塞,一5-肌细胞间兴奋传导阻力增加,传导速 度减慢.由于心肌各向异性的结构差异, 当同一细胞的纵向和径向间的阻力同步增加 时,径向传导由于具有较高的阻力起始值,更 易于发生传导阻滞,从而造成在模拟缺血和 再灌注条件下,豚鼠心室肌跨壁传导速度的 明显减慢,心外膜纵向和径向之间的传导时 西安医科大学第2O卷 问上的差异也明显增加一L-内膜传导由于浦 肯野氏纤维层的存在则变化相对较小本实 验也显示,在缺血再灌过程中,相对于内膜传 导速度的减慢,跨壁传导尤其外向跨壁传导 更易于发生传导阻滞,使得内膜兴奋通过跨 壁传导的时间延搁明显延长甚至出现完全性 传导阻滞.心肌组织的这种传导和传导变化 的不均一性,为折返激动的发生提供了有利 的条件,从而提示跨壁折返激动可能是缺血 再灌注心律失常发生的重要原因. 参考文献 1coromilasJ,SahmanAE,WaldeckerBeta1. E1ecrrophysio【.glcaleffectsofflecainideon anisotropicconductionandreentryin[Marcced caninehearts.Circh】lation,1995;91(8):2245 2邱汉英,魏太星,张延荣.实验性心肌梗塞后室性 心律失常的折返机理研究.心电学杂志.199I;10 (2l:126 3江明性主编.药理学.第3板,北京^昆卫生出 版社,1992:159 4FrazlerDW,KrassowskaW,ChenPSeta1. Transmuralactivationsandstimuluspotentials inthreedimensionalanisotropiccaninemv— ocardium.Ch:cRes.1988;63(1)}135 5OsakaT,KodamaI,TsuboiNeta1.Activation sequenceandanisotrpiccellulargeometryonthe repo[arizationphaseofactionpotentialofdog ventricularmuscles.Circulation,1987;76(1)| 226 6JonhnMM,GeorgeST,HargroveWCeta1. Effectofsubend0cardia1resectiononsinus rhythmendocardialelectrogramabnotmalities. C/rculation.1995:91(9):2388 7PogwizdSM,CorrPB.Electrophysiologicme— chan[smsunderlyingarrhythmiasduetoreperfu— sionofischemicmycard[um.Circulation,1987# 76(2)}404 8DelmarM.MichealsDC.JohnsonTa1.Ef— fectsofincreasingintercellularresistanceon transverseandlongitudinalpropagationinsheep epicard[almuscle.CircRes,1987;60(5)#780 9冯新为主编.病理生理学.第3舨,北京:人民卫 生出版社,1994:220~223 10DeWelloWC.Intrace[1arcommunicatlonin cardicmuscle.CircRes,1982#51(1)|1 (1998—05—20收稿1998—09—16修回) DETERMINATIoNoFCoNDUCTIVEPRoPERTIESoFTRANSMURAL ACTIVITYANDANISoTRoPICMYoCARDIUMoFNoRMALANDISCHEM— IA—REPERFUSIONISOLATEDGUINEAPIGVENTRICULARFREEWALL FengWeiyi,YuanBingxiang,DongYalin (DepartmentofPharmacy,FirnAffiliatedHo~itat1 AbstractConductivepropertiesofendo--epi— conductivetimeamongtransverstothefiberorien— eardia[andtransmura[conductionofisolatedguineatationandparalleltoitwassignificantlyi ncreased. pigventricu[arfreewallduringnormalorischemiaMeanwhilettransmuralconductionoforthograde andreperfusion~.Terestudiedbystandarddifferentialandretrogradeweredepressedgreatly.These micro— electrodetechniques.Duringischemiaandchangesofconductionwhichtookplaceunevenly reperfusion,conductivevelocityofactionpotentialporvidedanbeneficialconditionforreetrantactivity whichwasnodifferenceamongdifferentdirectionsduringischemiaandreperfusion. wasdecreasedinendocardia[tissue:differenceof Keyw0rdstransmura[conduction;anisotropy;ischemiaandreperfusion