清醒狀態昆明小鼠隨日齡變化的心電圖分析

張玲，張彥，段明軍，于付生，侯月梅

(新疆醫科大學第一附屬醫院心臟中心，烏魯木齊 830054)

研究報告

清醒狀態昆明小鼠隨日齡變化的心電圖分析

張玲，張彥，段明軍，于付生，侯月梅

(新疆醫科大學第一附屬醫院心臟中心，烏魯木齊 830054)

目的研究不同日齡小鼠心電圖變化規律，進行初步分析，為小鼠正常及疾病狀態下心功能研究提供參考。方法采用標準雙極肢體導聯(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)和加壓肢體導聯(aVR，aVL，aVF)，對非麻醉狀態的309只不同日齡昆明小鼠行心電圖分析。結果記錄正常昆明小鼠的心電圖參數及形態。心律為竇性心律，平均心率(428.96±93.62)(254～789)次/min。平均RR間期在小鼠1、7、14日齡到成年，從1日齡的(138.89±3.85)ms降到7日齡的(116.75±5.48)ms，14日齡的(109.22±5.06)ms。在14、21、28、35、＞60日齡小鼠心電圖RR間期與1日齡相比均有統計學差異(14、21、28、35日齡、成年小鼠R－R間期差異無統計學意義)。平均PR，QRS，QT，JT間期隨著小鼠日齡的增長呈進行性縮短。平均Q－T間期從(46.66±3.56)ms(1日齡)減少到(40.40±3.46)ms(7日齡)，(28.22±1.92)ms(14日齡)。14、21、28、35日齡，成年小鼠和1日齡相比差異均有統計學意義(14、21、28、35日齡、成年小鼠Q－T間期差異無統計學意義)。1日齡小鼠的J－S－T段抬高明顯，14日齡明顯降低，35日齡接近基線甚至消失，類似成年小鼠心電圖。結論昆明小鼠隨日齡的心電圖變化可為評價小鼠心臟的發育及藥物干預對心電信號的影響提供一定的參考。

心電圖;昆明小鼠;日齡

小鼠在生物學、醫學、化工、畜牧獸醫等學科的研究中都有非常重要的作用。尤其在生命科學研究中其應用范圍遍及各個領域。昆明小鼠隨日齡變化的心電圖正常值指標國內外未見報道。本實驗旨在研究正常昆明小鼠隨日齡心電圖變化規律，并進行初步分析，對研究小鼠的疾病模型及其他研究提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級1、3、7、14、21、35、＞60日齡昆明小鼠共309只，雌雄不拘，新疆醫科大學實驗動物科學部提供［SCXK(新)2003－0001］。此實驗方案已通過新疆醫科大學倫理委員會審核。

1.2 電生理儀

采用lead 2000錦江電生理儀，頻響范圍0.05～30 Hz，采樣頻率3960 Hz，16 bit/通道。屏速為250～400 mm/s［1］，增益為50～100 mV/cm。自制銀針電極。

1.3 正常小鼠分組

按小鼠鼠齡將其分為1日齡(35只)，3日齡(30只)，7日齡(30只)，14日齡(29只)，21日齡(22只)，28日齡(75只)，35日齡(68只)，成年小鼠(＞65日齡)20只。

1.4 小鼠心電圖記錄

小鼠白天活動較少，我們選擇白天潔凈，室內溫度恒定(25℃)，安靜的實驗室。lead 2000錦江電生理儀預熱30 m in，待基線平穩，將小鼠稱重，分組編號。將未給過鎮靜劑、意識清醒的35、＞60日齡的小鼠置于小鼠保定器中，使小鼠前后肢從固定器兩側孔伸出，用絕緣性膠布固定后纏繞于底座的四柱上，將銀針電極插于小鼠四肢皮下。14、21、28日齡小鼠置于自制的塑料管中，四肢伸出，膠布固定于臺上，銀針電極插于小鼠四肢皮下。1、3、7日齡的小鼠很小，不易固定，毛尚未長全，用膠布將小鼠固定于臺上。待小鼠安靜5～10 m in后，通過lead 2000錦江電生理儀，記錄小鼠同步標準肢體六導心電圖。并分析心率(HR)，P－R間期(PR)，Q－T間期(QT)和QRS時限，JT間期，QTc，JTc，QRS振幅。所得數據為連續5個P－QRS－T波群的平均值［1］(圖1，彩插4)。

1.5 正常小鼠心電圖測量與分析

1.5.1 走紙速度和增益:小鼠的心率快，電壓低，故經過多次摸索，筆者使用紙速250～400 mm/s，增益50～100 mV/cm。采樣頻率3960 Hz。

1.5.2 心率和RR間期測量:取心電基線較穩定的5個心動周期，測量R－R間期，求均值。按公式計算心率=60 000 ms/RR(ms)。

1.5.3 P波時限及P－R間期測量:所有心電圖P波在Ⅱ導聯直立，aVR導聯倒置，為竇性心律，P波在Ⅱ導聯最明顯，故選擇Ⅱ導聯測量，取5個心動周期測量PR間期取均值。PR為P波起點至QRS波起始的交點。

1.5.4 QT間期:取P波結束和QRS波開始的點為等電點。T波的終點定義為復極過程回復到基線的點［2，3］。QT間期為QRS波起點至T波終點。

1.5.5 JT間期:小鼠心電圖有明顯的J波，JT間期為J波起點至T波終點。

2 結果

2.1 各鼠齡組小鼠心律和心率分析

各鼠齡組小鼠的心律均為竇性心律，常可見竇性心律不齊。部分隨呼吸變化。當心率達到450次/分以上則需增大屏速為400次/分方可看清心律。所有小鼠的平均心率為(428.96±93.62)(254～789)次/分，和轉基因小鼠結果相似［4］。

2.2 小鼠ECG的間期和波形變化規律見表1。

本研究7，14，21，28，35日齡小鼠RR，PR，QRS，QT，JT間期均較1日齡組減低(見圖2)。QRS振幅隨日齡增加呈增高趨勢(見圖3)與FBS小鼠結果相似［5］。可能由于小鼠的Ito和IK1隨年齡變化，導致心臟動作電位時程的改變［5，6］。IKr是胎鼠心室肌的主要的復極電流，但在生后早期表達改變，到發育成年就消失了。Ito是成年小鼠心室肌主要復極鉀電流［5］。出生18d的小鼠的心室肌的以Ikr作為主要的復極電流［8］。

為了評估P－R和QT間期的逐漸縮短是否主要由于新生小鼠平均心率較慢引起的，我們比較了兩組基礎心率相似的新生小鼠和成年小鼠的心電圖，如圖所示(見圖4)為出生后1 d的小鼠和成年小鼠在基礎心率相似條件下的心電圖，PR間期和QT間期在出生1 d的小鼠比成年小鼠長。同時，其先前描述新生小鼠和成年小鼠的心電圖的形態學改變依然存在。說明QT間期的改變確實存在，并且是獨立于心率的。這個現象同時可用QTc來進一步驗證。

表1 正常小鼠心電圖各間期在不同日齡的比較(±s)Tab.1 Comparison of ECG intervals in mice on different postnatal days(±s)

表1 正常小鼠心電圖各間期在不同日齡的比較(±s)Tab.1 Comparison of ECG intervals in mice on different postnatal days(±s)

注:**1、3、7、14、21、28、35、＞60和1 d比較在P＜0.01水平有統計學差異Note:**P＜0.01，day 3，7，14，21，28，35，＞60 vs.day 1.

出生日期(天)RR(ms)PR(ms)QRS(ms)QRS(mv)QT(ms)JT(ms) 1 138.89±3.85 34.29±1.45 41.2±1.44 0.16±0.02 87.86±3.34 46.66±3.56 3 122.09±1.92 34.87±1.39 39.01±0.82 0.26±0.01 65.96±1.42 26.96±1.55 7 116.75±5.48 28.20±1.13 52.67±1.89 0.53±0.03 93.07±3.81 40.4±3.46 14 109.22±5.06 20.26±1.03 46.70±1.02 0.45±0.04 74.93±1.54 28.22±1.91 21 108.09±3.08 20.00±0.73 44.68±0.78 0.48±0.04 75.78±1.47 28.18±1.65 28 104.29±3.33 18.99±0.41 45.17±0.43 0.35±0.01 74.12±0.93 28.95±1.02 35 98.91±4.12 18.26±0.53 42.49±0.44 0.33±0.01 73.26±1.11 30.78±1.07＞60 94.18±3.42**18.17±0.40**40.35±0.58**0.28±0.01**70.42±0.96**25.76±1.04**

圖2 小鼠出生不同天數ECG各間期比較Fig.2 Comparison of the RR，PR，QRS，QT，JT in the ECG of different aged mice

圖3 小鼠出生不同天數ECG振幅比較Fig.3 Comparison of the ECG amplitude in different aged mice

圖4 出生1 d的小鼠和成年小鼠相似心率下PR和QT比較Fig.4 ECGs obtained from the day 1 neonatal and adult m ice recorded at similar heart rates

2.2.1 心律:竇性心律，平均心率為(428.96± 93.62)(254～789)次/分。

2.2.2 P波:所有小鼠心電圖P波形態為Ⅱ導聯向上，avR導聯向下，波形分界清晰，P波起止點清晰，且各導聯均清晰可見。無明顯的PR段。

2.2.3 QRS波形:所有心電圖各導聯的波形相似，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，aVF，avL主波向上，avR主波向下，在1月齡之前的小鼠均無明顯S波，QRS除極不完全，在QRS波的R波降支即出現有J波，后接以波幅較小的負向波即T波，avL在所有心電圖均出現波形低平或振幅很小，上下相等波形。QTm in及QTd計算的誤差很大，故未行測量。1月齡之后部分小鼠出現有S波，早期復極現象消失(見圖4)。

2.2.4 ST段和T波:無明顯的ST段，在QRS下降支即出現1個小T波，表現為類似除極不完全。

2.2.5 QT和JT間期的變化規律:可見小鼠心電圖明顯的年齡相關性的改變，整個J－ST－T復合波時限隨發育逐漸縮短，14日齡小鼠ST－T抬高的平臺部分明顯較1日齡降低，接近等電位線。和Li等［8］研究FBS小鼠的結果一致(見圖5)。

QT間期的測量采用Bazett＇s公式心率校正的QT和JT間期可能不太合適，因為可能這些公式并不完全適用于快速心率者［10，11］。并不能適用于小鼠的快速復極的特征［1］。故本次研究未予以分析。

2.3 14～35 d雄性/雌性小鼠的隨日齡變化的心電圖間期見表2。

圖5 小鼠隨日齡變化的ECGFig.5 The age－dependent changes of the ECG in mice

表2 雄性/雌性小鼠的ECG參數比較(±s)Tab.2 The comparison of ECG interval in different gender mice(±s)

表2 雄性/雌性小鼠的ECG參數比較(±s)Tab.2 The comparison of ECG interval in different gender mice(±s)

注:**表示兩組比較在P＜0.01水平有統計學差異Note:**P＜0.01，vs.male mice*說明:因小鼠到了14 d左右才基本可以清楚辨認性別，故只做了2周及以上的性別差異心電圖參數比較

性別體重(g)HR(次/分)PR(ms)QRS(ms)QRS(mV)QT(ms)JT(ms)雄性(n=95)18.14±6.89 421.73±86.29 19.06±4.30 44.67±4.05 0.38±0.11 74.17±8.18 29.50±8.46雌性(n=109)19.40±8.33 399.50±101.35 18.98±3.85 44.01±4.45 0.33±0.14**73.45±8.36 20.09±9.90

2.4 14～35 d小鼠的隨日齡變化的體重變化規律見表3。

從表3可看出，小鼠體重隨日齡增長雄鼠比雌鼠增長快。

表3 雄性/雌性小鼠不同天數的體重比較(±s)Tab.3 Comparison of the body weight of male and female mice(±s)

表3 雄性/雌性小鼠不同天數的體重比較(±s)Tab.3 Comparison of the body weight of male and female mice(±s)

*表示兩組比較在P＜0.05水平有統計學差異，**表示兩組比較在P＜0.01水平有統計學差異Note:*P＜0.05，**P＜0.01，vs.male mice*說明:因小鼠到了14 d左右才基本可以辨認性別，故只做了14 d到35 d的性別差異心電圖參數比較

14 d 21 d 28 d 35 d小鼠體重(g)6.98±6.63 12.01±0.76 17.70±2.55 27.16±4.60雄性(n=79)7.13±0.10 12.20±0.22 18.30±0.40 28.78±0.78雌性(n=97)6.76±0.16*11.76±0.21 17.02±0.40*25.27±0.65**

2.5 心電圖記錄麻醉的影響

圖6 乙醚引起的房室分離Fig.6 Atrioventricular dissociation caused by ether

目前小鼠使用的多種麻醉藥品可使小鼠基礎心率減慢［8］，不能反映基礎心率，產生心律失常，麻藥劑量不當容易引起死亡(見圖6)。本實驗對清醒狀態的小鼠，采取自然俯臥體位，更能反映小鼠的真實心電圖狀態。可單人操作，簡便易行。

3 討論

3.1 心電圖記錄的影響因素

心電圖受實驗中導聯位置，采樣頻率，高通和低通濾波，走紙速度，動物體位，采集心電信號的機器本身抗肌電干擾能力和麻醉藥品等影響［11］，并受溫度，氧氣，電解質及外環境影響［12］。采樣頻率越高，則所采集到的心電信息數據量越大，越能反映其數據的真實性。高通和低通濾波如由于機器本身的性能或設置差異，可能會采集到太多干擾信號影響分析，或采集心電信號不足。小鼠相對人心率快而電壓低，采用普通設置的心電圖機，一般出廠設置為最大振幅20 mV，最大紙速為50 mm/s，則不能看清心電信息，對心電圖各波形和間期的測量造成較大誤差。溫度越高，心率越快［9］。新生小鼠更容易受外界溫度的影響。3 d以內的小鼠被毛尚未發育，在行心電圖檢查過程中需要保持環境溫度及加熱，空調調至25℃，保持小鼠肛溫在38.5℃±5℃。采取清醒狀態的小鼠自然俯臥體位，較能反映小鼠的真實心電圖。走紙速度過快則波形非常接近，不易捕捉心電變化和信號。記錄器每秒采集心電信號電壓的點數即采樣頻率，采樣頻率越高，采樣周期越短，誤差越小，所采集的數據就能更精確地表達連續的心電波形的形態，心電信號是隨時間連續變化的電壓信號，采樣頻率足夠高時，可由采樣的數字信號準確無誤地重復連續變化的心電信號。

3.2 小鼠的心率和R-R間期隨日齡變化的規律

一般來說，動物的體重越輕、年齡越幼小者有心率越快的傾向，年齡越大心率越慢。但在本研究中，小鼠隨著生長發育日齡的增加，RR間期進行性縮短，心率逐漸增快。Li等［8］也在FVB小鼠1 d，7 d，14 d和成年小鼠的心電圖上觀察到了這種現象。

3.3 小鼠心電圖形態學變化的基礎

小鼠幼鼠的心電圖Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，avF均無明顯的S波，呈qR型，avR呈rS型，avL波群振幅很小，很難分析最小P波時限和QT間期，及Pd，QTd。隨著日齡的增加到35 d后Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，avF逐漸呈qRs型。所有小鼠幼鼠均無明顯的ST段，QRS綜合波之后緊接著1個快速、向上顯著的正向波即J波，隨后是1個較慢的、波幅很小的負向波即T波，除極波明顯，復極波小而短，在QRS波群的降支出現，故使QRS波群無明顯的S波。有明顯的U波，呈雙向。J波出現在心電圖QRS波的R波降支部分，像1個R波或置于后部的“Δ”波，Antzelevitch通過對心室肌內膜、中層、外膜的動作電位的分析和電生理研究提出心室肌瞬時外向鉀電流的分布離散是J波產生的基礎。心外膜和M層心肌細胞復極過程中2相平臺期消失，一部分心室肌2相復極提前，甚至消失，其細胞學基礎是細胞內Ca2+濃度升高［13］。

小鼠目前已成為研究哺乳動物基因修飾以模仿和分析心血管疾病的非常珍貴的模型。體表心電圖是獲取人體或整體動物心臟去極化和復極化信息一種最為簡便、易行的檢測方法。本實驗采取記錄清醒狀態下小鼠心電圖，影響因素少，更接近自然狀態，為臨床心律失常指標的評價提供了第一手資料。

(本文圖1見彩插4。)

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Variation of Electrocardiogram in Conscious Kunm ing M ice at Different Postnatal Days

ZHANG Ling，ZHANG Yan，DUAN Ming－jun，YU Fu－sheng，HOU Yue－mei
(Department of Cardiology，The First A ffiliated Hospital of Xinjiang Medical University，Urumqi 830054，China)

ObjectiveTo investigate the developmental changes in electrocardiogram(ECG)in conscious Kunming m ice at different postnatal days(days 1，3，7，14，21，28，35，＞60)，and provide useful reference for physiological and pathoelectrophysiological researches.M ethods ECGs were recorded in standard unipolar limb leads I，II，III and aVR，aVL，aVF with self－made silver electrodes in 309 concious Kunming mice with an electrophysiology apparutus(lead－2000)with 0.05～30 Hz frequency，250～400 mm/s paper speed and 50～100 mV gain.Results Developmental changes in ECG were assessed in conscious，unsedated mice(day 1，3，7，14，21，28，35，＞60).The heart rhythm was sinus rhythm and the mean heart rate was 428.96±93.62(254～789)beats/min.Mean sinus R－R interval decreased from 138.89±3.85 ms on day 1 to 116.75±5.48 ms on day 7，109.22±5.06 ms on day 14，and without statistically significant difference on day 14，21，28，35 and＞60 days.the data of all the 5 groups were different from that on day 1.In parallel，the mean P－R，QRS，QT，and JT interval were progressively decreased with development. Similarly，the mean Q－T interval was decreased from 46.7±3.6 ms on day 1 to 40.4±3.5 ms on day 7，28.2±2.0 ms on day 14 neonatal mice，and without significant difference on day 14，21，28，35 and＞60 day.(P＜0.001，all the 5 groups were significantly different from those on day 1).The J－S－T segment was elevated in day 1 neonatal mice，resolved by day 14 and disappeared on 35 day.ConlusionECG intervals and morphological changes during the normal postnatal development of mice may provide some useful background information for assessment of abnormal development in m ice andthe effect of drug intervention on electrocardiogram in mice.

Electrocardiogram;Kunming mice;days of age

Q95－33

A

1005－4847(2010)02－0113－05

2009－07－02

國家自然科學基金資助項目(編號:30760079)。

張玲(1982－)，女，在讀博士，從事心律失常的診斷、治療和機制研究。

侯月梅(1959－)，女，漢族，教授，博士生導師。E－mail:houyuemei@sina.com