大鼠主動脈前庭自發慢電位的電生理基礎研究

大鼠主動脈前庭部位存在自律細胞，其電位特征與竇房結優勢起搏細胞和潛在起搏細胞電位相似。為了進一步闡明該部位自律細胞慢反應電位0相和4相去極化的離子基礎，本實驗應用常規的玻璃微電極細胞內記錄技術，用離子通道阻斷劑，初步分析了主動脈前庭部位慢反應自律細胞0相和4相的去極離子流。

1 資料與方法

1.1一般資料 成年大鼠10只，由漯河醫專科實驗動物中心提供。

1.2 動物手術及電刺激方法 擊腦致昏后迅速開胸取出心臟，置于O2飽和的Locke液中。制好的標本用不銹鋼針固定于灌流槽內的硅橡膠上，用改良的Locke液以10 ml/min進行恒速灌流，溫度維持在36℃左右，灌流液中充以純O2， pH 7.4。標本在灌流液中穩定30 min后開始實驗。刺激時間由數秒至數分鐘不等，直至誘發出穩定的自發節律，再停止電刺激。自發節律穩定后開始實驗。動作電位經DWF-3型微電極放大器放大后，一路輸入SBR-1型示波器進行觀察，一路輸入監聽器監聽，另一路經高速模數轉換器輸入微機，自動顯示電信號，并分析動作電位的各項參數指標[1]。

1.3 觀測指標 最大舒張電位（MDP）、動作電位幅值（APA）、0相最大除極速度（Vmax）、4相自動除極速度（ VDD）、復極至50%和90%時間（APD50 and APD90）和自發放電頻率（RPF）。

1.4 實驗過程和分組 待自發節律穩定10 min后開始采集一組正常的慢反應動作電位作對照，然后改用其它灌流液灌流，記錄每次灌流后的動作電位變化。實驗分為： ①015Lmol/L尼索地平（Nis）組（n=6）； ②112 mmol/L河豚毒（TTX）組（n=6）；③2 mmol/L 4-氨基吡啶（4-AP）組（n=8）； ④115mmol/L的CsCl組（n=8）； ⑤低氧無糖組（n=6）；⑥用Glibenclamide （Gli）預處理10 min后再用無糖液（含Gli）灌流組（n=6）。

1.5統計學方法 采用SPSS 20.0版醫學統計軟件，動作電位的各觀測指標以 x±s表示，組間比較用t 檢驗，以P<0.05為具有顯著性統計學意義。

2 結果

2.1 Nis對主動脈前庭部慢反應電活動的影響 用0.5Lmol/L Nis灌流后1 min， VDD和RPF開始下降， 5 min時APA、Vmax也開始減小， RPF繼續下降；當灌流10 min時， APA、Vmax、VDD和RPF與正常相比P<0.01。MDP和APD無明顯改變。

2.2 TTX對主動脈前庭慢電位的影響 用1.2mmol/L河豚毒灌流1min時， APA、Vmax、VDD和RFP開始降低， 5min時由灌流前的（53.7±2.8）mV、（11.4±1.2）v/s、（32.3±2.4）mV/s和（176±9）bmp分別變為（50.5±1.6）mV、（9.3±0.6）v/s （23±114）mV/s和（108±7）bmp， APA和Vmax與對照相比P<0.05，VDD和RFP與對照相比P<0.01。

2.3 4-AP對主動脈前庭慢反應電位的影響 用2 mmol/L4-AP灌流5 min時， MDP、APA、Vmax減小，由灌流前的（-54.8±3.2）mV、（54.6±2.8）mV和（10.2±2.3）v/s分別變為（-33.6±2.7）mV、（30.5±2.8）mV和（6.7±1.5 ）v/s，VDD和RPF明顯加快，由灌流前的（33±2.7）mV/s和（155±17）bmp分別變為（37.0±3.9）mV/s和（183±8 ）bmp，與正常對照相比有顯著差異（P<0.01）；APD90延長，由正常時的159.1±7.6ms變為（174±8.7）ms，與正常對照相比有顯著差異（P<0.05），灌流10 min時各指標穩定于此水平。

CsCl對主動脈前庭慢反應電位的影響，用1.5 mmol/L CsCl灌流5 min時， VDD和RPF與灌流前相比明顯減慢（P<0.05），由灌流前的（32.0±2.5）mV/s和（165±8）bmp變為（27.6±1.4）mV/s和（146±8）bmp，其余指標無明顯改變，灌流10 min時VDD和RPF又恢復正常。

低O2時主動脈前庭自發慢反應電位的變化

用無糖低氧液灌流5min時，MDP、APA、Vmax和VDD顯著降低（P<0.05），RPF似有增加，但與正常對照比無顯著差異。灌流10min時MDP、APA、Vmax和VDD仍低于正常對照，由正常時的（-53.7±1.5）mV、（52±1.9）mV、（10.9±0.7） v/s和（32.7±1.7）mV/s分別變為（-42.9±1.9）mV、（42.4±2.4）mV、（8.2±0.9）v/s和（24.3±0.8）mV/s，RPF開始降低，且有節律不齊表現。灌流15 min時，MDP、APA和Vmax與正常對照無明顯差異，VDD明顯減慢，RPF進一步降低，APD50和APD90明顯縮短。恢復有氧灌流后，自發節律穩定。

Gli對低O2時主動脈前庭自發慢反應電位的影響：

先用10Lmol/L Gli預處理標本10 min后，各項觀測指標與正常相比均無明顯變化。然后用含Gli的低氧無糖Locke液灌流，灌流15 min時，VDD、RPF均明顯降低。與單純低氧灌流15 min時各數值相比，APD90和RPF有顯著差異（P<0.05）， RPF的降低程度減輕，APD90縮短不明顯。

3 討論

應用尼索地平和河豚毒后，主動脈前庭慢反應動作電位的APA明顯減小，Vmax明顯減慢，VDD和RPF也明顯減慢。說明0相和4相除極過程都有Ca2+和Na+內流，而尼索地平使APA和Vmax減小程度遠遠大于河豚毒的作用。故 0相主要去極離子流為Ca2+內流，還可能有少量Na+參與； VDD和RPF明顯減慢，說明Ca2+和Na+內流是4相自動除極的主要離子流之一[2]。4-氨基吡啶作為一種非選擇性鉀離子通道阻斷劑，主要作用是阻斷外向性鉀離子流，從而影響細胞跨膜電位。慢反應自律細胞自律性的高低，主要取決于最大復極電位（MDP）、閾電位（TP）和4相自動除極化速度（VDD）[3]。由于最大復極電位的水平與膜對K+的通透性有關，當K+通透性增大時最大復極電位絕對值增大。4相除極速度取決于凈內向電流的增長速度，而凈內向電流的增長則取決于Ca2+的內流量和K+的外流量的相對比值。如果某種因素促進Ca2+內流和抑制K+外流， 4相自動除極時凈內向電流增長的速度將加快，因而使4相除極速度加快。由于心肌細胞的活動與多種鉀離子通道有關。本實驗應用鉀離子通道阻斷劑阻斷后， VDD加快可能是由于K+外向電流減弱使IK衰減加速造成4相凈內向電流增長加速，從而使自動放電頻率（RPF）增加，提示K+外流的衰減也構成了4期的自動去極化離子流[4]。至于If電流是否參與慢反應自律細胞的4相起搏，尚有許多爭議。本實驗結果發現，應用CsCl灌流5 min時，VDD和RPF明顯減慢，但減慢程度不及其它因素，10 min時恢復，也說明If在4相起搏電流中的作用較小。低O2時主動脈前庭慢反應自律細胞的自發放電頻率減慢，復極時程縮短，可能與心肌細胞膜ATP敏感性K+通道被激活有關。生理條件下，KATP一般不具有活性，而在低O2時，細胞內ATP降低，通過GDP結合蛋白（Gi）與腺苷受體的耦聯而被激活。低氧灌流過程中，有陣發性節律失常表現，可能由于KATP通道的開放，K+外流增多，造成細胞外K+堆積而誘發。我們應用10Lmol/L Gli預處理標本后，使低O2所致的RPF的下降程度減輕，APD縮短不明顯。

大鼠主動脈前庭自發慢電位的0相去極離子流主要是Ca2+內流，也可能有少量Na+內流參與，4相去極離子流中，除Ca2+、Na2+的內流和IK衰減外，If電流也起部分作用。

參考文獻：

[1]Zhang XY， Chen YJ， Ge FG， et al. Comparison of the electrophysiological features between the rhythmic cells of the aortic vestibule and the sinoatrial node in the rabbit[J]. Sheng Li Xue Bao， 2003， 55（4）： 405-410.

[2]Shibuya M， Fujio K， Morita K， et al. Successful treatment with tocilizumab in a case of Cogan's syndrome complicated with aortitis[J]. Mod Rheumatol， 2013， 23（3）： 577-581.

[3]Kondo Y， Ito S， Ohi Y， et al. Atypical Cogan's syndrome with aortitis[J]. Intern Med， 2009， 48（12）： 1093-1097.

[4]Qiu LY， Chen YJ， Ge FG， et al. An analysis of ionic flow of spontaneous slow action potential of guinea pig aortic vestibule[J]. Curr Top Dev Biol， 2000， 52（4）：308-312.

編輯/蘇小梅