多部位絕對不應期電刺激對慢性心力衰竭兔心功能的影響

多部位絕對不應期電刺激對慢性心力衰竭兔心功能的影響

秦晨齊曉勇李英肖1黨懿1寧彬劉惠良1張飛飛

(河北醫科大學研究生學院，河北石家莊050051)

摘要〔〕目的通過升主動脈套扎法建立兔壓力負荷過重型慢性心力衰竭(CHF)模型，觀察絕對不應期電刺激對兔CHF模型心功能的影響，同時比較多部位刺激是否較單部位刺激更為有效和安全。 方法30只健康新西蘭大白兔通過升主動脈根部縮窄建立兔CHF模型，根據心臟收縮調節(CCM)電極放置部位隨機分為單部位刺激組、雙部位刺激組和三部位刺激組。三組均每天刺激6 h，連續刺激7 d。于刺激前后采用無創心臟超聲(UCG)檢測心功能、雙抗體夾心ABC-ELISA法檢測血漿腦鈉肽(BNP)。結果CCM刺激前三組超聲心功能各項指標無明顯差別(P>0.05)。CCM刺激7 d以后，三組左心室收縮末期內徑(LVESD)、左心室舒張末期內徑(LVEDD)較刺激前均明顯下降，三部位刺激組和雙部位刺激組LVESD、LVEDD下降程度較單部位明顯(P<0.05),三部位刺激組與雙部位刺激組下降程度未見明顯差異(P>0.05)。三組左室射血分數(LVEF)、左室短軸縮短率(LVFS)均明顯升高，雙部位及三部位刺激組升高較單部位更加明顯(P<0.05)，雙部位與三部位升高程度未見明顯差異(P>0.05)。CCM刺激前血漿BNP水平三組相比無明顯差別(P>0.05)。CCM刺激7 d后血漿BNP水平雙部位刺激組、三部位刺激組降低程度較單部位刺激組明顯(P<0.05)，三部位與雙部位刺激組相比降低程度水平沒有明顯變化(P>0.05)。結論絕對不應期電刺激可增加CHF心肌的收縮力，改善心功能；兩部位刺激與三部位刺激較單部位刺激可更好地改善心功能，兩部位同時刺激與三部位同時刺激在改善心功能方面未見明顯差異。

關鍵詞〔〕絕對不應期；電刺激；心力衰竭；心功能

中圖分類號〔〕R363〔文獻標識碼〕A〔

基金項目：河北省自然科學

通訊作者：齊曉勇(1959-)，男，教授，博士生導師，主要從事心血管臨床研究。

1河北省人民醫院心臟中心

第一作者：秦晨(1987-)，女，碩士，醫師，主要從事心血管介入研究。

心力衰竭是各種心臟結構或功能性疾病導致心室充盈及(或)射血能力受損而引起的一組綜合征，其治療一直是醫學界治療的難點和熱點，由于傳統藥物治療效果有限，近年來非藥物治療方法受到人們重視〔1～3〕，其中，心臟收縮調節(CCM)由于其良好的發展前景，本研究通過采用升主動脈套扎法建立兔慢性心力衰竭(CHF)模型，對心衰動物在體心臟給予絕對不應期電刺激，采用心臟超聲各指標及血漿BNP的變化來了解CCM治療對CHF兔心功能的影響，同時觀察多部位刺激是否較單一部位刺激更為有效和安全。

1材料和方法

1.1 實驗動物選用6月齡健康新西蘭大白兔30只為實驗對象，由河北醫科大學動物實驗中心提供，體重2.5～3.5 kg，雌雄不拘。

1.2 CHF動物模型的建立30只新西蘭大白兔隨機分為單部位刺激組(S-CCM)、雙部位刺激組(D-CCM)和三部位刺激組(T-CCM)，每組10只。3%戊巴比妥鈉溶液1 ml/kg麻醉后，于胸骨左緣2、3、4肋間區，打開胸腔，于升主動脈根部遠端1.0 cm處游離升主動脈根部，測量主動脈周長，環扎縮窄后周長為原周長的60%。S-CCM組將小兒用臨時起搏電極彎針端縫合于左室前壁；D-CCM組將兩根小兒用臨時起搏電極彎針端分別縫合于左室前壁及左室側壁；T-CCM組將三根小兒用臨時起搏電極彎針端分別縫合于左室前壁、左室側壁及左室后壁。保持裸露導線與心肌組織接觸，且與胸壁組織絕緣，直針端通過皮下穿刺固定與頸部，留待以后CCM電刺激。

1.3 CHF模型的篩選CHF模型建立成功的標準：心輸出量下降30%或(和)左室舒張末壓上升至2.4 kPa以上 。

1.4 心臟絕對不應期電刺激動物造模成功后，暴露頸部電極直針端連接刺激儀(BARD MICROPACE EPS320心臟電生理刺激儀，德國)，通過心電的R波觸發刺激儀發放CCM刺激(R波感知后30 ms，持續2 ms，電壓7 V)，每天刺激6 h，連續刺激7 d。

1.5 超聲心動圖檢測所有實驗動物于CHF模型制造后，心臟絕對不應期電刺激前、后使用Prosound a10超聲診斷儀(日本ALOKA公司)在二維超聲下取左室長軸切面，將M超取樣線置于二尖瓣腱索水平，垂直于室間隔及左室后壁，測定左心室收縮末內徑(LVESD)、左心室舒張末內徑(LVEDD)、左心室射血分數(LVEF)、左室短軸縮短率(LVFS)，每一超聲測定值取3個連續心動周期測量均值。

1.6 血漿BNP測定所有CHF動物模型于絕對不應期電刺激前、后經耳緣靜脈取血測定血漿BNP，采用上海西塘公司的兔腦鈉肽酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒。

1.7 統計學方法采用SAS8.0統計軟件行t檢驗、方差分析及SNK-q檢驗。

2結果

2.1 動物存活狀況 采用升主動脈套扎法將30只新西蘭大白兔制作CHF模型，模型制作中單部位組因麻醉意外死亡1只，雙部位組因氣胸死亡1只，三部位組因電極刺破心臟死亡2只，3個月后存活并符合造模成功標準(LVEF<30%)的單部位8只，雙部位8只，三部位8只。

2.2 心臟超聲結果符合心衰標準的24只動物CCM治療前，三組間超聲測量LVESD、LVEDD、LVEF、LVFS相比較無明顯統計學差異(P>0.05)。CCM刺激7 d后，三組LVESD、LVEDD較刺激前均明顯下降，T-CCM組和D-CCM組LVESD、LVEDD下降程度較單部位明顯(P<0.05),D-CCM組與D-CCM組下降程度未見明顯差異(P>0.05)；三組LVEF、LVFS明顯升高，D-CCM及T-CCM組升高更加明顯(P<0.05)；D-CCM組與T-CCM組升高程度未見明顯差異(P>0.05)。見表1。

2.3 BNP結果CCM刺激前血漿BNP水平三組相比無明顯差別(P>0.05)。CCM刺激后血漿BNP水平三組均下降，D-DCM組、T-CCM刺激組降低程度較S-CCM組明顯(P<0.05)，T-CCM組相比降低程度水平沒有明顯變化(P>0.05)。見表2。

表1　心臟超聲結果

與S-CCM組比較：1)P<0.05

表2　CCM刺激前后血漿BNP水平

與S-CCM組比較：1)P<0.05;與同組刺激前比較：2)P<0.05

3討論

在過去10年里,心力衰竭的治療模式發生了巨大變化,治療目的已從過去的改善臨床癥狀和血流動力學異常,轉變為阻斷神經-內分泌的過度激活和抑制心臟重塑,從而改善心力衰竭患者長期預后及降低病死率〔4〕。雖然藥物治療已經取得了相當大的進展，但仍有部分病人治療效果欠佳。

CCM可以延長心肌細胞動作電位的時程，使Ca2+內流增多，進一步使肌質網中Ca2+的儲備量和釋放量增加，從而影響興奮-收縮耦聯過程，增強心肌收縮力，改善心力衰竭。Burkhoff等〔5〕發現CCM 刺激使心肌細胞動作電位時程延長，提示CCM信號可能延長動作電位的平臺期，使Ca2+內流增加，從而增強心肌細胞的收縮力。CCM信號不但使心臟局部的收縮力明顯提高，而且使得全心功能都得以改善〔5，6〕。CCM治療不僅對刺激部位局部心肌細胞起到增強收縮力的作用，對于遠離刺激部位的心肌細胞也有作用，其可能機制有：①縫隙連接，使一個區域的分子內環境的變化，傳遞到遠離此區域的部位；②CCM治療可以影響到足量的心肌細胞，達到提高整體左室功能的效果〔7～10〕。CCM信號對全心功能的改善源于其對局部收縮力的增強,至少急性期并非通過非特異性的全身途徑如興奮交感神經來起作用〔11〕，對于CCM刺激后交感及迷走神經的變化是否參與心肌收縮力增強，目前尚未有明確的結論〔12，13〕。

以往實驗多研究單個部位CCM作用，Mohri等〔14,15〕認為CCM對收縮功能的影響與部位相關,且多點聯合刺激對心功能的改善更為顯著。而后他們在健康犬心臟上就多點CCM 信號刺激(前壁中部+前壁基底部；前壁中部+側壁) 驗證了該結果，Callans等〔15〕采用夾閉豬心左回旋支動脈造成供血處的心肌缺血冬眠,將兩個CCM信號電極分別安置在左室側壁和前壁的心外膜,測定側壁、前壁以及兩點聯合刺激下局部和全心功能的改善程度，獲得類似的研究結果〔14～16〕。以上實驗研究表明，兩部位刺激較單部位刺激在改善心功能方面更有效。本研究發現：①雙部位刺激相比于單部位刺激在改善心臟功能方面更為優越。②三部位刺激與雙部位刺激在改善心功能方面結果相似，三部位刺激效果并未優于兩部位刺激。其原因可能為：兩部位同時刺激使更多的鈣離子內流，增強收縮力，改善心力衰竭。CCM對乳頭肌張力的作用存在著Ca2+濃度量效反應，低Ca2+濃度下CCM增加乳頭肌的最大張力(PT)的作用最明顯，隨著Ca2+濃度的增高而作用減弱。當Ca2+濃度進一步增高時，PT不再增加〔17〕。三部位同時刺激時，鈣離子內流在兩部位刺激時已達到飽和狀態，多部位刺激并不能使更多的鈣離子內流。本研究結果表明兩部位同時刺激已達到一定效果，無需采用多部位刺激改善心力衰竭。

CCM的治療主要針對心室收縮能力下降的心衰患者，其臨床適應證較心臟再同步化治療等其他非藥物治療手段更為廣泛〔18，19〕。相信隨著研究的進一步深入，CCM必將在CHF非藥物治療中占有重要地位。

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〔2014-06-29修回〕

(編輯安冉冉/曹夢園)