硫辛酸對快速起搏兔心房誘發的心房肌電與結構重構的抑制作用

陳磊,陳文蘇,張堯,張學善,胡曉芹,胡立群,王志榮

(1.徐州醫科大學附屬醫院 心內科，江蘇 徐州 221002；2.徐州醫科大學 救援醫學研究所，江蘇 徐州 221002)

硫辛酸對快速起搏兔心房誘發的心房肌電與結構重構的抑制作用

陳磊1,陳文蘇1,張堯1,張學善1,胡曉芹1,胡立群2,王志榮1

(1.徐州醫科大學附屬醫院 心內科，江蘇 徐州 221002；2.徐州醫科大學 救援醫學研究所，江蘇 徐州 221002)

目的探討硫辛酸對快速起搏兔心房誘發的急性心房肌電重構以及結構重構的抑制作用及其可能機制。方法將45只健康新西蘭大耳白兔隨機分為3組：假手術組(n= 10)、起搏組(RAP組，n=10)、起搏+硫辛酸注射組(LA組，n=10)。起搏頻率為600次·min-1，在起搏0、4、8、12 h分別進行程序刺激，測定心房有效不應期(AERP)，并計算AERP頻率適應性。刺激結束后，取左心房組織，通過HE染色和Masson染色觀察心房組織結構重構情況；通過檢測丙二醛(MDA)、活性氧自由基(ROS)水平以及超氧化物歧化酶(SOD)活性觀察各組心房肌氧化應激水平。結果假手術組在不同基礎刺激周長(即S1S1周長)作用下，各時間點AERP無顯著性改變(P>0.05)；與假手術或LA組比較，RAP組AERP逐漸縮短(P<0.05)；RAP組起搏開始后8、12 h與起搏前(0 h)比較，AERP200～150頻率適應性不良(P<0.05)；LA組各時段頻率適應性無明顯變化(P>0.05)。心房組織HE染色：假手術組心房肌纖維排列整齊、有序；RAP組心房肌纖維排列紊亂，部分區域肌纖維溶解、斷裂；LA組心房肌的病理學改變輕于RAP組。心房組織Masson染色：假手術組心房肌纖維呈紅色，僅可見少量藍色的膠原纖維；RAP組心房肌間質中膠原纖維顯著增多，分布紊亂；LA組心房肌間質中的膠原纖維含量較RAP組明顯減少。氧化應激指標：與假手術相比，RAP組心房組織中丙二醛、ROS含量明顯增加(P<0.05)，SOD活性下降(P<0.05)；與RAP組相比，LA組心房中丙二醛、ROS含量明顯減少，SOD活性升高(P<0.05)。結論在兔心房快速起搏模型中，LA干預能夠有效抑制心房肌電重構和結構重構。

心房有效不應期； 心房顫動； 氧化應激； 硫辛酸； 活性氧； 兔

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

選擇新西蘭大耳白兔45只，由徐州醫科大學實驗動物中心提供。兔齡4～6個月，體重2.5～3.0 kg，雌雄不限，隨機分成3組：假手術組(n=10)、起搏(RAP)組(n=10)、起搏+硫辛酸注射(LA)組(n=10)。

假手術組只放置電極，不起搏；RAP組放置電極后行心房起搏，并腹腔注射與LA組相同劑量的10%酒精；LA組放置電極并行心房起搏，在起搏前30 min 取LA以50 mg·kg-1腹腔注射。LA溶解于10%的酒精中，現配現用。

1.2 實驗方法

1.2.2 心房有效不應期(AERP)的測定 以2倍舒張期起搏閾值作為輸出電壓，脈寬0.5 ms，測定基礎狀態下AERP。采用程序期前刺激(S1S2)，刺激頻率為8∶1，S1S2間期呈遞減掃描，步長為10 ms，掃描間隔為30 s。不應期定義為在S1S2刺激時，S2不引起心房激動的最長S1S2間期；重復測定3次取其均值作為AERP基線值。分別測S1S1為200 ms、150 ms時的AERP，分別記為AERP200、AERP150。

1.2.3 氧化應激相關指標以及心房組織病理學檢查 刺激完成后處死兔子，立即取部分左心房組織制作組織勻漿，按照南京建成試劑盒說明書測定組織中SOD活力以及MDA、ROS的含量，其余左房組織用甲醛固定，脫水，石蠟包埋后切片，行HE染色。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 造模結果

實驗過程中有4只兔子死亡，其中RAP組2只，LA組2只。

2.2 3組AERP變化的比較

見表1、2。

表1 周長200 ms各組ms

與同組0 h比較，aP<0.05；與RAP組比較，bP<0.05

表2 周長150 ms各組ms

與同組0 h比較，aP<0.05；與RAP組比較，bP<0.05

3組在基礎狀態下(起搏前)的AERP200、AERP150比較，差異無統計學意義(P>0.05)；假手術組12 h內AERP200、AERP150隨著時間延長未見明顯的變化；RAP組12 h內AERP200、AERP150隨著起搏時間延長逐漸縮短(P<0.05)；LA組12 h內AERP200、AERP150隨著起搏時間延長而縮短，但差異無統計學意義(P>0.05)。與假手術組或LA組比較，RAP組AERP200、AERP150逐漸縮短(P<0.05)，這說明了在快速心房起搏的早期，AERP逐漸縮短，硫辛酸的注射可以延緩或者逆轉這種改變。

2.3 各組AERP頻率適應性變化的比較

見表3。

表3 各組AERP頻率適應性變化比較ms

與同組0 h比較，aP<0.05；與RAP組比較，bP<0.05

假手術組、LA組12 h內AERP頻率適應性隨著起搏時間延長均無明顯變化。RAP組12 h內AERP頻率適應性隨著起搏時間延長有顯著變化，8、12 h<0 h 及4 h(均P<0.05),說明從心房快速起搏8 h起，AERP頻率適應性開始逐漸喪失。與假手術組或LA組比較，RAP組AERP頻率適應性逐漸縮短(P<0.05)，提示RAP組頻率適應性下降，LA能抑制甚至扭轉RAP導致的頻率適應性下降。

2.4 各組HE染色結果比較

見圖1。

A.假手術組；B.RAP組；C.LA組

圖1各組左心房組織病理切片HE×400

假手術組兔心房肌纖維結構完整，排列整齊、有序(圖1A)；RAP組兔心房肌細胞肥大，肌纖維排列紊亂，細胞內可見肌纖維斷裂，細胞核大小不一，部分區域肌纖維溶解,心肌纖維之間連接組織積聚，使心肌細胞之間的間隔增寬(圖1B)； LA組心房肌的病理學改變輕于RAP組，心肌纖維結構改善，排列稍整齊，肌纖維斷裂改善(圖1C)。

2.5 各組Masson染色結果比較

見圖2。

假手術組(圖2A)心房肌纖維呈紅色，僅可見少量藍色的膠原纖維均勻分布；RAP組(圖2B)心房肌間質中膠原纖維顯著增多、排列紊亂、分布不均，心房肌束被大量膠原纖維包繞、分割； LA組(圖2C)心房肌間質中膠原纖維較起搏組明顯減少，心肌纖維結構有所改善。

2.6 3組氧化應激相關指標比較

見表4。

A.假手術組；B.RAP組；C.LA組

圖2各組左心房組織病理切片Masson染色×400

表4各組心肌組織MDA、SOD、ROS情況

組 別MDA/nmol·(mgpro)-1SOD/U·(mgpro)-1ROS/μmol·mg-1RAP組4．52±0．28a107．50±3．45a0．016±0．002a假手術組1．30±0．33432．19±2．650．004±0．001LA組2．21±0．19b336．07±3．59b0．006±0．002b

與假手術組比較,aP<0.05；與RAP組比較,bP<0.05

與假手術組比較，RAP組心房肌組織中MDA、ROS的含量均增加(P<0.05)，SOD的活性減少(P<0.05)；與RAP組比較，LA組心房肌組織中MDA、ROS的含量均降低(P<0.05)，SOD的活性增加(P<0.05)。

3 討 論

在全世界范圍內房顫已經成為一個日益嚴峻的問題，然而臨床上對其的治療效果仍不盡如人意，其中可能的原因就是目前的治療方法都沒有很好地從病理生理學角度來防治房顫的發生發展。自Wijffels等[4]1995年首次利用快速心房起搏方法建立房顫的山羊動物模型以來，快速心房起搏模型已廣泛應用于房顫發生機制的研究。本實驗參照經典的右心房快速起搏建立房顫模型，從而在較短的時間內，成功模擬房顫的病理生理現象。

研究表明，氧化應激參與心房的電重構及結構重構，最終引起心房纖維化等病變。本實驗建立兔心房快速起搏模型，通過心房肌氧化應激相關指標(ROS、SOD和MDA)來觀察房顫時心房肌組織中氧化應激的情況。有研究結果顯示：ROS是指氧自由基和氧化作用較強的非自由基含氧產物，被認為是氧化應激的主要原因之一，在房顫的發生與維持中發揮著重要的作用[7]；SOD作為第一線細胞防御中最重要的酶[8]，廣泛存在于機體的各個組織細胞內，它可以把對人體有害的超氧自由基轉化為過氧化氫,隨后體內過氧化氫酶會立即將其分解為完全無害的水；所以，組織勻漿中測得的SOD活力在一定程度上反映了細胞內環境中抗氧化能力的變化情況[9]。人體內含有大量的脂質，特別是各種膜相結構含有豐富的不飽和脂肪酸，更易遭受自由基攻擊，引起體內脂質過氧化，從而造成一系列的生理、生化過程的紊亂；而MDA是氧化應激過程中脂質過氧化的最終副產物[10]，故MDA常用作脂質過氧化程度的檢測指標。本研究發現，與假手術組比較，RAP組ROS、MDA含量增高，SOD活性降低，由此我們可得出心房快速起搏能夠降低SOD活力，破壞活性氧防御的一道防線，干擾機體氧化與抗氧化調節之間的平衡，增加ROS、MDA含量，這在一定程度上反映了快速心房起搏能夠引起氧化應激損傷。

Inhibitoryeffectsoflipoicacidonatrialelectricalandstructuralremodelinginducedbyrapidatrialpacinginrabbits

(1.DepartmentofCardiology,theAffiliatedHospitalofXuzhouMedicalUniversty,Xuzhou221002,China;2InstituteofEmergencyRescueMedicine,XuzhouMedicalUniversity,Xuzhou221002,Jiangsu,China)

atrial effective refractory period; atrial fibrillation; oxidative stress; lipoic acid; reactive oxygen species; rabbits

江蘇省醫學重點人才基金資助項目( RS2007049)

R541.7

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顏煥敏)