徐 紅
(泰山醫(yī)學(xué)院附屬泰山醫(yī)院心內(nèi)科,山東 泰安 271000)
目前大量研究發(fā)現(xiàn),心肌梗死后存在心臟交感神經(jīng)再生、增生和不均一支配,交感神經(jīng)重構(gòu)與心肌組織重構(gòu)、心肌電重構(gòu),共同成為心律失常和猝死的發(fā)生基質(zhì)[1-5]。心肌梗死后再生神經(jīng)以交感神經(jīng)為主,酪氨酸羥化酶(tyrosine hydroxylase,TH)在分子生物學(xué)實驗研究中,常被作為交感神經(jīng)的標(biāo)記物[6],以探討心律失常的神經(jīng)機(jī)制。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為心肌的氧化應(yīng)激、炎性反應(yīng),細(xì)胞外基質(zhì)的重塑和纖維化等共同參加了心律失常的發(fā)生過程,并成為抗心律失常藥物作用的新靶點。參松養(yǎng)心膠囊(SSYX)是一種復(fù)方制劑,具有多離子通道和非離子通道的抗心律失常作用[7,8]。隨機(jī)臨床驗顯示,SSYX對治療冠心病心律失常有明顯療效。但關(guān)于SSYX對MI后抗心律失常的機(jī)制和對心肌TH mRNA表達(dá)影響的相關(guān)研究鮮有報道。對此,我們進(jìn)行了初步的探討。
45只新西蘭兔[普通級,編號SCXK(魯)20050015,2.5~3 kg]。購自山東中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心。
MI模型制備:3%戊巴比妥鈉按40 mg/kg劑量行腹腔內(nèi)注射麻醉、備皮。消毒后沿胸骨中線切開皮膚,暴露胸骨及肋軟骨。貼緊胸骨左緣剪斷第4~5肋骨,暴露縱隔及心臟,保持兩側(cè)胸膜完整,眼科鑷夾起心包膜,剪開心包,暴露出冠狀動脈。左心耳下緣至心尖部的中下1/3處用6/0線穿過心肌淺層縫扎前降支,進(jìn)針深度約2.0 mm,記錄心電圖。心電圖示ST段抬高,且結(jié)扎水平以下心肌局部顏色變暗,搏動減弱,觀察20分鐘后逐層關(guān)閉胸腔。術(shù)后均給予青霉素肌肉注射3天,預(yù)防感染,單籠喂養(yǎng),予以自主飲食(水)。
MI模型制備后,30只兔隨機(jī)分為心肌梗死組(MI組,n=15)和心肌梗死+參松養(yǎng)心膠囊組(SSYX組,n=15)。SSYX組自術(shù)后第1天給予參松養(yǎng)心膠囊藥粉 0.8 g/kg·d灌胃;MI組給予0.9%氯化鈉5 ml/kg·d灌胃;另取15只兔作為假手術(shù)組(Sham組),冠狀動脈穿線但不結(jié)扎,同期普通飼料喂養(yǎng)8周。
術(shù)后8周所有成模兔再次以3%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)腹腔內(nèi)注射麻醉,心電監(jiān)護(hù),開胸,充分暴露心臟左室游離壁,縫制心包吊床。起搏電極由2支針形電極組成,電極直徑 0.3 mm,兩電極相距約3.0 mm,在梗死灶(梗死區(qū)蒼白邊緣2.0~3.0 mm)刺入2.0 mm。Sham組起搏電極放置在心臟的相應(yīng)部位。
1.2.1梗死灶周(ERP)的測定
應(yīng)用心臟電生理刺激儀(DF-5A型,蘇州市東方電子儀器廠)以S1S2 160 ms逆掃,每次遞減5 ms,測定梗死灶周心肌有效不應(yīng)期(ERP)。
1.2.2程序電刺激誘發(fā)室性心律失常
在梗死灶周S1S2S3刺激和S1S1刺激8 min;未達(dá)刺激終點停止5分鐘后再重復(fù)一次上述電刺激直至誘發(fā)出室性心動過速(VT)、室顫(Vf),如未誘發(fā)出VT/Vf,則在ERP基礎(chǔ)上增加 30 ms,加發(fā)S3刺激,直至誘發(fā)出VT/Vf。
應(yīng)用Trizol(Invitrogen,美國)分別提取梗死灶周和非梗死左室游離壁心肌總RNA。100 mg組織塊加入1 ml Trizol 勻漿,冰上孵育后加入0.2 ml氯仿,震蕩,4 ℃離心(12,000轉(zhuǎn)/分)10 min,取上清液移入新管;加入0.5 ml異丙醇,4 ℃離心(12,000轉(zhuǎn)/分)5 min,棄去上清液;加入1 ml 75%乙醇洗滌,4 ℃離心(12,000轉(zhuǎn)/分)5分鐘,棄去上清液;DEPC處理水溶解RNA。紫光分光計測定260 nm、280 nm吸光度值(OD),計算RNA總量。
應(yīng)用RT-PCR試劑盒(大連寶生物工程有限公司)檢測mRNA的表達(dá)水平。1)合成cDNA:取2 μl 總RNA,加入10×逆轉(zhuǎn)錄緩沖液1μl 、dNTP 1 μl 、隨機(jī)引物0.5 μl 、RNA酶抑制劑0.25 μl 、AMV逆轉(zhuǎn)錄酶0.5 μl 、去RNA酶水配置總反應(yīng)液體積為10 μl 。30 ℃ 10 min、42 ℃ 30 min、99 ℃ 5 min滅活逆轉(zhuǎn)錄酶。2)PCR反應(yīng):目的基因TH引物序列:上游5’AATTCGATTCCGACCTGGA 3’,下游5’RGATGTACTGGGTGCACTGGA3’,擴(kuò)增目的片段398bp;以磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)作為內(nèi)參照物,GAPDH引物序列;上游5’GCGCCTGGTCACCAGGGCTGCTT 3’,下游5’TGCCGAAGTGGTCGTGGATGCCT3’,擴(kuò)增目的片段465bp。引物由上海英駿生物技術(shù)有限公司合成。3)TH PCR反應(yīng)體系:cDNA 10 μl 、5×PCR緩沖液 10 μl 、Tag酶0.25 μl ,目的基因及GAPDH上游、下游引物各0.5 μl ,加入雙蒸水至總體積50 μl ,94 ℃預(yù)變性5分鐘,擴(kuò)增36個循環(huán)(條件:94 ℃變性30 s、57 ℃ 退火45 s、72 ℃延伸240 s、4 ℃5 min)。1.2%瓊脂糖電泳分析PCR產(chǎn)物,應(yīng)用UVIpro凝膠圖像分析系統(tǒng)攝像并掃描分析,以目的基因與內(nèi)參照物基因條帶吸光度比值作為目的基因的相對表達(dá)強(qiáng)度。
在制作 MI動物模型過程中,心電圖 I導(dǎo)聯(lián)和aVL導(dǎo)聯(lián)ST段上抬,部分動物 Ⅱ、Ⅲ和 aVF導(dǎo)聯(lián)出現(xiàn) ST段上抬,冠狀動脈結(jié)扎線以下局部心肌搏動減弱,心肌顏色發(fā)紫。飼養(yǎng)過程中模型組、治療組及假手術(shù)組動物均無死亡。模型組及治療組二次開胸前心電圖 I、 aVL 導(dǎo)聯(lián)可見病理性Q波,假手術(shù)組心電圖前后變化不大。開胸后在冠狀動脈結(jié)扎附近梗死心肌呈現(xiàn)蒼白色,而假手術(shù)組冠狀動脈穿線附近心肌顏色無變化。經(jīng)過 8 周的參松養(yǎng)心膠囊治療后,治療組心率較MI組有所下降(P<0.05,表1) 。
MI組較Sham組梗死灶周ERP明顯延長(120.6±7.3 ms 比91.4±5.8 ms,P<0.01)。經(jīng)參松養(yǎng)心膠囊干預(yù)8周后,SSYX組有效不應(yīng)期有所縮短至105.1±6.7 ms。在程序電刺激試驗中,MI組有2例(2/15,13.3%)誘發(fā)出VT,5例誘發(fā)出心室顫動(Vf)(5/15,33.3%),室性心律失常(VA)總誘發(fā)率為46.7%。而SSYX組有1例(l/15,6.7%)誘發(fā)出VT,3例誘發(fā)出Vf(3/15,20.0%),VA總誘發(fā)率為26.7%。VA總誘發(fā)率在SSYX組與MI組間有顯著性差異(表 1)。
表1 各組間電生理數(shù)據(jù)比較
注:與Sham組相比,*P<0.01;與MI組相比,#P<0.05
術(shù)后8周 MI組梗死灶周及非梗死左室游離壁TH mRNA的表達(dá)水平分別為(3.176±0.099, 2.028±0.072),較Sham組相應(yīng)部位(0.958±0.051 , 0.960±0.054 ,P<0.01)顯著增高。參松養(yǎng)心膠囊干預(yù)8周后,SSYX組相應(yīng)部位TH mRNA的表達(dá)水平降低(1.768±0.113, 1.246±0.142),與MI組比較有明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01,表2)。
表2 心肌TH mRNA表達(dá)水平
注:與Sham組相比,*p<0.01;與MI組相比,#p<0.05
近年來大量研究證實MI時神經(jīng)發(fā)生損傷變性,MI后慢性期存在神經(jīng)鞘細(xì)胞和軸突再生及增生的動態(tài)演變過程,即神經(jīng)重構(gòu)。并且再生神經(jīng)纖維大多數(shù)呈TH陽性,證實再生神經(jīng)纖維以交感神經(jīng)為主[9]。交感神經(jīng)空間分布不均衡導(dǎo)致交感興奮時心臟電生理異質(zhì)性增加可促使惡性心律失常的發(fā)生[10]。
程序電刺激是評價MI后室性心律失常發(fā)生的重要指標(biāo),實驗中我們通過程序電刺激檢測MI后心肌電生理參數(shù)發(fā)現(xiàn),MI組梗死灶周ERP明顯延長,VA發(fā)生率增高。經(jīng)參松養(yǎng)心膠囊干預(yù)后,SSYX組VA發(fā)生率降低。術(shù)后8周 MI組梗死灶周及非梗死左室游離壁TH mRNA的表達(dá)水平分較Sham組相應(yīng)部位顯著增高(P<0.05)。參松養(yǎng)心膠囊干預(yù)后,SSYX組相應(yīng)部位TH mRNA的表達(dá)水平降低,有明顯統(tǒng)計學(xué)差異。
MI后8周梗死灶周TH mRNA表達(dá)的增高說明梗死邊緣區(qū)域TH活性較高,NE合成增多,與VA發(fā)生率增高相關(guān)。TH位于腎上腺素能神經(jīng)的胞漿中,是NE生成的限速酶。交感神經(jīng)的過度增生,使局部組織NE增高,梗死灶周高濃度NE作用于心肌細(xì)胞腎上腺素能受體,使離子通道發(fā)生重構(gòu),包括: Ica,L密度增加,復(fù)極 K+電流減低等,導(dǎo)致區(qū)域間電生理異質(zhì)性增加和心肌組織重構(gòu),觸發(fā)心律失常[1,3,11]。
現(xiàn)代藥理學(xué)研究提示SSYX顯著降低冠脈阻力和心肌耗氧量,對器質(zhì)性心臟病和自主神經(jīng)功能失調(diào)引起的室性早搏均具有顯著療效。SSYX作用于ICa,L、INa、Ito、IK多種離子通道,降低心肌細(xì)胞自律性,抑制折返激動,調(diào)節(jié)自主神經(jīng)功能,多環(huán)節(jié)、多靶點抑制心律失常發(fā)生。李寧等[12]研究顯示SSYX對IK電流有抑制作用。IK有快速激活(IKr)和緩慢激活(IKs)兩種成分,心率增快時復(fù)極以IKs為主,SSYX阻滯心動過速時Iks,從而發(fā)揮抗心律失常作用。
總之,心肌梗死后心臟的交感神經(jīng)重構(gòu)增加了心肌對室性心律失常的易感性,參松養(yǎng)心膠囊干預(yù)可減低心肌梗死后的交感神經(jīng)增生,從而降低室性心律失常的發(fā)生率。
[1] Cao JM,Fishbein MC,Han JB,et al.Relationship between regional cardiac hyperinnervation and ventricular arrhythmia[J].Circulaton,2000,101(16):1960-1969.
[2] Miyauchi Y, Zhou S, Okuyama Y, Miyauchi M, et al. Altered atrial electrical restitution and heterogeneous sympathetic hyperinnervation in hearts with chronic left ventricular myocardial infarction: implications for atrial fibrillation[J]. Circulation, 2003,108:360-366.
[3] Cao JM, Chen LS,KenKnight BH,et al. Nerve sprouting and sudden cardic death[J].Circ Res,2000,86:816-821.
[4] Zhou S, Cao JM, Tebb ZD, et al. Modulation of QT interval by cardiac sympathetic nerve sprouting and the mechanisms of ventricular arrhythmia in a canine model of sudden cardiac death[J].Cardiovasc Electrophysiol. Circulation Research July 9,2004,155:303-306.
[5] Nakata T,Kyuma M,Nahahara F.Cardiac sympathetic nerve imaging in patients with heart failure or lethal arrhythmias:Risk stratification and assessment of therapeutic interventions.Intern Congress Series,2004,1264:126-131.
[6] Nori SL, Gaudino M, et al. Immunohistochemical evidence for sympathetic denervation and renervation after necrotic injury in rat myocardium[J]. Cell Mol Biol, 1995,41(6):799-807.
[7] 浦介麟,參松養(yǎng)心膠囊對心律失常的整合調(diào)節(jié)作用。絡(luò)病學(xué)基礎(chǔ)與臨床研究 [M]. 北京: 軍事醫(yī)學(xué)出版社,2008:223-226.
[8] Ren JY,li LJ,Chen H,Wu YL,Luo Y.Effects of Shen-song-yang-xin capsule on ventricular arrhythmias in ischemia/reperfusion:experiment with rats.
[9] SwannMH, Nakagawa H, Vanoli E, Lazzara R, Schwartz PJ, AdamsonPB. Heterogeneous regional endocardial repolarization is associated with increased risk for ischemia-dependent ventricular fibrillation after myocardial infarction [J]. J Cardiovasc Electrophysiol, 2003,14(8): 873-879.
[10] SwannMH, Nakagawa H, Vanoli E, Lazzara R, Schwartz PJ, AdamsonPB. Heterogeneous regional endocardial repolarization is associated with increased risk for ischemia-dependent ventricular fibrillation after myocardial infarction [J]. J Cardiovasc Electrophysiol, 2003,14(8): 873-879.
[11] 喜楊,曲秀芬,于彥偉,等.心肌梗死后交感神經(jīng)的重構(gòu)現(xiàn)象[J].中華心律失常學(xué)雜志, 2004,8:177-180.
[12] 李寧,吳相鋒,李克娟,等.參松養(yǎng)心膠囊對心室肌細(xì)胞鉀通道的影響[J].疑難病雜志,2007,6(3):133-137.