蔣芬芬 張玲瑋 江力勤 張建勤

美西律對(duì)兔楔形心肌動(dòng)作電位時(shí)程、跨壁復(fù)極離散及索他洛爾口服后改變的影響

蔣芬芬 張玲瑋 江力勤 張建勤

目的探討美西律、索他洛爾、索他洛爾+美西律口服后對(duì)家兔左心室楔形心肌組織塊電生理特性的影響。方法建立冠狀動(dòng)脈灌注的家兔左心室楔形心肌組織塊模型，應(yīng)用浮置玻璃微電極和心電圖同步記錄技術(shù)，觀察美西律、索他洛爾、索他洛爾+美西律口服后對(duì)家兔內(nèi)外層心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位時(shí)程（APD）、跨壁復(fù)極離散（TDR）的影響。結(jié)果美西律組內(nèi)、外膜心肌細(xì)胞的APD、Q-T間期及TDR在不同刺激周長(zhǎng)下均較對(duì)照組縮短，索他洛爾組均較對(duì)照組延長(zhǎng)，且以內(nèi)膜延長(zhǎng)為主（均P＜0．05），索他洛爾+美西律組較對(duì)照組僅輕微延長(zhǎng)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但較索他洛爾組縮短（P＜0．05）。美西律組、索他洛爾+美西律組心律失常發(fā)生率與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，索他洛爾組心律失常發(fā)生率高較對(duì)照組升高（P＜0．05）。結(jié)論美西律可明顯縮短內(nèi)、外膜心肌細(xì)胞的APD、Q-T間期，并可減小心肌細(xì)胞的TDR，索他洛爾相反，抗心律失常同時(shí)容易導(dǎo)致心律失常，聯(lián)合應(yīng)用美西律可逆轉(zhuǎn)索他洛爾對(duì)兔心肌電生理的不利作用，從而提高安全性。

動(dòng)作電位時(shí)程；跨壁復(fù)極離散度；楔形心肌組織塊

索他洛爾是一種具有延長(zhǎng)動(dòng)作電位時(shí)程兼有β1、β2受體阻滯作用的廣譜抗心律失常藥物，在治療室上性、室性心律失常方面表現(xiàn)出了較為顯著的效果,但是由于索他洛爾抗心律失常同時(shí)極易導(dǎo)致惡性心律失常如尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動(dòng)過(guò)速（TdP）的發(fā)生，從而限制了其臨床應(yīng)用。有研究顯示美西律可以逆轉(zhuǎn)索他洛爾導(dǎo)致的復(fù)極離散增加及隨之產(chǎn)生的觸發(fā)活動(dòng)增加，但也有研究發(fā)現(xiàn)美西律對(duì)于縮短索他洛爾引起的Q-T間期及動(dòng)作電位延長(zhǎng)無(wú)效[1-3]。本研究建立了冠狀動(dòng)脈灌注的兔左心室楔形心肌組織塊模型，應(yīng)用內(nèi)、外兩層心室肌浮置玻璃微電極和心室內(nèi)外跨壁心電圖同步記錄技術(shù)，分別觀察了美西律、索他洛爾、索他洛爾+美西律口服后對(duì)兔心肌組織動(dòng)作電位時(shí)程、Q-T間期和復(fù)極離散的影響，探討美西律是否能夠逆轉(zhuǎn)索他洛爾導(dǎo)致的Q-T間期延長(zhǎng)及復(fù)極離散增加，為臨床上抗心律失常藥物的聯(lián)合應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料雌性新西蘭大白兔由浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供[生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK（浙）2009-0039]，體重1.5～2.5kg。主要儀器:喂養(yǎng)用灌注針（自制）；ME-200A型微電極放大器，LEAD-2型電子蠕動(dòng)泵，MP-200型微電極拉制器，HW-1000型超級(jí)恒溫水浴，GL-2型離體心臟灌流系統(tǒng)，BL-420S型生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以上儀器均由成都泰盟科技有限公司生產(chǎn)。主要試劑：臺(tái)氏液（自備），心臟停跳液（自備），美西律（上海信誼藥廠有限公司生產(chǎn)，批號(hào)：國(guó)藥準(zhǔn)字H31021874，50mg×100片），索他洛爾（山東魯南貝特制藥有限公司，批號(hào)：國(guó)藥準(zhǔn)字H20000238，80mg×24片）。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組將20只大白兔應(yīng)用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣法分為4組，每組分別連續(xù)4周按如下方法喂養(yǎng)：（1）空白對(duì)照組：每天給予7ml 5%葡萄糖水+正常飼料；（2）美西律組：每天給予美西律50mg/（kg·d）（藥物溶于7ml5%葡萄糖水）+正常飼料；（3）索他洛爾組：每天給予索他洛爾40mg/（kg·d）（藥物溶于7ml5%葡萄糖水）+正常飼料；（4）索他洛爾+美西律組：每天給予索他洛爾40mg/（kg·d）+美西律50mg/（kg·d）（藥物溶于7ml5%葡萄糖水）+正常飼料。

1.2.2 冠狀動(dòng)脈灌注的兔左心室楔形心肌組織塊模型的制備[4]喂養(yǎng)過(guò)程完成后，經(jīng)耳緣靜脈注射肝素（1 000U/kg）使之肝素化，戊巴比妥鈉30～35 mg/kg麻醉后，開(kāi)胸迅速取出心臟，置入4℃臺(tái)氏液中。采用自制的灌注頭經(jīng)冠狀動(dòng)脈左側(cè)旋支插管，用絲線固定灌注頭，并灌注高鉀停搏液（除KCl為24mmol/L外，其余成分與正常臺(tái)氏液成分相同）。從取出心臟到完成動(dòng)脈灌流的時(shí)間應(yīng)保持在4min以內(nèi)。由于未灌注的心肌呈紅色，因此很容易鑒別，剪去未灌注部位心肌，即制成左心室楔形組織塊模型。

將標(biāo)本置于放大鏡下觀察，如液體漏出，應(yīng)盡量結(jié)扎此處血管，以避免該部位灌注不佳。將組織塊模型放入含有正常臺(tái)氏液的浴槽中，并同時(shí)經(jīng)冠狀動(dòng)脈灌注正常臺(tái)氏液。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，灌注壓保持在30～40mmHg，動(dòng)脈灌注液及浴槽水溫均維持在（37±0.5）℃。模型在浴槽中應(yīng)固定好，且應(yīng)位于液面下2～3mm，避免溫度梯度的影響。心室楔形組織塊模型在正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)記錄前需先穩(wěn)定1h（心電圖若有明顯的ST段抬高或壓低，則應(yīng)視為標(biāo)本狀態(tài)不佳，而不再用于實(shí)驗(yàn)）。

1.2.3 電生理記錄指標(biāo)冠狀動(dòng)脈灌注的兔左心室楔形組織塊穩(wěn)定地持續(xù)灌流后，標(biāo)準(zhǔn)的微電極（微電極內(nèi)需加入3mmol/LKCl，電極電阻為10～20 MΩ）將被用來(lái)記錄跨壁心電圖以及心內(nèi)外膜側(cè)動(dòng)作電位[5-6]。將銀-氯化銀電極放入臺(tái)氏液中，銀電極固定于組織塊的心內(nèi)、外膜側(cè)。浮置玻璃微電極連接于高輸入阻抗放大器，給予基礎(chǔ)周長(zhǎng)（BCL）1 000 ms的電刺激使組織塊平衡，刺激脈寬1～3 ms。待模型和記錄條件穩(wěn)定0.5～1 h后，同步記錄正常臺(tái)氏液灌注狀態(tài)下內(nèi)、外兩層心肌細(xì)胞的跨膜動(dòng)作電位時(shí)程（APD）和跨壁心電圖。數(shù)據(jù)保存在BL-420S型生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接的電腦相關(guān)文件上。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組間計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 各組不同刺激周長(zhǎng)下的心肌細(xì)胞APD比較見(jiàn)表1。

表1 各組不同刺激周長(zhǎng)下的心肌細(xì)胞APD比較

由表1可見(jiàn)，美西律組APD在不同刺激周長(zhǎng)下均較對(duì)照組縮短（均P＜0.05）；索他洛爾組APD在不同刺激周長(zhǎng)下均較對(duì)照組延長(zhǎng)（均P＜0.05），其中以內(nèi)膜延長(zhǎng)更為明顯；而索他洛爾+美西律組APD較對(duì)照組僅輕微延長(zhǎng)，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），較索他洛爾組均縮短（均P＜0.05），其中以內(nèi)膜縮短更明顯。

2.2 各組心肌細(xì)胞Q-T間期及TDR的比較見(jiàn)表2。

表2 各組心肌細(xì)胞Q-T間期及TDR的比較

由表2可見(jiàn)，美西律組Q-T間期及TDR在不同刺激周長(zhǎng)下均較對(duì)照組縮短（均P＜0.05）；索他洛爾組Q-T間期及TDR在不同刺激周長(zhǎng)下均較對(duì)照組延長(zhǎng)（均P＜0.05）；而索他洛爾+美西律組Q-T間期及TDR較對(duì)照組僅輕微延長(zhǎng)，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），較索他洛爾組均縮短（均P＜0.05）。2.3各組心律失常發(fā)生率比較見(jiàn)表3。

表3 各組心律失常發(fā)生率比較[例（%）]

由表3可見(jiàn)，美西律組灌流過(guò)程中心律失常發(fā)生率與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；索他洛爾組與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；索他洛爾+美西律組與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但較索他洛爾組下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

3 討論

本研究顯示美西律能夠逆轉(zhuǎn)索他洛爾導(dǎo)致的心肌細(xì)胞動(dòng)作電位、Q-T間期延長(zhǎng)及復(fù)極離散增加，并能減輕索他洛爾所致的觸發(fā)活動(dòng)增加，而這些作用又與不同心肌細(xì)胞對(duì)美西律的反應(yīng)不同相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)由于心肌細(xì)胞膜離子通道分布的不均一性，導(dǎo)致跨心室壁不同細(xì)胞層的心肌細(xì)胞具有明顯不同的電生理特性：口服快速激活延遲整流鉀電流（Ikr）阻滯劑后，Ikr被阻斷，此時(shí)心內(nèi)膜層和心外膜層心肌由于存在豐富的緩慢延遲整流鉀電流（Iks）成分可以代償被阻斷的Ikr成分，故復(fù)極延長(zhǎng)不明顯。而M層心肌由于缺乏Iks代償被阻斷的Ikr成分，故復(fù)極明顯延長(zhǎng)，這樣就導(dǎo)致了TDR的增加。過(guò)長(zhǎng)的APD引起鈣通道不能及時(shí)關(guān)閉，進(jìn)一步導(dǎo)致復(fù)極過(guò)程中鈣離子的震蕩性釋放而誘發(fā)期前收縮（R on T），同時(shí)可與APD較短、已經(jīng)脫離了有效不應(yīng)期的內(nèi)膜或外膜層心肌形成“螺旋狀”折返，此時(shí)折返環(huán)頭部的心肌組織不斷地去極化并順傳，而折返環(huán)尾部的心肌組織則不斷復(fù)極，脫離有效不應(yīng)期，從而在折返環(huán)頭、尾部之間形成了“可激動(dòng)間隙”，折返持續(xù)進(jìn)行下去進(jìn)而形成TdP。索他洛爾作為一種Ikr阻滯劑，口服后，由于兔心肌細(xì)胞內(nèi)膜缺乏Iks代償Ikr，故其APD較外膜層延長(zhǎng)更加明顯，加重不同層次心肌細(xì)胞的復(fù)極差異，易化了折返的形成，故索他洛爾引起心律失常發(fā)生率較對(duì)照組高。我們的研究提示索他洛爾可明顯延長(zhǎng)內(nèi)、外膜心肌細(xì)胞的APD、Q-T間期，并可增大心肌細(xì)胞的TDR，索他洛爾導(dǎo)致復(fù)極離散增加主要是由于它引起內(nèi)膜APD延長(zhǎng)。

美西律作為一種ⅠB類抗心律失常藥物，與其他許多鈉通道阻滯劑類似，對(duì)快鈉電流幾乎無(wú)影響[7-8]。美西律能逆轉(zhuǎn)索他洛爾引起的APD延長(zhǎng)，主要是因?yàn)樗苊黠@逆轉(zhuǎn)索他洛爾導(dǎo)致的內(nèi)膜APD延長(zhǎng)，而對(duì)外膜影響相對(duì)較小，從而進(jìn)一步逆轉(zhuǎn)索他洛爾引起的復(fù)極離散增加。美西律聯(lián)合索他洛爾能減小心肌復(fù)極離散，很大程度上是由于美西律能顯著縮短兔心肌內(nèi)膜細(xì)胞的APD。

索他洛爾抗心律失常同時(shí)亦容易導(dǎo)致心律失常發(fā)生，而聯(lián)合應(yīng)用美西律則可逆轉(zhuǎn)索他洛爾對(duì)兔心肌電生理的作用，因此兩者聯(lián)合應(yīng)用安全性增加。有報(bào)道指出美西律可以對(duì)抗在體TdP模型中索他洛爾導(dǎo)致的Q-T間期延長(zhǎng)及其致心律失常作用[9]。本研究也為“美西律減少動(dòng)脈灌注模型的復(fù)極離散，防止其TdP發(fā)生是此藥物對(duì)心室肌不同層次心肌細(xì)胞作用不同”這一假說(shuō)提供支持。

索他洛爾主要引起內(nèi)膜APD延長(zhǎng)，而外膜APD僅輕度延長(zhǎng)，這就增大了心肌細(xì)胞的復(fù)極離散；應(yīng)用美西律后引起內(nèi)外膜APD均縮短，而又以內(nèi)膜縮短為主，這樣就使原先增大的復(fù)極離散又再度減小。這也提示了某些藥物如美西律在抗心律失常藥物組合用藥中的潛在可能性。

[1]Shitnizu W，Antzelevitch C.Sodium channel block with mexiletine is effective in reducing dispersion of repolarization and preventing torsade de pointes in LQT2 as well as LQT3 models of the long-QT syndrome[J].Circulation,1997,96（6）：2038-2047.

[2]Schwartz P J,Priori S G,Locati E H,et al.Long QT syndrome patients with mutations of the SCN5A and HERG genes have differential responses to Na+channel blockade and to increases in heart rate.Implications for gene-Specific therapy[J].Circulation, 1995,92（12）：3381-3386.

[3]Priori S G,Napolitano C,Cantu F,et al.Differential response to Na+channel blockade,beta-adrenergic stimulation,and rapid pacing in a cellular model mimicking the SCN5A and HERG defects present in the long-QT syndrome[J].Circ Res,1996,78（6）：1009-1015.

[4]楊琳，嚴(yán)干新.冠脈灌流的心室肌楔形模型的制作[J].中國(guó)心律學(xué)，2009,100：77-85.

[5]Wei Sun,Jonnalagedda S M.Electrophysiological Effects of Dronedarone（SR33589）,a Noniodinated Benzofuran Derivative,in the Rabbit Heart:Comparison With Amiodarone[J].Circulation,1999, 100（22）：2276-2281.

[6]Wei S,Jonnalagedda S M,Bramah N S.Chronic and Acute Effects of Dronedarone on the Action Potential of Rabbit Atrial Muscle Preparations:Comparison With Amiodarone[J].Cardiovascular Pharmacology,2002，39（5）：677-684.

[7]Wang D W,Yazawa K,Makita N,et al.Pharmacological targeting of long QT mutant sodium channels[J].J Clin Invest,1997,99（7）：1714-1720.

[8]Dumainc R,Wang Q,Keating M T，et al.Multiple mechanisms of Na+channel-linked long-QT syndrome[J].Circ Res，1996,78（5）：916-924.

[9]Chezalviel-Guilbert F,Davy J M,Poirier J M,et al.Mexiletine antagonizes effects of sotatol on QT interval duration and its proarrhythmic effects in a canine model of torsade de pointes[J].J Am Coll Cardiol，1995,26（3）：787-792.

The effect of Mexiletine on rabbit myocardial action potential duration,transmural dispersion of repolarization and the changes induced by Sotalol taken orally

JIANG Fenfen，ZHANG Lingwei，JIANG Liqin，et al.
Department of Cardiology,the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University,Wenzhou 325000,China

JIANG Liqin,E-mail:jiangliqin@medmail.com.cn

Objective To investigate the effect of Mexiletine,Sotalol and Sotalol with Mexiletine on electrophysiological characteristics of rabbit left ventricle．Methods The effects of Mexiletine,Sotalol and Sotalol with Mexiletine taken orally on action potential duration(APD)and transmural dispersion of repolarization(TDR)of the epicardium and endocardium were observed by simultaneous recording with floating glass microelectrode and electrocardiogram in an established arterially perfused wedge of rabbit left ventricle．Results Under different stimulations,Q-T interval,APD and TDR of the epicardium and endocardium were significantly shortened in Mexiletine group,significantly prolonged in Sotalol group with much more in the endocardium（P＜0．05）,and slightly prolonged in Mexiletine with Sotalol group(P＜0．05）,which was significantly shorter than Sotalol group．The rate of arrhythmia was significantly higher in Sotalol group（P＜0．05）,but not in Mexiletine group and Sotalol with Mexiletine group,compared to control group．Conclusion Mexiletine reduces,while Sotalol increases,APD、Q-T interval and TDR of the epicardium and endocardium．Sotalol has both anti-and pro-arrhythmia effects．Combined application of Mexiletine can reverse the adverse effects of Sotalol on myocardial electrophysiology of rabbit and increase its security．

Action potentialduration;Transmuraldispersion ofrepolarization;Myocardialwedge preparation

2013-02-27）

（本文編輯:馬雯娜）

浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：Y2110934）；嘉興市科技計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2013AY21043-6）

325000溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心內(nèi)科（蔣芬芬、張玲瑋為溫州醫(yī)科大學(xué)在讀研究生）；嘉興學(xué)院附屬第二醫(yī)院心內(nèi)科（江力勤、張建勤）

江力勤，E-mail:jiangliqin@medmail.com.cn