潘永明,陳 亮,徐劍欽,陳民利
(浙江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中心 比較醫(yī)學(xué)研究中心, 杭州 310053)
痰瘀證心肌缺血WHBE兔心血管系統(tǒng)與心臟自主神經(jīng)功能的關(guān)系研究
潘永明,陳亮,徐劍欽,陳民利
(浙江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中心 比較醫(yī)學(xué)研究中心, 杭州 310053)
目的觀察痰瘀證心肌缺血白毛黑眼(WHBE)兔心血管系統(tǒng)與心臟自主神經(jīng)功能的關(guān)系。方法18只WHBE兔隨機(jī)分成正常對(duì)照(Control)組、心肌缺血(MI)組和痰瘀證心肌缺血(PBSSMI)組,每組6只。MI組和PBSS-MI組均采用冠脈結(jié)扎法建立心肌缺血,然后除PBSS-MI組飼喂高脂外,其余兩組均飼喂普通飼料,連續(xù)造模4 周,復(fù)制痰瘀證心肌缺血模型。采用無(wú)創(chuàng)生理遙測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)各組兔造模2 周和4 周時(shí)的心電圖,并用HRV(心率變異性)分析心臟自主神經(jīng)功能的變化。同時(shí),造模4周后監(jiān)測(cè)心臟血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)和采用逐步多元回歸分析評(píng)估心血管系統(tǒng)與心臟自主神經(jīng)功能的關(guān)系。結(jié)果與Control組比,MI組和PBSS-MI組心率(HR)、ST段最大抬高點(diǎn)(Max_ST)、總的ST段抬高數(shù)(T_ST)、左室舒張末期壓(LVEDP)和等容舒張時(shí)間(Tau)均明顯升高,而左室收縮壓(LVSP)、左室發(fā)展壓(LVDP)、左室上升最大變化速率(+dp/dtmax)和左室下降最大變化速率(-dp/dtmax)均明顯降低(P<0.05, P<0.01),且PBSS-MI組舒張壓(DBP)、收縮壓(SBP)和平均動(dòng)脈壓(MBP)亦顯著降低(P<0.05, P<0.01); HRV分析顯示,MI組和PBSS-MI組時(shí)域分析指標(biāo)[RR間期的標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)、每5 min RR間期均值標(biāo)準(zhǔn)差(SDANN)、每5 min RR間期標(biāo)準(zhǔn)差均值(SDNN Index)、相鄰RR間期差值均方根(RMSSD)、三角指數(shù)(tr.Ind)、相鄰RR間期差值>50 ms百分比(pNN50)]和頻域分析指標(biāo)[總功率(TP)、超低頻功率(ULF)、極低頻功率(VLF)、低頻功率(LF)、高頻功率(HF)]均顯著降低(P<0.05, P<0.01),LF/HF比值明顯升高(P<0.05, P<0.01)。另外,PBSS-MI組LVEDP明顯高于MI組(P<0.05),+dp/dtmax顯著低于MI組(P<0.05),其HRV降低程度比MI組更嚴(yán)重。經(jīng)逐步多元回歸分析顯示,HRV參數(shù)與+dp/dtmax、-dp/dtmax、SBP、LVSP密切相關(guān)(P<0.05, P<0.01),且低下的RMSSD可為心血管事件的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。 結(jié)論心肌缺血后WHBE兔的心血管自主神經(jīng)功能出現(xiàn)明顯的紊亂,主要表現(xiàn)在HRV降低和心臟舒縮功能的異常,左室功能下降與HRV存在明顯的相關(guān)性,且痰瘀證比血瘀證更嚴(yán)重,同時(shí)低下的RMSSD可為心血管事件的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,表明心血管功能的惡化與迷走神經(jīng)興奮性降低有關(guān)。
WHBE兔; 痰瘀證心肌缺血; 自主神經(jīng)功能; 心血管功能
缺血性心臟病是嚴(yán)重危害人類(lèi)健康的常見(jiàn)病和多發(fā)病,具有較高死亡率和致殘率,是由于冠脈循環(huán)改變引起冠脈血流和心肌需求之間不平衡而導(dǎo)致心肌缺血缺氧或梗塞的一種心臟病,也稱(chēng)為冠心病。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為其屬于胸痹心痛范疇,冠心病的病變程度與痰濁、血瘀程度有關(guān)[1]。而心率變異性(heart rate variability, HRV)是指逐次心跳周期差異的變化, 反映交感和迷走張力的均衡性及其對(duì)心血管活動(dòng)的影響, 是評(píng)估心臟自主神經(jīng)活動(dòng)的客觀指標(biāo)[2]臨床資料顯示,冠心病患者常伴有HRV的改變HRV的降低程度與冠脈病變程度相關(guān)[3]。且心臟自主神經(jīng)功能紊亂是心臟猝死發(fā)生的重要因素[4]。但目前關(guān)于痰瘀證心肌缺血心血管系統(tǒng)與心臟自主神經(jīng)功能的關(guān)系還尚不清楚。本研究為完善痰瘀證心肌缺血模型的評(píng)價(jià)體系,前期已采用冠脈結(jié)扎復(fù)合高脂誘導(dǎo)成功建立了WHBE(白毛黑眼,white hair black eye)兔痰瘀證心肌缺血模型,該模型具有明顯的脂質(zhì)代謝紊亂、血液流變學(xué)異常、明顯的心肌損傷和梗死等生物學(xué)特征,并證實(shí)痰瘀證比血瘀證更嚴(yán)重[5]。故在前期研究基礎(chǔ)上,本文采用HRV分析和心臟生理技術(shù)觀察痰瘀證心肌缺血WHBE兔心血管自主神經(jīng)系統(tǒng)的變化,探討痰瘀證心肌缺血心血管系統(tǒng)與心臟自主神經(jīng)功能的關(guān)系,為痰瘀證心肌缺血模型的評(píng)價(jià)提供客觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
普通級(jí)雄性WHBE兔18只, 體質(zhì)量2.0~2.5 kg,由上虞市星火兔業(yè)養(yǎng)殖場(chǎng)提供[SCXK(浙)2008-0036]。單籠飼養(yǎng),飼喂顆粒飼料和自由飲水,飼養(yǎng)環(huán)境溫度為21±1℃,相對(duì)濕度為50%±10%,飼養(yǎng)于本中心普通級(jí)兔飼養(yǎng)室[SYXK(浙)2008-0116]。
1.2主要儀器
無(wú)創(chuàng)生理信號(hào)遙測(cè)系統(tǒng), 法國(guó)EMKA公司產(chǎn)品。
1.3方法
1.3.1模型制作及分組適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,隨機(jī)分成3組:正常對(duì)照組(Control group)、心肌缺血組(myocardial ischemia group, MI組)和痰瘀證心肌缺血組(myocardial ischemia of phlegm-blood stasis syndrome group, PBSS-MI組),每組6只。按文獻(xiàn)[5]進(jìn)行模型制作,采用冠脈結(jié)扎造成心肌缺血(MI),并用高脂誘導(dǎo)復(fù)制痰瘀證心肌缺血模型,正常對(duì)照組和MI組飼喂基礎(chǔ)飼料,連續(xù)造模4周。
1.3.2心電圖監(jiān)測(cè)及HRV分析在造模2周、4周時(shí),各組實(shí)驗(yàn)兔胸部貼上心電電極片及心電電極,并穿上遙測(cè)馬甲,用EMKA無(wú)創(chuàng)生理信號(hào)遙測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)清醒自由活動(dòng)狀態(tài)下II導(dǎo)聯(lián)心電圖,連續(xù)監(jiān)測(cè)3 h, 分析心電圖中ST段最大抬高點(diǎn)(Max_ST)和總的ST段抬高數(shù)(T_ST); 并按文獻(xiàn)[6]方法進(jìn)行HRV分析, 計(jì)算時(shí)域指標(biāo): 心率(HR)、RR間期的標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)、每5 min RR間期均值標(biāo)準(zhǔn)差(SDANN)、每5 min RR間期標(biāo)準(zhǔn)差均值(SDNN Index)、相鄰RR間期差值均方根(RMSSD)、三角指數(shù)(tr.Ind)、相鄰RR間期差值>50ms百分比(pNN50); 按文獻(xiàn)[7]劃分功率譜計(jì)算頻域指標(biāo): 總功率(TP)、超低頻功率(ULF)、極低頻功率(VLF)、低頻功率(LF)、高頻功率(HF)和LF/HF比值。
1.3.3血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)監(jiān)測(cè)造模4周后,用體積分?jǐn)?shù)3%戊巴比妥鈉溶液耳緣靜脈注射30 mg/kg麻醉兔,頸部剃毛,行正中切口,分離右側(cè)頸總動(dòng)脈并結(jié)扎遠(yuǎn)心端, 從近心端切口將PE50導(dǎo)管插入,連接壓力換能器,用EMKA 無(wú)創(chuàng)生理信號(hào)遙測(cè)系統(tǒng)記錄,待穩(wěn)定后監(jiān)測(cè)血壓(收縮壓SBP、舒張壓DBP和平均動(dòng)脈壓MBP)10 min, 然后繼續(xù)插至左心室, 監(jiān)測(cè)心室內(nèi)壓變化, 觀察左室收縮壓(LVSP)、左室發(fā)展壓(LVDP)、左室舒張末期壓(LVEDP)、左室上升/下降最大變化速率(±dp/dtmax)和等容收縮時(shí)間(Tau)等指標(biāo)。
1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
所有數(shù)據(jù)均用均數(shù)±SEM表示, 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行單因素方差分析,兩兩比較采用L-S-D檢驗(yàn),采用逐步多元回歸分析評(píng)估心血管系統(tǒng)、心血管?chē)?yán)重程度與HRV的關(guān)系,P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1各組心電圖ST段的變化
與正常對(duì)照組比,MI組和PBSS-MI組HR、Max_ST段、T_ST段在術(shù)后2周、4周時(shí)均顯著升高(P<0.05,P<0.01)(表1)。
2.2各組HRV時(shí)域分析指標(biāo)的變化
與正常對(duì)照組比,MI組和PBSS-MI組時(shí)域指標(biāo)SDNN、SDANN、SDANN Index、RMSSD、Tr.Ind、pNN50均在術(shù)后2周、4周時(shí)顯著降低(P<0.01), 且PBSS-MI組時(shí)域指標(biāo)下降均比MI組更低,但差異不顯著(P>0.05)(表2)。
2.3各組HRV頻域分析指標(biāo)的變化
與正常對(duì)照組比,MI組和PBSS-MI組頻域指標(biāo)TP、ULF、VLF、LF和HF均在術(shù)后2周、4周時(shí)顯著降低(P<0.05),且MI組在術(shù)后第4周時(shí)LF/HF比值明顯升高(P<0.05),而PBSS-MI組在術(shù)后2周、4周時(shí)LF/HF比值亦升高顯著(P<0.05,P<0.01),且PBSS-MI組HRV頻域指標(biāo)下降程度均低于MI組,但差異不顯著(P>0.05)(表3)。
表1 各組心電圖ST段的變化(n=6)Table 1 The changes of electrocardiogram ST segment in each group (n=6)
表2 各組實(shí)驗(yàn)兔時(shí)域分析指標(biāo)的變化(n=6)Table 2 The changes of HRV time-dominate analysis indexes in each group(n=6)
2.4各組血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化
與正常對(duì)照組比,MI組LVSP、LVDP、+dp/ dtmax和-dp/dtmax均顯著降低(P<0.05, P<0.01),LVEDP和Tau指數(shù)均明顯升高或延長(zhǎng)(P<0.05); 而PBSS-MI組DBP、SBP、MBP、LVSP、LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax均顯著降低(P<0.05, P<0.01),且LVEDP和Tau指數(shù)亦升高或延長(zhǎng)顯著(P<0.01)。與MI組比, PBSS-MI組LVEDP明顯高于MI組(P<0.05),且+dp/dtmax顯著低于MI組(P<0.05)(表4)。
2.5HRV參數(shù)與心血管系統(tǒng)的關(guān)系分析
以HRV時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo)為因變量, 以對(duì)HRV有影響的ST段和血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)為自變量, 進(jìn)行逐步多元回歸分析。結(jié)果顯示, HRV參數(shù)與+dp/dtmax -dp/dtmax、SBP、LVSP密切相關(guān), 其中-dp/dtmax與SDNN、SDANN、SDANN Index、tr.Ind、ULF VLF、LF呈負(fù)相關(guān), +dp/dtmax與RMSSD、pNN50 TP呈正相關(guān), +dp/dtmax與LF/HF呈負(fù)相關(guān), SBP與SDANN呈正相關(guān),LVSP與HF呈正相關(guān)(表5)。
表3 各組實(shí)驗(yàn)兔頻域分析指標(biāo)的變化(n=6)Table 3 The changes of HRV frequency-dominate analysis indexes in each group (n=6)
表4 各組實(shí)驗(yàn)兔血流動(dòng)力學(xué)的變化(n=6)Table 4 The changes of hemodynamic parameters in each group(n=6)
表5 HRV參數(shù)與心血管系統(tǒng)的關(guān)系分析Table 5 Relationship analysis between HRV parameters and cardiovascular system
2.6心血管?chē)?yán)重程度與HRV參數(shù)的逐步多元回歸分析
以心血管系統(tǒng)嚴(yán)重程度Y(心肌缺血組為1和痰瘀證心肌缺血組為2)為因變量,以HRV各參數(shù)指標(biāo)為自變量, 進(jìn)行逐步多元回歸分析。結(jié)果顯示, 心血管系統(tǒng)嚴(yán)重程度與RMSSD密切相關(guān),Y=1.413-0.13 RMSSD, R=0.752, P=0.008。
眾所周知,任何疾病的進(jìn)程均是不斷發(fā)展變化的。研究并揭示中醫(yī)證候動(dòng)物模型的生物學(xué)基礎(chǔ),必須從具體疾病作為切入口,才能了解和明確該模型中醫(yī)證候的演變規(guī)律。本研究前期從血脂、血液流變學(xué)、心肌酶和梗死面積等角度出發(fā),揭示了WHBE兔痰瘀證心肌缺血模型具有血脂升高、血液流變學(xué)異常和心肌損傷的生物學(xué)基礎(chǔ),真實(shí)地反映了“瘀可致痰、由痰致瘀、痰瘀互結(jié)”的中醫(yī)觀點(diǎn)[5]。同樣,本結(jié)果亦顯示,心肌缺血組和痰瘀證心肌缺血組WHBE兔的心率明顯加快和ST段明顯升高,并隨病程的延長(zhǎng),心肌缺血后痰瘀證的病征比血瘀證更嚴(yán)重;心臟血流動(dòng)力學(xué)亦顯示,心肌缺血組和痰瘀證心肌缺血組的心臟舒縮功能均出現(xiàn)明顯的異常,且心肌缺血痰瘀證組LVEDP升高程度和+dp/dtmax降低程度均比血瘀證更明顯,這些結(jié)果均證實(shí)了痰瘀證比血瘀證病理?yè)p傷更嚴(yán)重,導(dǎo)致心律失常或猝死的危險(xiǎn)性增加。
近來(lái),隨著電生理技術(shù)的不斷發(fā)展,心臟自主神經(jīng)功能評(píng)價(jià)在心血管疾病、代謝綜合征和動(dòng)物福利等研究中已表現(xiàn)出較好的應(yīng)用價(jià)值[2,4,8]。HRV能真實(shí)反映交感和副交感神經(jīng)對(duì)心血管調(diào)節(jié)的結(jié)果,正常情況下,迷走神經(jīng)對(duì)HRV調(diào)節(jié)起著決定作用,迷走神經(jīng)功能健全時(shí)HRV增大,反之則降低[9]。HRV分析主要包括時(shí)域分析和頻域分析,其中時(shí)域分析中SDNN和三角指數(shù)均反映HRV的總體情況,SDANN和SDNNIndex是反映交感神經(jīng)功能的敏感指標(biāo),而RMSSD與pN50則反映迷走神經(jīng)張力水平[10]。結(jié)果顯示,痰瘀證心肌缺血組和心肌缺血組時(shí)域指標(biāo)SDNN、SDANN、SDANNIndex、RMSSD、Tr.Ind、pNN50均出現(xiàn)明顯的降低,且心肌缺血痰瘀證的下降程度比血瘀證更低,這些提示心肌缺血痰瘀證HRV比血瘀證下降更明顯,證實(shí)痰瘀證心肌缺血模型兔出現(xiàn)心臟自主神經(jīng)功能的紊亂。同樣,頻域分析中TP反映了總的變異性;HF可反映迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)功能,與呼吸性心律不齊有關(guān);LF則反映交感和迷走神經(jīng)的共同影響,VLF與外周血管舒縮及腎素-血管緊張素系統(tǒng)活動(dòng)有關(guān),可反映交感神經(jīng)活動(dòng),ULF可反映人的晝夜周期節(jié)律和神經(jīng)內(nèi)分泌節(jié)律的影響,而LF/HF比值則表示交感-迷走神經(jīng)張力的平衡性[10]。本結(jié)果顯示,心肌缺血組和痰瘀證心肌缺血組頻域指標(biāo)TP、ULF、VLF、LF和HF均出現(xiàn)明顯的降低,同時(shí)LF/HF比值明顯升高,這些結(jié)果亦證實(shí)心肌缺血后HRV出現(xiàn)明顯降低,使得交感/迷走神經(jīng)張力平衡出現(xiàn)紊亂,且以迷走神經(jīng)活性下降為主,同時(shí)也影響了外周血管舒縮及腎素-血管緊張素系統(tǒng)的活動(dòng)以及神經(jīng)內(nèi)分泌節(jié)律的變化,這與心肌缺血后心率明顯增加、血壓和左室功能下降是一致的。由此可見(jiàn),痰瘀證心肌缺血WHBE兔心臟自主神經(jīng)功能出現(xiàn)調(diào)節(jié)異常,其影響機(jī)制可能一方面是由于心臟交感神經(jīng)或迷走神經(jīng)的反應(yīng)減弱,導(dǎo)致植物性神經(jīng)功能平衡失調(diào),另一方面則是由于壓力感受器功能受損,導(dǎo)致迷走神經(jīng)興奮性降低,而這與心肌缺血后心臟舒縮功能的下降有關(guān)。
為進(jìn)一步明確左室功能下降與HRV的關(guān)系, 揭示心血管事件發(fā)生的潛在物質(zhì)基礎(chǔ)。經(jīng)逐步多元線性回歸分析顯示, HRV參數(shù)與+dp/dtmax、-dp/dtmax、SBP和LVSP密切相關(guān),這也表明左室功能下降與HRV降低有著密切的聯(lián)系,并表明心肌缺血無(wú)論痰瘀證還是血瘀證,其左室功能下降是影響心肌缺血患者HRV最主要的因素, 但痰瘀證HRV的降低比血瘀證更低, 可繼發(fā)嚴(yán)重的心臟功能失調(diào), 同時(shí), 心血管系統(tǒng)嚴(yán)重程度與RMSSD下降明顯相關(guān), 提示迷走神經(jīng)功能下降是引起心血管疾病惡化的主要原因。
綜上所述,心肌缺血后WHBE兔的心血管自主神經(jīng)功能出現(xiàn)明顯的紊亂,主要表現(xiàn)在HRV降低和心臟舒縮功能的異常,且左室功能下降與HRV存在明顯的相關(guān)性,心肌缺血痰瘀證比血瘀證更嚴(yán)重同時(shí)低下的RMSSD可為心血管事件的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,表明心血管功能的惡化與迷走神經(jīng)興奮性降低有關(guān),亦提示了植物神經(jīng)在心肌缺血中的起著重要作用。因此,采用HRV分析可有效評(píng)估痰瘀證心肌缺血模型心血管自主神經(jīng)功能的變化,揭示其心血管病變程度。
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Study on Relation between Cardiovascular System and Cardiac Autonomic Nervous Function in WHBE Rabbits Myocardial Ischemia Model of Phlegm-blood Stasis Syndrome Type
PAN Yong-ming, CHEN Liang, XU Jian-qin, CHEN Min-li
(Laboratory Animal Research Center/Comparative Medical Research Center,Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China)
ObjectiveTo observe the relation between cardiovascular system and cardiac autonomic nervous function in the WHBE rabbits myocardial ischemia model of phlegm-blood stasis syndrome type, by high fat diet feeding and coronary artery ligation. MethodsWHBE rabbits were randomly divided into the normal control (control) group, myocardial ischemia (MI) group and myocardial ischemia of phlegm-blood stasis syndrome (PBSS-MI) group, 6 in each group. Myocardial ischemia of MI group and PBSS-MI group were induced by ligated the coronary artery, and then PBSS-MI group was fed with high fat diet, while control group and MI group were fed with common diet for 4 weeks. The electrocardiogram was monitored by non-invasive physiological telemetry system at 2 and 4 weeks, and the changes of cardiac autonomic nervous function were analyzed by HRV methods. The cardiac hemodynamic parameters were monitored at 4th week, and using stepwise multiple regression analysis to evaluate the relation between cardiovascular system and cardiac autonomic nervous function. ResultsCompared with control group, HR, Max_ST segment, T_ST segment, LVEDP and Tau in MI group and PBSS-MI group were significantly increased, while LVSP, LVDP, +dp/dtmax and Cdp/dtmax were significantly decreased (P<0.05, P<0.01), and DBP, SBP and MBP in PBSS-MI group were also decreased (P<0.05, P<0.01); HRV analysis showed that the time-domain analysis indexes (SDNN,SDANN, SDANN Index, RMSSD, Tr.Ind, pNN50) and frequency-domain analysis indexes (TP, ULF,VLF, LF and HF) were significantly decreased (P<0.05, P<0.01), while LF/HF was significantly increased at 2 or 4 weeks(P<0.05, P<0.01). Furthermore, LVEDP in PBSS-MI group was significantly higher than that of MI group (P<0.05), while +dp/dtmax was significantly lower than that of MI group (P<0.05), and the degree of its reduced HRV was more serious than that of MI group. The stepwise multiple regression analysis showed that it was closely relationship between HRV parameters and +dp/ dtmax, -dp/dtmax, SBP, LVSP (P<0.05, P<0.01), and also showed that the low RMSSD was an independent predictor factor of cardiovascular events. ConclusionThe cardiovascular autonomic nervous function of WHBE rabbit was obviously disordered after myocardial ischemia, mainly including reduced HRV and abnormal cardiac function, and it was existed obvious correlation between the left ventricular dysfunction and HRV, and phlegm-blood stasis syndrome was more serious than blood stasis, the low RMSSD can be considered an independent predictor factor of cardiovascular events, it indicated that the deterioration of cardiovascular function was related with the decrease the excitability of the vagus nerve.
WHBE rabbit; Phlegm-blood stasis syndrome type of myocardial ischemia;Autonomic nervous function; Cardiovascular function
Q95-33
A
1674-5817(2015)02-0161-06
10.3969/j.issn.1674-5817.2015.02.015
2014-06-30
浙江省中醫(yī)藥科學(xué)研究基金計(jì)劃(2010ZB032), 浙江省衛(wèi)生高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程項(xiàng)目資助項(xiàng)目
潘永明(1979-), 男, 助理研究員, 研究方向: 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。E-mail:pym918@126.com
陳民利(1963-), 女, 教授, 研究方向: 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與比較醫(yī)學(xué)。E-mail: cmli991@aliyun.com
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與比較醫(yī)學(xué)2015年2期