張 玲， 湯寶鵬， 蘆顏美， 邢 強(qiáng)， 李耀東， 張疆華， 周賢惠

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟起搏電生理科， 烏魯木齊 830054)

以往的臨床和實(shí)驗(yàn)研究均顯示交感或迷走神經(jīng)張力增加或二者失衡均可誘發(fā)房顫及參與房顫的維持[1-4]，交感神經(jīng)興奮時(shí)可引起大量?jī)翰璺影丰尫牛黾有募∈湛s力、心率、心肌傳導(dǎo)性， 迷走神經(jīng)興奮則有負(fù)性心率、負(fù)性肌力及負(fù)性傳導(dǎo)的作用[5]。犬作為電生理研究中重要實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣?dòng)物，已有較多迷走或交感神經(jīng)干預(yù)實(shí)驗(yàn)研究,我們既往的研究證實(shí)刺激右側(cè)迷走神經(jīng)干及快速右心房起搏可成功建立迷走神經(jīng)介導(dǎo)的陣發(fā)性房顫犬模型，刺激右側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)可明顯增加房顫誘發(fā)率及房顫持續(xù)時(shí)間，當(dāng)給予星狀神經(jīng)節(jié)切除可明顯減少房顫的誘發(fā)率和維持時(shí)間[6-12]。但分別對(duì)犬進(jìn)行左右側(cè)頸部迷走及交感神經(jīng)不同電壓刺激，觀察其對(duì)犬血壓和心率及房顫誘發(fā)率的影響尚不清楚。本研究擬探討不同頻率及電壓刺激犬頸部雙側(cè)迷走及交感神經(jīng)，觀察其對(duì)血壓和心率及房顫誘發(fā)率的影響，從而為房顫犬模型的構(gòu)建及相關(guān)研究提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和主要設(shè)備成年健康雜種犬10只，雄性，體質(zhì)量(20 ± 3)kg，由新疆醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)研究部提供[SCXK(新)2010-0001]，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及實(shí)施均經(jīng)過(guò)新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院的動(dòng)物倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào)：A-20130330015)，所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用均按照3R 原則給予人道的關(guān)懷。主要設(shè)備：lead-7000錦江電生理儀，Grass88神經(jīng)刺激儀。

1.2動(dòng)物麻醉和手術(shù)準(zhǔn)備術(shù)前12 h禁食禁飲。鹽酸氯胺酮注射液(20 mg/kg)肌注基礎(chǔ)誘導(dǎo)麻醉，5 min左右實(shí)驗(yàn)犬進(jìn)入麻醉狀態(tài)后，開(kāi)放前肢背側(cè)皮下頭靜脈，3%戊巴比妥鈉注射液(20 mg/kg)泵入維持麻醉(2～3 mL/h)，根據(jù)瞬目反射判定追加麻醉。連接lead 7000錦江電生理儀，以II導(dǎo)聯(lián)作為監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)持續(xù)監(jiān)測(cè)，用于記錄和監(jiān)測(cè)體表心電圖(ECG) ，肝素化(300 U/kg)并留置導(dǎo)尿。

1.3心內(nèi)電極的放置分離暴露單側(cè)股動(dòng)脈和股靜脈，分別置入8F鞘管,右側(cè)股動(dòng)脈鞘管連接血壓換能器，持續(xù)監(jiān)測(cè)血壓。股靜脈用于連接高位右心房(HRA)電極。

1.4左右側(cè)迷走神經(jīng)干暴露和刺激備皮，頸部正中切口，分離皮下組織和肌肉，分別在頸部正中氣管兩側(cè)分離雙側(cè)頸動(dòng)脈鞘，并暴露雙側(cè)迷走神經(jīng)干(圖1a、b)。用Grass88神經(jīng)刺激儀刺激脈寬0.1 ms，方波刺激，20 Hz，分別以0、2、4、6、8 V電壓刺激迷走神經(jīng)干，記錄心率和血壓及房顫誘發(fā)率。

1.5左右星狀神經(jīng)節(jié)的暴露和刺激在雙側(cè)鎖骨上窩行橫切口，逐層切開(kāi)，顯露臂叢及鎖骨下動(dòng)脈，在鎖骨下動(dòng)脈與頸動(dòng)脈，第7頸椎前方脂肪組織內(nèi)分離暴露出星狀神經(jīng)節(jié)(圖1c、d)。用逐級(jí)電壓(0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20 V刺激左右星狀神經(jīng)節(jié)(頻率20 Hz，脈寬5 ms)，記錄心率和血壓及房顫誘發(fā)率。

1.6房顫誘發(fā)率的測(cè)定(1)基礎(chǔ)條件下誘發(fā)房顫:在高位右心房行快速起搏,每次持續(xù)30 s,共刺激3次，觀察房顫的誘發(fā)情況。(2)迷走和交感條件下誘發(fā)房顫:分別于交感及迷走神經(jīng)刺激前、刺激當(dāng)時(shí)測(cè)定HRA的房顫誘發(fā)率和房顫持續(xù)時(shí)間。房顫的誘發(fā)測(cè)定使用lead 7000 心臟電生理儀行程序刺激。分別在HRA行快速起搏(S1S1,刺激周長(zhǎng)100 ms)刺激，觀察并記錄房顫誘發(fā)情況。每一部位重復(fù)3次。房顫定義為：心電圖P波消失，代之間隔不均，形態(tài)不一的f波，頻率450～600次/min， RR間期絕對(duì)不等，持續(xù)5 s以上。房顫誘發(fā)率定義為成功誘發(fā)房顫次數(shù)/總誘發(fā)次數(shù)×100%。

a： 左側(cè)迷走神經(jīng)干

b： 右側(cè)迷走神經(jīng)干

c： 左側(cè)交感干和星狀神經(jīng)節(jié)

d： 右側(cè)交感干和星狀神經(jīng)節(jié)

圖1心臟頸部迷走神經(jīng)干及星狀神經(jīng)節(jié)的解剖位置

注：L=left，R=right， Stellate Ganglion=星狀神經(jīng)節(jié)，L sympathetic trunk=左側(cè)交感神經(jīng)干，R sympathetic trunk=右側(cè)交感神經(jīng)干

1.7平均心率的測(cè)定至少連續(xù)測(cè)量10個(gè)心室周期后根據(jù)這10個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間換算為1 min的次數(shù)。反復(fù)測(cè)量3次取平均值。

2 結(jié)果

2.1模型制作完成情況在實(shí)驗(yàn)完成過(guò)程中，一只犬在行左側(cè)迷走神經(jīng)刺激時(shí)(刺激電壓10 V)出現(xiàn)室顫，搶救無(wú)效死亡。

2.2迷走神經(jīng)刺激對(duì)心率和血壓的影響以20 Hz，0～8 V電壓分別刺激左側(cè)迷走神經(jīng)干(left vagus nerve trunk，LVT)和右側(cè)迷走神經(jīng)干(right vagus nerve trunk，RVT)，刺激右側(cè)迷走神經(jīng)干時(shí)可見(jiàn)隨著刺激電壓增加，心率減慢幅度逐漸增大，到4 V時(shí)達(dá)到心率減慢最大效應(yīng)，隨電壓的增大心率再無(wú)明顯變化。LVT刺激較右RVT對(duì)竇性心率的減慢程度更大(P<0.05)。RVT刺激時(shí)所有犬均表現(xiàn)為竇性心動(dòng)過(guò)緩，而左側(cè)迷走神經(jīng)刺激時(shí)，犬常表現(xiàn)為一度，二度房室傳導(dǎo)阻滯及竇性停搏(圖2、3)。1例犬在行左側(cè)迷走神經(jīng)刺激時(shí)，出現(xiàn)了自發(fā)心房顫動(dòng)，房顫出現(xiàn)時(shí)，立即停止神經(jīng)刺激，維持14 s后自行終止，恢復(fù)竇性心律(圖4)。隨著刺激電壓的增加，收縮壓及舒張壓均逐漸降低，2 V時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖5a、b)。

圖2刺激右側(cè)迷走神經(jīng)1200次/min，2V，出現(xiàn)竇性心動(dòng)過(guò)緩，箭頭為迷走神經(jīng)刺激信號(hào)

圖3刺激左側(cè)迷走神經(jīng)1200次/min，2V，出現(xiàn)明顯的房室傳導(dǎo)阻滯，箭頭為迷走神經(jīng)刺激信號(hào)

圖4 左側(cè)頸部迷走神經(jīng)刺激(20 Hz, 6 V,7 s)出現(xiàn)竇性停搏(A)，自發(fā)性房顫持續(xù)14 s(B)，刺激停止后，恢復(fù)竇性心律(C)

2.3左、右側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)(LSG、RSG)刺激對(duì)心率和血壓的影響以20 Hz，0～20 V電壓分別刺激左右側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)， LSG和RSG刺激12 V電壓開(kāi)始，較基線值升高有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，后至20 V血壓逐漸升高，至18 V血壓達(dá)到峰值，20 V與18 V血壓無(wú)明顯變化。在此血壓下易誘發(fā)室性心動(dòng)過(guò)速速。12～20 V電壓刺激時(shí)，LSG致收縮壓升高的程度顯著高于RSG(P<0.05)，4～10 V電壓刺激時(shí)雙側(cè)無(wú)明顯差異 (圖 6a、b)。隨著刺激電壓增加，心率增快的幅度逐漸增大，到4 V時(shí)開(kāi)始逐漸增加，到16 V時(shí)心率無(wú)明顯變化。左側(cè)RSG刺激對(duì)心率和血壓的影響均較右側(cè)明顯。

2.4迷走神經(jīng)在房顫誘發(fā)過(guò)程中的作用給予HRA1-2快速刺激后，可見(jiàn)Ⅱ?qū)?lián)RR間期絕對(duì)不齊，HRA3-4可見(jiàn)A-V比例不固定，證明房顫成功(圖7)。基礎(chǔ)狀態(tài)下行S1S1刺激時(shí)， SISI刺激的房顫誘發(fā)率和持續(xù)時(shí)間均高于S1S2，無(wú)論S1S1還是S1S2刺激，給予迷走神經(jīng)刺激后誘發(fā)率均明顯增加，且右側(cè)迷走神經(jīng)刺激后房顫的誘發(fā)率高于左側(cè)房顫誘發(fā)率(表1)。房顫不僅可被S1S1刺激和S1S2刺激誘發(fā)，還間斷自發(fā)出現(xiàn)，但維持幾秒后自發(fā)終止，且在迷走神經(jīng)刺激下房顫更容易誘發(fā)，并在單純迷走神經(jīng)刺激下出現(xiàn)自發(fā)房顫(圖4)。

2.5交感神經(jīng)在房顫誘發(fā)過(guò)程中的作用基礎(chǔ)狀態(tài)下行S1S1刺激時(shí)， S1S1刺激的房顫誘發(fā)率(25.00%)和持續(xù)時(shí)間高于S1S2(6.66%)，無(wú)論S1S1還是S1S2刺激，給予星狀神經(jīng)節(jié)刺激后房顫誘發(fā)率明顯增加(P<0.05)，且右側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)刺激后房顫的誘發(fā)率高于左側(cè)(表2)。

3 討論

心臟受迷走神經(jīng)及交感神經(jīng)的雙重神經(jīng)調(diào)節(jié)。支配心臟的迷走神經(jīng)主要起源于大腦延髓疑核，而交感神經(jīng)主要來(lái)源于頸和胸段脊髓神經(jīng)。大腦、脊髓和神經(jīng)節(jié)由迷走交感干在胸腔中沿著大血管或心臟分布組成神經(jīng)叢。心臟內(nèi)源性自主神經(jīng)系統(tǒng)定義為心包內(nèi)心臟和大血管上的神經(jīng)以及神經(jīng)節(jié)[13]。大部分的迷走神經(jīng)纖維匯聚在上腔靜脈和主動(dòng)脈之間的一個(gè)獨(dú)特的神經(jīng)叢后分別到達(dá)竇房結(jié)和房室結(jié)。刺激這些可以誘發(fā)房顫，射頻消融心臟表面神經(jīng)叢可以使房顫的手術(shù)成功率明顯增加[14-15]。

圖5 左側(cè)及右側(cè)迷走神經(jīng)電刺激對(duì)心率和收縮壓的影響

圖6 左側(cè)及右側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)電刺激對(duì)心率和收縮壓的影響

圖7 S1S1刺激下成功誘發(fā)房顫

目前應(yīng)用最廣泛的慢性房顫動(dòng)物模型是快速心房起搏致心房顫動(dòng)模型?？焖倨鸩Ｐ鸵驯粡V泛用于慢性房顫發(fā)生機(jī)制、電生理和干預(yù)治療等方面的研究。本研究結(jié)果顯示，迷走交感干刺激構(gòu)建急性心房顫動(dòng)模型較單純高右房高頻刺激誘發(fā)率增加，房顫維持時(shí)間延長(zhǎng)。右側(cè)迷走神經(jīng)刺激時(shí)多表現(xiàn)為竇性心動(dòng)過(guò)緩，左側(cè)迷走神經(jīng)刺激易出現(xiàn)竇性停搏、房室傳導(dǎo)阻滯及易引起呼吸抑制等。本研究發(fā)現(xiàn)右側(cè)迷走神經(jīng)干隨著刺激電壓的增加血壓逐漸降低，到2 V時(shí)效應(yīng)最大，心率逐漸減慢，到4 V時(shí)達(dá)到最大效應(yīng)。左側(cè)迷走神經(jīng)干對(duì)心率的減慢程度更明顯。右側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)隨著刺激電壓的升高血壓逐漸升高，16 V血壓達(dá)到峰值，心率逐漸增高，在14 V時(shí)效應(yīng)最大。LSG引起收縮壓升高的程度顯著高于RSG，房顫不僅可被SISI刺激和SIS2刺激誘發(fā)，在單純迷走或交感神經(jīng)刺激下還可自發(fā)出現(xiàn)，但維持幾秒后自發(fā)終止。右側(cè)迷走神經(jīng)刺激后房顫的誘發(fā)率高于左側(cè)，刺激RSG房顫誘發(fā)率顯著高于LSG。研究結(jié)果提示右側(cè)迷走交感干主要支配竇房結(jié)，左側(cè)迷走交感干主要支配房室結(jié)，主要表現(xiàn)為房室傳導(dǎo)阻滯，和Huang等[16]、Yu等[17]的研究一致。

表1 不同誘發(fā)方式與房顫誘發(fā)率之間的關(guān)系

注: 與S1S1刺激比較,*P<0.05; 與HRA比較,△P<0.05。

表2 不同刺激方式與房顫誘發(fā)率之間的關(guān)系

注: 與S1S1刺激比較,*P<0.05; 與HRA比較,△P<0.05。

高強(qiáng)度迷走及交感神經(jīng)刺激可使心房有效不應(yīng)期及傳導(dǎo)波長(zhǎng)明顯縮短，并使心房有效不應(yīng)期離散度增加, 增加折返環(huán)、促進(jìn)折返環(huán)的形成和促進(jìn)房顫的發(fā)生和維持。且既往的研究也表明右側(cè)迷走神經(jīng)干刺激房顫誘發(fā)率明顯高于左側(cè)[15]，星狀神經(jīng)節(jié)刺激可顯著縮短犬心房有效不應(yīng)期和折返波長(zhǎng)，本研究結(jié)果與以上研究一致。既往的研究也表明左側(cè)和右側(cè)交感神經(jīng)之間的功能存在異質(zhì)性。

這與本研究一致，研究發(fā)現(xiàn)無(wú)論交感或迷走神經(jīng)給予高強(qiáng)度刺激后能使心房有效不應(yīng)期縮短并使單向動(dòng)作電位時(shí)程縮短，心房折返環(huán)縮小，心房電傳導(dǎo)異質(zhì)性增加，進(jìn)而可誘發(fā)房顫。

自主神經(jīng)失衡可誘發(fā)房顫并促進(jìn)房顫的維持，低強(qiáng)度迷走神經(jīng)刺激，低強(qiáng)度耳屏刺激在基礎(chǔ)和臨床上均已證實(shí)可治療房顫。自主神經(jīng)張力失衡致房顫模型可作為研究心臟自主神經(jīng)和房顫相關(guān)基礎(chǔ)研究的固定模型。本研究通過(guò)觀察不同電壓下刺激雙側(cè)迷走及星狀神經(jīng)節(jié)，誘發(fā)房顫的發(fā)生，為通過(guò)自主神經(jīng)介導(dǎo)房顫模型的制作提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本研究也存在許多不足，如未進(jìn)行開(kāi)胸心臟表面神經(jīng)叢的刺激及消融后分析，未將頸部迷走神經(jīng)干及星狀神經(jīng)節(jié)分別切除或阻斷看其效應(yīng)等。