离体兔肺静脉肌袖心肌细胞电生理特性
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离体兔肺静脉肌袖心肌细胞电生理特性
中文摘要
目的:本实验应用常规玻璃微电极细胞内记录技术,研究家兔肺静脉肌袖(Pulmonary vein cadiomyocytes, PVC)电生理特性,观察肺静脉肌袖心肌细胞与心房肌细胞之间的电传导现象,探讨肺静脉起源的阵发性房颤的发生机制。
方法: 50只健康成年家兔,获取肺静脉及相连左房心肌组织,应用常规微电极细胞内技术:1、记录PVC与左心房心肌细胞(Atrial cardiomyocytes, LAC) 动作电位(Action potential, AP),并进行各项参数比较(APD20,APD50,APD90);
2、分别于PVC端和LAC端予不同频率脉冲刺激,观察另一端的动作电位的产生情况;
3、改用加有钾离子通道阻滞剂2mmol/L氯化铯(Caesium chloride,CsCl)的台式液,观察二者早后除极发生的可能性。
结果:1、PVC的APD20,APD50,APD90均较LAC长(APD20 23.09±5.44vs19.5±1.658,APD50 52.4±7.93vs28.9±4.363,APD90 123.35±8.26vs69.65±9.44),有显著统计学差异(n=10,P<0.05);2、在一定的刺激频率范围内,肺静脉的刺激均能传导至左心房,而后者较少能逆传至肺静脉(100%vs10%, n=20,P<0.05);3、加用药物灌流后,PVC更易发生EAD(90%vs15%,n=20,P<0.05)。
结论:肺静脉肌袖和心房肌之间的电兴奋传导是不均一的,这可能是形成折返的基础。
氯化铯作为一种K+通道阻滞剂能延长复极过程,为后除极的发生创造条件,肺静脉肌袖心肌细胞的长动作电位时程特性,具备发生早后除极的倾向性,并且兴奋易于传入左心房,这可能是促进房性心律失常的发生基础。
关键词:常规玻璃微电极;肺静脉肌袖;左心房;心肌细胞;动作电位;早后除极
Electrophysiological Characteristics of Cardiomyocytes from Rabbit
Pulmonary Vein Sleeves
Abstract
Objective:Applying intracellular recording mode of the standard microelectrode technique to study the electrophysiological characteristics of cardiomyocytes from rabbit pulmonary vein sleeves (PVC), and observe the electrical conduction between PVC and left atrial cardiomyocytes(LAC). To explore the mechanism of paroxysmal atrial fibrillation originated from the pulmonary vein (PV).
Methods:Multiple cardiomyocyte preparations from PV and LA of 50 healthy adult rabbits were obtained. The standard intracellular microelectrode technique was applied to record action potential(AP) of PVC and LAC, and a comparison of action potential duration(APD20,APD50,APD90) between them was made, In addition , the transmission relationship between PVC and LAC was tested. Finally,2mmol/L Caesium chloride(CsCl) was added into the superfusate,to probe the incidence of early after depolarization(EAD) was observed in the two parts, separately.
Results: The action potential duration (APD) at 20%,50% and 90% repolarization(APD20,APD50,APD90) of PVC were longer than those of LAC obviously(P<0.05).In most cases, the AP signals from PVC can be conducted freely to LAC; on the contrary, the conduction signals from LAC can seldom reach PVC; EAD was more easily induced in PVC than in LAC. Conclutions:The conduction of AP between PVC and LAC was unequal,which may be the basis of reentry formation. EAD could be induced easily in PVC, with treatment of Cesium chloride, a K+ channel blockers, Together with the long APD, it was suggested that EAD genesis in PVC might be one of the mechanism of atrial arrhythmia originated in that special sourse.
Keywords: Standard microelectrode technique ; Pulmonary vein sleeves; Left atrial cardiomyocytes; Early after depolarization; Action potential.
中英文缩写对照表
英文缩写 英文全称 中文全称
AF Auricular Fibrillation 心房颤动
PAF Paroxysmal Auricular Fibrillation 阵发性房颤
LA Left Atrium 左心房
PV Pulmonary Vein 肺静脉
PVC Pulmonary Vein Cadiomyocytes 肺静脉心肌细胞 RP Resting Potential 静息电位
AP Active Potential 动作电位
APA Amplitude of Action Potential 动作电位幅度 APD Active Potential Duration 动作电位时程 APD20 Time of 20% Repolarization 20%复极化所需时间APD50 Time of 50% Repolarization 50%复极化所需时间APD90 Time of 90% Repolarization 90%复极化所需时间EAD Early After Depolarization, 早后去极化
CsCl Caesium Chloride 氯化铯
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引 言
心房颤动(Atrial fibrillation,AF)在成人中是为最常见的持续性异常心脏节律,可引起不协调的心房乱颤,这种不规则节律部分可传导至心室,进而影响心室的正常活动。
房颤影响人群广泛(常于中年发病,患病率随年龄升高),其死亡率虽远低于室性心律失常,但由长时间房颤造成的心悸不适、明显血液动力学变化、甚至出现血栓栓塞性并发症并不少见,因而其致死率并不亚于前者。
其中90%以上的阵发性房颤由肺静脉异位灶触发,很多证据表明AF是由于肺静脉的病理生理改变。
一、肺静脉解剖及电生理特征
胚胎期人类胸部静脉内即存在心房肌。
在原始线状心管形成后,大量心中隔间充质细胞分化为心肌细胞,这些心肌细胞沿着肺静脉壁延伸爬行生长即形成肺静脉肌袖。
Spach等[1]对肺静脉内心肌的超微结构研究表明,肺静脉内心肌与左房心肌具有相似的结构特点。
说明肺静脉内心肌与左房心肌在组织上具有同源性。
然而,Blom等[2]对人类胚胎进行HNK-1抗原的免疫组化染色显示, 肺静脉心肌在胚胎起源上区别于HNK-l染色阴性的心房肌,而与源于静脉窦的窦房结、房室结、希氏束等传导系统具有相同的组织来源。
有研究表明,上肺静脉的肌袖明显长于下肺静脉肌袖,心肌在肺静脉内排列复杂而不规则,肌袖的肌纤维排列及厚度等方面存在着明显的个体差异。
Kholova等[3]对房颤和非房颤病人肺静脉内心肌的解剖和组织学特征进行了研究,结果显示房颤病人上肺静脉肌袖的长度较非房颤病人上肺静脉肌袖更长,房颤病人上肺静脉口末端心房肌的平均厚度更厚,肺静脉中部,肌纤维走向发生突然改变。
结合临床上房颤常起源肺静脉,多好发于上肺静脉,这些发现均可能反应了肺静脉异位电活动及触发房颤的几率不仅与肺静脉内心肌组织量有关,而且与组织结构分布、走形密切。
Nakagawa等研究了房颤病人左房-肺静脉心肌连接宽度与肺静脉冲动发放(pulmonary vein firing)之间的关系,结果表明左房- 肺静脉心肌连接越宽,肺静脉冲动发放就越频繁,较宽较厚的左房-肺静脉心肌连接可能有利于折返环的形成,使触发活
动更容易发生。
这就证实了肺静脉冲动发放与左房-肺静脉心肌连接宽度有关的假说。
1972年,Spach等[1]观察到心肌组织延伸入胸内静脉2~4cm,并能传导电冲动。
1981年,Cheung[4]发现可从肺静脉壁的心肌层记录到动作电位,而从平滑肌细胞层只能记录到静息电位。
许多证据表明肺静脉可能是心房折返的特殊位点。
肺静脉心肌细胞与心房心肌细胞相比,其不应期更短,Chen等研究表明,肺静脉内心肌细胞分为两种,一种有起搏活动,一种无起搏活动;肺静脉心肌细胞触发
)能导致迟后除极(DAD),活动可导致较强的致心律失常活动,一过性内向电流(I
ti
)在窦房而且可能是肺静脉致心律失常的原因[5-8]。
众所周知,T型Ca2+电流(I
Ca-T
结和潜在的心房起搏细胞的自律活动中具有重要的作用。
最近的研究表明,I
Ca-T 也存在于兔肺静脉心肌细胞中,是构成肺静脉心肌细胞Iti的离子流,并直接导致了肺静脉心肌细胞的起搏活动及触发活动,这在肺静脉心肌细胞心律失常的发生中具有重要作用[9]。
二、肺静脉为心房颤动的主要原因
目前射频消融术的应用已使90%初发性、阵发性房颤得以终止,但对于持续性、永久性心房颤动目前仍无良好对策。
因此考虑大部分房颤起自肺静脉肌袖(pulmonary vein cadiomyocytes,PVC),PVC特有的组织学结构及电生理特征使其成为房颤发生和维持的最主要因素。
首先,起搏电生理研究表明大多数心房颤动源自肺静脉壁内心肌组织(即肌袖,由左心房心肌组织延伸入肺静脉壁外层而形成)的异位搏动病灶所触发[10]。
经导管电学隔离肺静脉或消融肺静脉内的局灶可以根治阵发性房颤[11],消融终点为心房肺静脉交界处出现双向传导阻滞(经心外膜起搏心房游离壁和肺静脉加以证实)。
房颤病人的肺静脉有着显著不同的电生理特征,如较短的不应期,更加频繁、明显的递减性传导,在外加刺激下更易发生房颤。
其次,心房解剖结构及电生理特性的不一致性也是房颤易于诱发并维持的基础[12]。
这种不一致性尤其突显在肺静脉周围,有研究表明,上肺静脉的肌袖明显长于下肺静脉肌袖,肌袖由环形、螺旋形走向及纵向、斜向走行的肌束组成,相互之间可交叉成网眼状,肌袖的肌纤维排列及厚度等方面存在显著的个体差异,
结果显示房颤病人上肺静脉肌袖的长度较非房颤病人上肺静脉肌袖更长[14]。
一般认为维持房颤的主要机制是多个小波折返,而多波折返的发生与维持是由心房结构及电生理特性的不均一造成的,同时心房冲动的波长也是多折返能否存在的关键指标。
近年来多电极标测及高密度等时标测在房颤的动物模型及临床研究中的应用揭示了房颤时多波折返的激动形式。
房颤时左右心房内同时存在一个到数个游走而不稳定的环形折返波,它们因遇到解剖性传导障碍或功能性传导阻滞而不断改变方向,相互干扰,或融合或碎裂为多个子波,这些小波频繁消失而又不断重现,因而心房被不一致性地激动。
心房被激动的碎裂程度或多波折返的复杂程度存在显著的瞬时性变异及个体间差异。
三、肺静脉引发房颤发生的可能机制
结合以往研究及相关资料,多数学者推测肺静脉壁作为引发阵发性房颤的主要原因,可能与肺静脉局部组织内自律性增高、触发活动或微折返有关[12]。
自律性活动源于那些具有自发性除极的细胞,这种异位细胞自律性增加可以引起心律失常。
自2000年发现肺静脉心肌组织具有自律性,一般认为这些自律细胞可产生房早,继而引发房颤。
自律性增加通常包括:减少的舒张期电位(例如:迷走神经张力降低)、4相除极加速(例如:儿茶酚胺、纤维机械牵张力增加、低钾等)、更加负向的阈电位水平。
触发性活动由动作电位所触发,如果没有一个去极化波的存在,则该活动就不能发生。
因此,它是在一个动作电位过程或随后所发生的单个或连续性去极化波。
早后去极化(early after depolarization,EAD)就属于触发性活动中的一种异常电活动,是指在一个动作电位尚未完全复极时,即在动作电位的平台期,又出现了新的去极化波。
由于早后去极化波可以传播,因而可以产生快速性心律失常。
研究发现QT间期延长综合征的机制,就是基于心肌细胞的EAD。
目前,EAD 的离子机制已较清楚。
凡能延长APD的因素,即外向电流的抑制(如各种K+离子流)及(或)内向电流的增强均可导致 EAD的发生。
既往实验曾发现PVC的动作电位具有较长的平台期,APD较LAC的明显延长,特别是它具有第二平台反应,这就显示出强烈的 EAD发生倾向。
心房内部的折返激动,当相邻心房肌纤维不应期存在一定程度差异时,一个适时期前刺激可在不应期长的部位形成功能性单向传导阻滞而诱发折返激动;这种差异可被迷走神经增强,同时房颤诱发阈值下降,诱发成功率高,房颤持续时间长。
既往大量实验也表明,局部不应期的变异性是早搏诱发房颤能力大小的主要决定因素,房性早搏诱发房颤的能力是部位依赖性的,早搏发生于相邻肌纤维不应期变异程度大的区域更容易诱发房颤。
而临床上无器质性心脏病的房颤绝大部分源自肺静脉,消融肺静脉后常可根治房颤,这是否意味着在心房肌与肺静脉交界处即肺静脉肌袖处周围细胞的不应期离散度较其他部位增大, 肺静脉是引发房颤自发性电活动的重要来源,也就为心房颤动肺静脉起源提供依据。
正常细胞膜内外存在电位差,呈内负外正的极化状态。
标准玻璃微电极技术是指用内充电极液的微电极刺入细胞内,与细胞外的参考电极构成回路,记录细胞膜两侧的电位差。
在可兴奋细胞(心肌细胞、神经细胞和某些腺细胞)中,可记录到各自特征性的动作电位。
随细胞所处环境条件的改变,细胞电生理特性发生相应变化是标准微电极技术应用的基础。
该项技术成熟,达数十年之久,并已成功应用于窦房结、房室结、心室等心肌细胞。
本实验将采用常规玻璃微电极技术,记录家兔肺静脉肌袖及心房心肌细胞动作电位,比较二者形态学上差异及相互传导关系、二者发生早后除极的可能性,进一步明确肺静脉在房颤中起主导作用的电生理学基础,为临床诊断和治疗房性心律失常提供依据。
材料与试剂
1.实验动物准备
实验动物:健康成年新西兰大白兔50只,雌雄不拘,体重1.5-2.5Kg,由厦门大学医学院动物实验室提供。
动物喂养:正常饲料喂养,饮水适量。
动物状态:健康活泼,能蹦能跳;光线充足,24小时通风,专业人员看管。
2.主要实验用品
2.1主要实验试剂
主要的试剂名称及厂家
试剂名称 公司名称
氯化钾 生工生物(上海)有限公司
磷酸二氢钠 生工生物(上海)有限公司
六水合氯化镁 生工生物(上海)有限公司
葡萄糖 生工生物(上海)有限公司
氯化钠 生工生物(上海)有限公司
盐酸 生工生物(上海)有限公司
氢氧化钠 生工生物(上海)有限公司
氯化钙 生工生物(上海)有限公司
氯化铯 生工生物(上海)有限公司
HEPES 西格玛奥德里奇贸易有限公司
酚红 生工生物(上海)有限公司
健之素消毒片 北京健之素医药科技有限责任公司
乌来糖 上海沪峰生物科技有限公司
去离子水 医院检验科自制
医用纯氧(99.5%) 林德气体(厦门)有限公司
2.2主要实验器皿
主要的器皿名称及厂家
试剂名称 公司名称
烧杯 厦门晨易生物技术有限公司 容量瓶 厦门晨易生物技术有限公司 蓝盖瓶 厦门晨易生物技术有限公司 培养皿 厦门晨易生物技术有限公司 滴灌瓶 厦门晨易生物技术有限公司 塑料滴管 厦门晨易生物技术有限公司 EP管 Axygen公司
大小枪头 Axygen公司
2.3手术器械
主要的器械名称及厂家
器械名称 公司名称
大弯剪 厦门闽博生物科技有限公司 小弯剪 厦门闽博生物科技有限公司 眼科剪 厦门闽博生物科技有限公司 眼科镊 厦门闽博生物科技有限公司 直剪 厦门闽博生物科技有限公司 弯盘 厦门闽博生物科技有限公司 大剪刀 厦门闽博生物科技有限公司 止血钳 厦门闽博生物科技有限公司 治疗盘 厦门闽博生物科技有限公司 供麻醉操作的兔笼 医院木工房制造
主要的仪器设备名称及厂家
仪器设备名称 公司名称
-20°C低温冰箱 山东海尔公司
4°C冰箱 山东海尔公司
BOSI电烙铁:BS-3160 220-240V 60W 未知
锡、漆包线、银丝 五金店购买
磁力搅拌机:RH basic2 深圳市宝安区福永凯铭杰仪器行 电热恒温干燥箱 上海跃进医疗机械厂
电热恒温水浴锅 上海齐欣科学仪器有限公司
显微镜 北京福凯仪器有限公司
北京福凯仪器有限公司
Fiber Optic Illuminator system:
Multi-position
电子天平:104-S型 瑞士METTLER TOLEDO Co.
PH 测量仪器 瑞士METTLER TOLEDO Co.
微量移液器 Eppendorf公司
移液管 Eppendorf公司
蠕动泵:LongerPump LEAD-2 保定兰格恒流泵有限公司
玻璃微电极 武汉东乐科技有限公司江汉分公司 高速记录仪系统:56504V 美国Powerlab公司
电子刺激系统 Cygnus,Neuro Data PG4000A
微电极拉制仪 Narishige PC-10,日本
恒温灌流系统及灌流操作仪:TC-344型Warnar 公司
SWF-1D微电极放大器 成都仪器厂
3.1稀盐酸的配制
用移液管取33ml去离子水于一烧杯中,向烧杯中缓慢加入3ml浓盐酸(12mol/L),并搅拌均匀,装滴管瓶备用。
3.2 氢氧化钠溶液的配制
称取2g氢氧化钠于烧杯,加去离子水50ml,充分溶解、搅拌均匀、装入棕色滴管瓶备用。
3.3 电极内液的配制
称取4.473g氯化钾粉末入烧杯,加去离子水至20ml容量,充分搅拌混匀,过滤后装EP管,存放4°C冰箱备用。
KCl溶液终浓度3mol/L。
3.4 氯化钙溶液的配制
称取22.196g氯化钾粉末入烧杯,加去离子水至200ml容量,充分搅拌混匀,
溶液终浓度1.8mol/L。
存放4°C冰箱备用。
CaCl
2
3.5 氯化铯溶液的配制
称取6.7344g氯化铯粉末入烧杯,加去离子水至20ml容量,充分搅拌混匀后装EP管,存放4°C冰箱备用。
CsCl溶液终浓度2mol/L。
3.6乌拉坦的配制
称量乌来糖40g于烧杯中,加去离子水至200ml,于搅拌机上充分溶解混匀,避光,放4°C冰箱备用。
3.7 台氏液的配制
无钙台氏液:KCl5.4 mM,NaH
2P04 0.4 mM,HEPES 10 mM,MgCL
2
0.5 mM, Glucose
10 mM;加钙台氏液 CaCl
2
1.8 mM,按上述标准台氏液浓度配制溶液,在磁力搅拌机上充分混匀,用氢氧化钠将pH值调至:7.38。
实验方法
1多细胞组织的制备
1.1 仪器准备
将实验所需的各仪器电源打开,进入工作状态,用去离子水反复循环冲洗循
,按180UL/100mL的用量致台氏液中环泵及灌流槽,将无钙台氏液中加入CaCl
2
CaCl
终浓度为1.8mmol/L。
加钙台氏液取适量(约200ml)放水浴锅通氧并循环2
(实验开始前循环10分钟以上),恒温系统实时监测灌流槽内液体温度(设定
温度37°C)并选择自动按钮,酚红准备。
1.2液体准备
实验开始前将配制好的无钙台氏液取出适量(约300ml)于一500ml烧杯中,
放置在-20°C低温冰箱中,直至溶液呈冰水混合物状态即为冰台式液。
1.3 动物准备
将大白兔捉放在兔笼上固定,安抚动物,以约5ml/kg体重剂量的乌拉坦予
耳缘静脉先快后慢行全身麻醉,家兔角膜反射和痛觉反射消失即进入麻醉状态。
1.4 多细胞标本的制备
将麻醉状态的家兔固定在兔台上,迅速开胸获取心脏及相连肺组织,放入一
培养皿中进行分离处理,组织暴露后始终维持处在冰台氏液环境。
首先去掉远端
肺组织及右心房、去除部分左心耳,最后剔出肺静脉周围的肺组织及多余的脂肪
和结缔组织,分离并保留完整的肺静脉和左心房。
2 实验操作流程
2.1 组织复温、固定组织
打开冷光源系统,再次检查灌流槽的环境是否完好(流速稳定、温度控制良好、循环通畅),确定无误后将获取的多细胞标本完全浸没在灌流液中复温观察数分钟(观察内容包括:有无自发搏动、部位、频率、是否传导、传导方向)。
观察完毕,组织摆放好,用针头将多细胞组织固定于灌流槽底部的硅胶垫上,以组织能良好灌流并利于下电极为准,电极可能接触的组织都应避免金属物品触碰。
2.2 测量前准备
玻璃电极的制备:有芯玻璃电极,用Narishige PC-10电极拉制仪拉制。
将拉制好的玻璃微电极采用半自动充液的方式充适量3mol/L的KCl溶液于(充液后阻抗约15-20MΩ),排尽气泡;将记录电极(尖端为镀有氯化银的银丝)放入其中(接触电极内液)后固定于三维微操纵器上。
然后将参考电极放置在槽中固定并接地,记录电极处于没入灌流液但未碰及组织状态,将直流电微电极放大器调零位。
2.3 记录动作电位
在显微镜观测下缓慢推进三维操纵器,将微电极尖端轻触肺静脉肌袖组织(组织上显示为肺静脉与心房连接处红色肌性组织)表面,注视放大器示波器上电压变化一边缓慢向下推进电极,当示波器显示较为稳定规律的变换电压时,启动Powerlab SCOPE软件系统的START按钮开始记录电位并存盘。
如不能记录到自发电位,可予下刺激电极(正负极由漆包线制成),行2ms波宽、5MV强度、1HZ频率刺激诱发动作电位形成。
左心房动作电位仿照上法进行。
2.4 肺静脉与左心房电位传导测试
将刺激电极轻放在肺静脉一端,变换刺激频率于60-600次/分之间, 同时记录心房细胞动作电位图像。
交换刺激和记录电极位置重复上述操作。
每次变化记录电极与参考电极相对位置时,放大器均应重新调零。
2.5 加氯化铯灌流组织实验
记录未加药前肺静脉肌袖和左心房动作电位,并于各自的平台期行第二通道刺激(强度频率及波宽同第一通道),实时改变刺激器上delay值,观察动作电位图像变化。
加氯化铯后重复上述操作。
在所有上述操作过程中可随时采用酚红监测灌流液酸碱变化情况,必要时可予纠正。
实验结果
1 PVC及LAC的动作电位
实验中所记录LAC的动作电位大致有两种图形:少数为对称的慢电位形态,幅值较低,多数呈三角形,复极快速,很少有平台期;PVC的动作电位与前者比较复极相对缓慢,动作电位时程更长,部分有明显的平台期。
同等条件下记录出肺静脉肌袖及心房肌细胞动作电位,数据通过组间比较采用两独立样本t检验,APD20、APD50、APD90在肺静脉肌袖均比左心房大,有显著的统计学差异(APD20 23.09±5.44vs19.5±1.658,APD50 52.4±7.93vs28.9±4.363,APD90 123.35±8.26vs69.65±9.44)(n=10, P<0.05)。
典型的心房和肺静脉肌袖动作电位图形如图1所示。
A
B
图 1. A 为兔左心房动作电位 B 为肺静脉肌袖动作电位
表 1 左心房与肺静脉肌袖动作电位时程比较
APD20(ms) APD50(ms) APD90(ms) LAC PVC LAC PVC LAC PVC
1 19.5 20 27.5 45.5 67.5 127
2 18.5 31.5 26 57.5 68 133
3 22 30 30.5 59.5 72 121
4 19 20.4 26.
5 4
6 63 105
5 17 19 27.5 49 64.5 117
6 19 19.5 26.5 50 64.5 130
7 17 32.5 27 71.5 63 117.5
8 20.5 19 28 51 70 126
9 21 19.5 28 45 67.5 109
10 21.5 19.5 41.5 49 96.5 147.5均值19.5 23.09 28.9 52.4 69.65 123.35
表2 左心房与肺静脉肌袖动作电位时程参数比较(⎯x±s,n=10)
APD20(ms) APD50(ms) APD90(ms) LAC 19.5±1.658 28.9±4.363 69.65±9.44 PVC 23.09±5.44* 52.4±7.93* 123.35±8.26*注:APD20、APD50、APD90分别代表动作电位复极至20%、50%、90%的时间,* 与LAC比较, P<0.05,n=10。
图 2 心房慢电位
2 PVC与LAC电活动的传导
实验标本20例,当刺激频率在60-600次/分之间波动时,20例肺静脉的电活动均能够顺利传递到心房,而只有2例心房电活动能够逆传至肺静脉。
3 PVC与LAC间EAD的发生情况
改用加有氯化铯的灌流液后,20例记录出的心房和肺静脉肌袖动作电位时程均较前明显延长,予动作电位平台期刺激肺静脉肌袖处18例可以引发出早后
除极,心房处有3例可发生早后除极。
LAC用药前
LAC用药后
图3 氯化铯对左心房早后除极的作用
PVC 用药前
PVC 用药后
图4 氯化铯对肺静脉肌袖早后除极的作用
讨 论
肺静脉壁作为引发阵发性房颤的机制,目前研究很多,推测可能与肺静脉壁组织内自律性增高、触发活动或微折返有关[12]。
这种局部组织围绕在肺静脉周围呈浅红色肌性组织状态,是由延伸至肺静脉根部的心肌细胞构成,即心肌袖;既往研究[15]和本次实验中均有观察到其自发搏动,常于肌性组织丰富处首发,随即向邻近心房肌方向扩布。
在显微镜观察下PVC为肺静脉的横纹肌,与左心房的心肌细胞相移行,这就提供了电冲动在肺静脉与左心房间相互传导的解剖基础[14];加上心肌袖组织学上的研究,也多次曾证实肺静脉肌袖内其心肌纤维分布不均匀,走行方向各异,这种与周围心房肌细胞解剖学上的差异可能也是电传导不均一、各向异性的原因[16]。
首先,心房解剖结构及电生理特性的不一致性是房颤易于诱发并维持的基础[12],这种不一致性尤其突显在肺静脉周围。
此次实验采用家兔肺静脉及相连心房的多细胞标本作为研究对象,兔的四条肺静脉借助3个肺静脉口注入左房[17]:左支、右支及中央支;在光学显微镜观测下,左支肺静脉最小,由左肺心叶和尖叶静脉组成,但肌性组织丰富也是自发搏动最活跃的部位,与相连的左心房组织有明显的移行痕迹,其余两条肺静脉相对粗大,右肺静脉由右肺心叶、尖叶和中间叶静脉汇合而成,中央支由双肺膈叶肺静脉左右后支汇合而成,后两者在外观上与心房连为一体,呈透明均一的薄性组织,在实际测量中也观察到这两支肺静脉周围细胞内动作电位与心房肌细胞相似,无明显差异;所以本实验多采用左支肺静脉肌袖与左心房的细胞相比较,这两者之间不仅解剖学上差异最大,而且电生理学上的不同也是最为明显。
在同等操作环境下PVC的动作电位与LAC的动作电位比较,以其复极相缓慢、长动作电位时程为最重要特征。
其次,局部不应期的变异性是早搏诱发房颤能力大小的主要决定因素,房性早搏诱发房颤的能力是部位依赖性的,早搏发生于相邻肌纤维不应期变异程度大的区域更容易诱发房颤[12]。
正常情况下,肺静脉肌袖的动作电位长时程有助于保护心房不接受过多的异常冲动;一旦肺静脉的正常复极受到干扰,比如本实验我们通过加有2mmol/L氯化铯的台氏液灌流组织后,氯化铯作为一种钾离子通道阻滞剂,延缓心肌动作电位复极过程,肺静脉肌袖的平台期进一步延长,结合肺静。