缺血预适应对兔心脏电生理参数的影响
作者：柳景华 任自文 汪丽蕙 丁燕生 张钧华
单位：柳景华(100028 北京煤炭总医院心内科)；任自文(100034 北京医科大学第一医院)；汪丽蕙(100034 北京医科大学第一医院)；丁燕生(100034 北京医科大学第一医院)；张钧华(100034 北京医科大学第一医院)
关键词：缺血预适应；单向动作电位；心肌保护；电生理学
中国介入心脏病学杂志000118 【摘要】 目的 缺血预适应是指心肌短暂缺血再灌注后，使心肌产生适应性反应，对随后持续缺血的耐受能力明显增强，使持续缺血造成的心肌梗塞范围缩小，减轻缺血再灌注心律失常和心功能异常。我们用在体兔心脏缺血预适应模型，初步观察了预适应心脏保护的电生理基础，探讨其在减少恶性心律失常中的可能作用。方法 将30只健康家兔随机分成对照组、缺血组、预适应组，运用Franz心外膜MAP探针记录技术，观察约40分钟稳定的心电图和MAP图形，此后行程序期前刺激测定心室肌有效不应期。结果 缺血组缺血1分钟内，即出现心肌细胞MAPA和dv/dt max明显下降(P<0.01)。此后，随缺血时间延长，MAP形态逐渐变小。分别于再灌注5、10和20分钟，MAPD50、MAPA和dv/dt max才逐渐恢复接近正常(P>0.05)。缺血组持续缺血前5分钟和整个再灌注期，MAPD90和基础值比较变化不大(P>0.05),而持续缺血5～20分钟，才发现MAPD90明显缩短。持续缺血早期，ST段逐渐升高，但随缺血时间的进一步延长，至缺血15分钟后，ST段反而下降。在上述参数动态变化过程中，预适应可明显减轻缺血造成的MAPA、dv/dt max下降程度，相对延长MAPD50和MAPD90，减少ST段升高幅度。各实验组ERP/MAPD90分别为：C组1.05±0.03;IS组0.77±0.01;IPC组0.94±0.01。缺血组ERP/MAPD90较其他两组显著降低(P<0.05)。结论 预适应可使MAPA和dv/dt max相对增加，MAPD50和MAPD90相对延长，ERP/MAPD90比值增大，表明预适应可以改善缺血心肌间传导特性，减轻正常和缺血心肌间复极的不均匀性，从而可能降低折返性心律失常的发生率。
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Effect of ischemic preconditioning on rabbit cardiac electrophysiologic parameters
Liu Jinghua, Ren Ziwen, Wang Lihui, et al.
(Department of Cardiology, the First Teaching Hospital of Beijing Medical University, Beijing 100034)
【Abstract】 Objective A brief coronary occlusion before a more prolonged occlusion, termed ischmic preconditioning, can induce changes in the heart that make it more resistant to subsequent ischemic exposure. It can also reduce the infarct size, preserve the postischemic cardiac function and protect the heart against the appearance of subsequent arrhythmia in ischemic tissue. We employed an anaesthetised open chest rabbit model of ischemic preconditioning to preliminarily observe the protective electrophysiologic basis, and approached the possible roles on reducing the appearance of lifethreatening arrhythmias. Methods We randomly devided 30 rabbits into control (C) group, ischemic (IS) group and ischemic preconditioning (IPC) group. With the recording techniques of monophasic action potential (MAP), we continually monitored the stable ECG and MAP for 40 minutes, and then examined the ventricular effective refractory period by programmed extrastimulation. Results In 1-minute ischemic period, MAPA and dv/dt max in IS group rapidly decreased (P<0.01). Thereafter, the form of MAP became smaller with the prolongation of ischemia. MAPD50, MAPA and dv/dt max gradually reverted close to normal levels in 5-, 10- and 20-minute reperfusion period (P>0.05). In IS group, the differences between MAPD90 and its baseline were no significant during the 5-minute ischemia and the whole reperfusion period (P>0.05). MAPD90 did not markedly shortened until 5～20 minutes occlusion. ST segment gradually elevated in early ischemia, but with the prolongation of ischemia to 15 minutes, ST segment inversely depressed. During the dynamic changes of parameters as mentioned above, the preconditioning may markedly diminish the decreasing degree of MAPA and dv/dt max, relatively prolong MAPD50 and MAPD90, and reduce the elevating degree of ST segment due to ischemic insult. ERP/MAPD90 in C group, IS group and IPC group was 1.05±0.03, 0.77±0.01, 0.94±0.01, respectively. ERP/MAPD90 in IS group was markedly smaller than other groups (P<0.05). Conclusions Preconditioning relatively increased MAPA, dv/dt max and ERP/MAPD90, prolonged MAPD50 and MAPD90.It indicated that preconditioning could improved the conductive ability of ischemic myocardium, diminish the irregular repolarization between normal myocardium and ischemic myocardium. Thereby, ischemic preconditioning could reduce the incidence of reentrant arrhythmias.
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【Key words】 Ischemic preconditioning Monophasic action potential Mycoardial protection Electrophysiology
缺血预适应抗心律失常机制尚未完全明确，各实验结论因动物种属、在离体动物模型、预适应方案等不同而有所差别。本文通过在体兔缺血预适应心脏模型，运用心外膜MAP标测技术，试图阐明缺血预适应抗心律失常可能的电生理机制。
材料和方法
一、研究对象
体重2.5～3.4 kg健康家兔30只，雌雄不拘，随机分为对照组、缺血组和预适应组。以5%戊巴比妥钠静脉麻醉后，将兔固定于兔架上，四肢及胸部皮肤刺入9号金属针头，尾端与多导电生理记录仪(Migograf,Siemens Elema)心电图导线连接，观察并记录二个肢体导联和三个胸导心电图，确保图形稳定无干扰或伪差。剪去颈胸部兔毛，切开颈正中皮肤，钝行分离皮下组织至气管，行气管切开并插管，与人工呼吸机连接。呼吸机工作方式为IPPV，频率30～35次/分，潮气量15～25 ml,呼吸正压为2～4 cmH2O,吸氧浓度100%。调整呼吸机工作参数，使血气稳定在正常生理范围。
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选心尖搏动最强处沿胸骨左缘做4～6 cm长切口，逐层钝行分离皮下组织，剪断二根肋骨并结扎止血，用开胸器撑开胸腔，剪开心包膜暴露整个心脏。使用3/0绦纶线距冠状动脉左前降支(LAD)根部2～3 mm处穿过，线两端进入2 cm长6 F硬塑料套管形成一个圈，抽紧后以纹氏钳夹闭或松解，可造成LAD完全阻塞和再灌注模型，心肌缺血靠体表心电图上ST-T改变、局部心肌变暗红色及节段运动不良确认。缺血前及缺血和再灌注过程中每小时给肝素钠500 IU/kg。
二、方法
1.Franz心外膜MAP探针准备：Franz心外膜MAP探针材料为非极化Ag-AgCl,探针顶端是一直径为1 mm的半球形电极，距顶端5 mm凹陷处是一直径1 mm参考电极，由替换海绵吸附体液组成容积导体。操作前，将导管置于生理盐水浸泡1小时左右，使其短路，以达到电极电位预平衡，减少记录中基线漂移。保持10～30 g的恒定接触压力，在LAD与第一对角支分叉处左心室外膜轻放MAP探针，探针尾端与高阻抗(100 MΩ)差分前置放大器相连，输入多导电生理记录仪(频响范围0.05～1!000 Hz)。调整放大器增益，必要时可使用输入定标钮(5 mv)，自动调输出为零(offset)钮，观察5～10 s可获稳定MAP图形，以100 mm/s纸速记录。
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2.电生理检查方案：将自制心外膜起搏电极放置于右室心尖部，无关电极与皮肤相连，以脉宽2 ms、2倍于舒张期阈电压的刺激强度在上述部位行S1S2刺激。200/150 ms开始以5 ms步长负扫，直至S2达心室肌有效不应期。
3.各电生理参数测定方法：①单相动作电位振幅(MAPA)：指从MAP去极化顶端至基线的垂直距离，单位mv。②单相动作电位间期(MAPD)：指从去极化起点至下降支终点间的水平距离，单位ms。MAPD50和MAPD90分别指复极达50%、90%时，该点至上升支起点的水平距离。③单相动作电位0相最大上升速率(dv/dt max)：指0相除极速率，单位V/S。④ST段：指J点后0.08秒处各导联抬高总和，单位mv。
4.实验方案：①对照组(C组)：n=10,LAD根部穿线后，连续记录心电图、MAP 40分钟，此后行S1S2电刺激。②缺血组(IS组)：n=10,LAD完全闭塞20分钟后，再灌注20分钟，此后行S1S2电刺激。③预适应组(IPC组)：n=10，LAD完全闭塞5分钟后，再灌注5分钟，如此再重复2个周期，此后同IS组实验方案。
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5.统计学处理：所有数据以均数±标准误表示，使用Stata软件，根据不同资料分别进行方差分析，q检验。以P<0.05为差异具有显著性，P<0.01为差异具有高度显著性。
结 果
一、单相动作电位振幅(MAPA)的变化
各实验组MAPA随时间变化见表1。如表中所示，对照组MAPA随时间延长而轻度下降，但各时间点比较差异无显著性(P>0.05)。缺血组缺血1分钟，MAPA下降约51%，此后随缺血时间延长，MAPA进行性降低，至缺血20分钟，MAPA仅为基础值的33.2%。再灌注期5分钟内，MAPA虽上升至基础值的63.5%，但与基础值相比，差异具有显著性(P<0.05)。再灌注10分钟后，MAPA才逐渐回升接近正常(P<0.05)。预适应组缺血1分钟，MAPA下降约19.2%，此后，随缺血时间延长，虽有逐渐下降的趋势，但缺血期各时点MAPA值比较差异无显著性(P>0.05)。再灌注期与缺血期比较，差异也无显著性(P>0.05)。预适应组MAPA均明显高于缺血组各时点对应值(P<0.01)。说明缺血心肌细胞损伤出现在缺血即刻，贯穿整个缺血期，呈进行性加重。持续缺血20分钟后，再灌注损伤仅延续10分钟。预适应明显减轻缺血和再灌注损伤引起的MAPA下降。
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表1 各实验组MAPA(mv)变化比较(n=10) 组别
基础值
缺血期
再灌注期
1′
5′
10′
15′
20′
1′
5′
10′
15′
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20′
C组
27.1±1.0
26.4±1.3
26.8±1.2
26.4±1.2
26.2±1.3
26.8±1.0
26.4±1.2
26.8±1.3
27.0±1.1
26.7±1.2
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23.2±1.0
IS组
27.1±1.4
13.3±0.8*
12.9±0.6*
10.0±0.3*
9.6±0.3*
9.6±0.3*
6.41±0.4*
17.2±0.3*
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24.3±1.1
24.5±1.0
26.2±1.1
IPC组
27.0±1.4
21.9±0.6
21.3±0.6
21.8±0.5
21.3±0.4
23.1±2.1
25.5±1.4
25.8±1.4
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26.0±1.4
26.4±1.5
27.0±1.4
注：C组无缺血和再灌注方案，C组各时间点比较P>0.05，IS组与其他两组各时点对应值比较，*P<0.01；C组与IPC组各时点对应值比较，P>0.05,表2同
二、各实验组0相最大除极速率(dv/dt max)变化
各实验组dv/dt max随时间变化见表2。从表2中所见，对照组随时间延长，dv/dt max逐渐降低，但各时间点相比差异无显著性(P>0.05)。缺血组缺血开始1分钟，即出现dv/dt max明显降低，持续于整个缺血期。再灌注期开始1～15分钟，dv/dt max虽大幅度上升，但各时点dv/dt max与基础值相比，差异具有高度显著性(P<0.01)，直至再灌注20分钟，dv/dt max才基本恢复正常。预适应组各时点dv/dt max值和基础值相比，差异无显著性(P>0.05)。
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表2 各实验组dv/dt max(v/s)变化比较(n=10) 组别
基础值
缺血期
再灌注期
1′
5′
10′
15′
20′
1′
5′
10′
15′
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20′
C组
3.9±0.3
3.8±0.2
3.8±0.1
3.7±0.3
3.6±0.2
3.7±0.2
26.4±1.2
3.6±0.1
3.7±0.2
3.6±0.3
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3.6±0.3
IS组
3.9±0.3
0.9±0.1*
0.8±0.1*
0.8±0.1*
0.8±0.1*
0.8±0.1*
1.6±0.1*
2.1±0.1*
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2.3±0.1*
2.5±0.1*
3.8±0.3
IPC组
3.9±0.4
3.4±0.3
3.5±0.3
3.4±0.3
3.4±0.4
3.3±0.3
3.7±0.4
3.7±0.4
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3.8±0.4
3.8±0.4
3.8±0.4
三、各实验组MAPD50和MAPD90变化
对照组前5分钟，发现MAPD50轻度增宽，此后随时间延长，MAPD50和MAPD90轻度变窄。缺血组缺血1分钟，MAPD50缩短至(65±24)ms，与基础值(90±1.7)ms相比，差异具有高度显著性(P<0.01)。此后，随缺血时间延长，MAPD50进行性缩短，再灌注期开始1分钟，MAPD50迅速恢复接近正常[(82±1.8)ms,P>0.05]，预适应组MAPD50各时点数值与基础值相比，无明显变化。缺血组MAPD90在缺血期前5分钟和整个再灌注期，和基础值(121±2.3)ms相比差异无显著性(P>0.05)，仅缺血期5～20分钟，MAPD90随时间延长明显缩短，而预适应组无明显变化。
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四、各实验组ST段和ERP/MAPD90变化
对照组实验过程中无ST段变化。缺血组缺血10分钟ST段抬高(2.3±0.2)mv,此后虽缺血继续加重，但ST段逐渐下降，至缺血20分钟下降至(0.9±0.2)mv,再灌注15分钟，ST段恢复至等电位线。预适应组虽10分钟也达ST段最高点(0.8±0.2)mv,与缺血组相比，差异具有高度显著性(P<0.01)。各组程序电刺激结果表明，缺血组为0.77±0.01,而预适应组和对照组分别为0.94±0.01、1.05±0.03,缺血组与其他两组相比，差异具有显著性(P<0.05)。讨 论
80年代初期，Reimer等[1]首先发现，短暂缺血后，心肌组织ATP含量减少，但再次短暂缺血并无ATP含量的进一步下降，表明在这一过程中，ATP降解速度减慢，提示反复缺血发作，可能使心肌对缺血产生耐受性。Murry等[2]对这一现象进行了系统的研究，证实短暂缺血后，随后持续缺血所造成的心肌梗塞范围明显缩小，并将此称之为缺血预适应。缺血预适应心脏保护作用可能机制为：预适应减少心肌细胞能量需要，相对增加ATP储备量，清除已堆积的代谢产物和促使内源性心肌保护物质释放。还可能有腺苷A受体、肾上腺素能受体、胆碱能受体、Gi蛋白、KATP通道、PKC、5′核苷酸酶等多种机制参与[3，4]。
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MAP记录技术具有易移动、对组织无损伤的特点，能敏感地反映缺血心肌细胞损伤特征，能对缺血区进行特异定位。MAP具有与跨膜动作电位(TAP)相同时限，1～3相复极形态，可反映心肌细胞静息膜电位、dv/dt max、MAPA的相对变化，故日趋广泛运用于实验和临床研究。运用MAP记录技术，我们连续观察各实验组缺血再灌注损伤动态变化，发现缺血组缺血1分钟内即出现心肌细胞MAPA和dv/dt max明显下降，MAPD50明显缩短。此后，随缺血时间延长，MAP形态逐渐变小，分别于再灌注5、10和20分钟，MAPD50、MAPA和dv/dt max才逐渐恢复接近正常。缺血组持续缺血前5分钟和整个再灌注期，MAPD90和基础值相比变化不大，而持续缺血5～20分钟，才发现MAPD90明显缩短。持续缺血早期，ST段逐渐升高，但随缺血时间进一步延长，至缺血15分钟后，ST段反而下降。在上述参数动态变化过程中，预适应可明显减轻缺血造成的MAPA、dv/dt max下降程度，相对延长MAPD50和MAPD90减少ST段升高幅度。
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缺血时MAPA和dv/dt max下降，可能与静息电位减少和平台期电位降低有关，也可能是心肌细胞离子流发生改变所致[5，6]。Franz等[7]研究认为，缺血使细胞丧失兴奋性，细胞间偶联程度降低，导致正常细胞和缺血细胞间电流强度减弱，因而使MAPA和dv/dt max下降。和TAP相比，MAPA和dv/dt max较小，主要因为MAP记录多个细胞依次顺序除极，因此MAPA和dv/dt max下降不仅反映单个细胞除极速率降低，而且也反映缺血心肌间的缓慢传导。缺血时，MAPD50缩短主要反映2相即平台期的缩短，它与缺血缺氧时慢通道钙内向电流减少有关，而这种变化又间接地引起钾外流减慢和3相复极变慢，故缺血早期MAPD90缩短不明显，随缺血程度加剧，细胞外钾浓度升高，慢通道钙内向电流进一步减少，复极钾外流通道的通透性提高，故MAPD50和MAPD90均明显缩短。和缺血组比较，缺血预适应使MAPA和dv/dt max相对增加，MAPD50和MAPD90相对延长，比值增大，表明预适应可以改善缺血心肌间传导特性，减轻正常和缺血心肌间复极的不均匀性，从而可能降低折返性心律失常的发生率。
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参 考 文 献
1，Reimer KA, Hill ML, Jennings RB. Prolonged depletion of ATP and the adenosine nucleotide pool due to delayed resynthesis of adenosine nucleotides following reversible myocardial ischemic injury in dogs. J Mol Cell Cardiol, 1981,13:229.
2，Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in myocardium. Circulation, 1986,74:1124.
3，Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Ischemic preconditioning slows energy metabolism and delays ultrastructural damage during a sustained ischemic episode. Circ Res, 1990,66:913.
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4，Parratt J. Endogenous myocardial protective (antiarrythmic) substances. Cardiovasc Res, 1993,27:693.
5，Franz MR, Flaherty JT, Platia EV, et al. Localization of regional myocardial ischemia by recording of monophasic action potentials. Circulation, 1984,69:593.
6，Blake K, Clusin WT, Franz MR, et al. Mechanism of depolarizationin the ischemic dog heart: Discrepancy between T-Q potentials and potassium accumulation. J Physiol, 1988,387:307.
7，Franz MR. Method and theory of monophasic action potential recording. Prog Cardiovasc Dis, 1991,33:345.
(收稿:1999-06-22)
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单位：柳景华(100028 北京煤炭总医院心内科)；任自文(100034 北京医科大学第一医院)；汪丽蕙(100034 北京医科大学第一医院)；丁燕生(100034 北京医科大学第一医院)；张钧华(100034 北京医科大学第一医院)
关键词：缺血预适应；单向动作电位；心肌保护；电生理学
中国介入心脏病学杂志000118 【摘要】 目的 缺血预适应是指心肌短暂缺血再灌注后，使心肌产生适应性反应，对随后持续缺血的耐受能力明显增强，使持续缺血造成的心肌梗塞范围缩小，减轻缺血再灌注心律失常和心功能异常。我们用在体兔心脏缺血预适应模型，初步观察了预适应心脏保护的电生理基础，探讨其在减少恶性心律失常中的可能作用。方法 将30只健康家兔随机分成对照组、缺血组、预适应组，运用Franz心外膜MAP探针记录技术，观察约40分钟稳定的心电图和MAP图形，此后行程序期前刺激测定心室肌有效不应期。结果 缺血组缺血1分钟内，即出现心肌细胞MAPA和dv/dt max明显下降(P<0.01)。此后，随缺血时间延长，MAP形态逐渐变小。分别于再灌注5、10和20分钟，MAPD50、MAPA和dv/dt max才逐渐恢复接近正常(P>0.05)。缺血组持续缺血前5分钟和整个再灌注期，MAPD90和基础值比较变化不大(P>0.05),而持续缺血5～20分钟，才发现MAPD90明显缩短。持续缺血早期，ST段逐渐升高，但随缺血时间的进一步延长，至缺血15分钟后，ST段反而下降。在上述参数动态变化过程中，预适应可明显减轻缺血造成的MAPA、dv/dt max下降程度，相对延长MAPD50和MAPD90，减少ST段升高幅度。各实验组ERP/MAPD90分别为：C组1.05±0.03;IS组0.77±0.01;IPC组0.94±0.01。缺血组ERP/MAPD90较其他两组显著降低(P<0.05)。结论 预适应可使MAPA和dv/dt max相对增加，MAPD50和MAPD90相对延长，ERP/MAPD90比值增大，表明预适应可以改善缺血心肌间传导特性，减轻正常和缺血心肌间复极的不均匀性，从而可能降低折返性心律失常的发生率。
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Effect of ischemic preconditioning on rabbit cardiac electrophysiologic parameters
Liu Jinghua, Ren Ziwen, Wang Lihui, et al.
(Department of Cardiology, the First Teaching Hospital of Beijing Medical University, Beijing 100034)
【Abstract】 Objective A brief coronary occlusion before a more prolonged occlusion, termed ischmic preconditioning, can induce changes in the heart that make it more resistant to subsequent ischemic exposure. It can also reduce the infarct size, preserve the postischemic cardiac function and protect the heart against the appearance of subsequent arrhythmia in ischemic tissue. We employed an anaesthetised open chest rabbit model of ischemic preconditioning to preliminarily observe the protective electrophysiologic basis, and approached the possible roles on reducing the appearance of lifethreatening arrhythmias. Methods We randomly devided 30 rabbits into control (C) group, ischemic (IS) group and ischemic preconditioning (IPC) group. With the recording techniques of monophasic action potential (MAP), we continually monitored the stable ECG and MAP for 40 minutes, and then examined the ventricular effective refractory period by programmed extrastimulation. Results In 1-minute ischemic period, MAPA and dv/dt max in IS group rapidly decreased (P<0.01). Thereafter, the form of MAP became smaller with the prolongation of ischemia. MAPD50, MAPA and dv/dt max gradually reverted close to normal levels in 5-, 10- and 20-minute reperfusion period (P>0.05). In IS group, the differences between MAPD90 and its baseline were no significant during the 5-minute ischemia and the whole reperfusion period (P>0.05). MAPD90 did not markedly shortened until 5～20 minutes occlusion. ST segment gradually elevated in early ischemia, but with the prolongation of ischemia to 15 minutes, ST segment inversely depressed. During the dynamic changes of parameters as mentioned above, the preconditioning may markedly diminish the decreasing degree of MAPA and dv/dt max, relatively prolong MAPD50 and MAPD90, and reduce the elevating degree of ST segment due to ischemic insult. ERP/MAPD90 in C group, IS group and IPC group was 1.05±0.03, 0.77±0.01, 0.94±0.01, respectively. ERP/MAPD90 in IS group was markedly smaller than other groups (P<0.05). Conclusions Preconditioning relatively increased MAPA, dv/dt max and ERP/MAPD90, prolonged MAPD50 and MAPD90.It indicated that preconditioning could improved the conductive ability of ischemic myocardium, diminish the irregular repolarization between normal myocardium and ischemic myocardium. Thereby, ischemic preconditioning could reduce the incidence of reentrant arrhythmias.
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【Key words】 Ischemic preconditioning Monophasic action potential Mycoardial protection Electrophysiology
缺血预适应抗心律失常机制尚未完全明确，各实验结论因动物种属、在离体动物模型、预适应方案等不同而有所差别。本文通过在体兔缺血预适应心脏模型，运用心外膜MAP标测技术，试图阐明缺血预适应抗心律失常可能的电生理机制。
材料和方法
一、研究对象
体重2.5～3.4 kg健康家兔30只，雌雄不拘，随机分为对照组、缺血组和预适应组。以5%戊巴比妥钠静脉麻醉后，将兔固定于兔架上，四肢及胸部皮肤刺入9号金属针头，尾端与多导电生理记录仪(Migograf,Siemens Elema)心电图导线连接，观察并记录二个肢体导联和三个胸导心电图，确保图形稳定无干扰或伪差。剪去颈胸部兔毛，切开颈正中皮肤，钝行分离皮下组织至气管，行气管切开并插管，与人工呼吸机连接。呼吸机工作方式为IPPV，频率30～35次/分，潮气量15～25 ml,呼吸正压为2～4 cmH2O,吸氧浓度100%。调整呼吸机工作参数，使血气稳定在正常生理范围。
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选心尖搏动最强处沿胸骨左缘做4～6 cm长切口，逐层钝行分离皮下组织，剪断二根肋骨并结扎止血，用开胸器撑开胸腔，剪开心包膜暴露整个心脏。使用3/0绦纶线距冠状动脉左前降支(LAD)根部2～3 mm处穿过，线两端进入2 cm长6 F硬塑料套管形成一个圈，抽紧后以纹氏钳夹闭或松解，可造成LAD完全阻塞和再灌注模型，心肌缺血靠体表心电图上ST-T改变、局部心肌变暗红色及节段运动不良确认。缺血前及缺血和再灌注过程中每小时给肝素钠500 IU/kg。
二、方法
1.Franz心外膜MAP探针准备：Franz心外膜MAP探针材料为非极化Ag-AgCl,探针顶端是一直径为1 mm的半球形电极，距顶端5 mm凹陷处是一直径1 mm参考电极，由替换海绵吸附体液组成容积导体。操作前，将导管置于生理盐水浸泡1小时左右，使其短路，以达到电极电位预平衡，减少记录中基线漂移。保持10～30 g的恒定接触压力，在LAD与第一对角支分叉处左心室外膜轻放MAP探针，探针尾端与高阻抗(100 MΩ)差分前置放大器相连，输入多导电生理记录仪(频响范围0.05～1!000 Hz)。调整放大器增益，必要时可使用输入定标钮(5 mv)，自动调输出为零(offset)钮，观察5～10 s可获稳定MAP图形，以100 mm/s纸速记录。
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2.电生理检查方案：将自制心外膜起搏电极放置于右室心尖部，无关电极与皮肤相连，以脉宽2 ms、2倍于舒张期阈电压的刺激强度在上述部位行S1S2刺激。200/150 ms开始以5 ms步长负扫，直至S2达心室肌有效不应期。
3.各电生理参数测定方法：①单相动作电位振幅(MAPA)：指从MAP去极化顶端至基线的垂直距离，单位mv。②单相动作电位间期(MAPD)：指从去极化起点至下降支终点间的水平距离，单位ms。MAPD50和MAPD90分别指复极达50%、90%时，该点至上升支起点的水平距离。③单相动作电位0相最大上升速率(dv/dt max)：指0相除极速率，单位V/S。④ST段：指J点后0.08秒处各导联抬高总和，单位mv。
4.实验方案：①对照组(C组)：n=10,LAD根部穿线后，连续记录心电图、MAP 40分钟，此后行S1S2电刺激。②缺血组(IS组)：n=10,LAD完全闭塞20分钟后，再灌注20分钟，此后行S1S2电刺激。③预适应组(IPC组)：n=10，LAD完全闭塞5分钟后，再灌注5分钟，如此再重复2个周期，此后同IS组实验方案。
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5.统计学处理：所有数据以均数±标准误表示，使用Stata软件，根据不同资料分别进行方差分析，q检验。以P<0.05为差异具有显著性，P<0.01为差异具有高度显著性。
结 果
一、单相动作电位振幅(MAPA)的变化
各实验组MAPA随时间变化见表1。如表中所示，对照组MAPA随时间延长而轻度下降，但各时间点比较差异无显著性(P>0.05)。缺血组缺血1分钟，MAPA下降约51%，此后随缺血时间延长，MAPA进行性降低，至缺血20分钟，MAPA仅为基础值的33.2%。再灌注期5分钟内，MAPA虽上升至基础值的63.5%，但与基础值相比，差异具有显著性(P<0.05)。再灌注10分钟后，MAPA才逐渐回升接近正常(P<0.05)。预适应组缺血1分钟，MAPA下降约19.2%，此后，随缺血时间延长，虽有逐渐下降的趋势，但缺血期各时点MAPA值比较差异无显著性(P>0.05)。再灌注期与缺血期比较，差异也无显著性(P>0.05)。预适应组MAPA均明显高于缺血组各时点对应值(P<0.01)。说明缺血心肌细胞损伤出现在缺血即刻，贯穿整个缺血期，呈进行性加重。持续缺血20分钟后，再灌注损伤仅延续10分钟。预适应明显减轻缺血和再灌注损伤引起的MAPA下降。
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表1 各实验组MAPA(mv)变化比较(n=10) 组别
基础值
缺血期
再灌注期
1′
5′
10′
15′
20′
1′
5′
10′
15′
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20′
C组
27.1±1.0
26.4±1.3
26.8±1.2
26.4±1.2
26.2±1.3
26.8±1.0
26.4±1.2
26.8±1.3
27.0±1.1
26.7±1.2
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23.2±1.0
IS组
27.1±1.4
13.3±0.8*
12.9±0.6*
10.0±0.3*
9.6±0.3*
9.6±0.3*
6.41±0.4*
17.2±0.3*
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24.3±1.1
24.5±1.0
26.2±1.1
IPC组
27.0±1.4
21.9±0.6
21.3±0.6
21.8±0.5
21.3±0.4
23.1±2.1
25.5±1.4
25.8±1.4
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26.0±1.4
26.4±1.5
27.0±1.4
注：C组无缺血和再灌注方案，C组各时间点比较P>0.05，IS组与其他两组各时点对应值比较，*P<0.01；C组与IPC组各时点对应值比较，P>0.05,表2同
二、各实验组0相最大除极速率(dv/dt max)变化
各实验组dv/dt max随时间变化见表2。从表2中所见，对照组随时间延长，dv/dt max逐渐降低，但各时间点相比差异无显著性(P>0.05)。缺血组缺血开始1分钟，即出现dv/dt max明显降低，持续于整个缺血期。再灌注期开始1～15分钟，dv/dt max虽大幅度上升，但各时点dv/dt max与基础值相比，差异具有高度显著性(P<0.01)，直至再灌注20分钟，dv/dt max才基本恢复正常。预适应组各时点dv/dt max值和基础值相比，差异无显著性(P>0.05)。
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表2 各实验组dv/dt max(v/s)变化比较(n=10) 组别
基础值
缺血期
再灌注期
1′
5′
10′
15′
20′
1′
5′
10′
15′
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20′
C组
3.9±0.3
3.8±0.2
3.8±0.1
3.7±0.3
3.6±0.2
3.7±0.2
26.4±1.2
3.6±0.1
3.7±0.2
3.6±0.3
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3.6±0.3
IS组
3.9±0.3
0.9±0.1*
0.8±0.1*
0.8±0.1*
0.8±0.1*
0.8±0.1*
1.6±0.1*
2.1±0.1*
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2.3±0.1*
2.5±0.1*
3.8±0.3
IPC组
3.9±0.4
3.4±0.3
3.5±0.3
3.4±0.3
3.4±0.4
3.3±0.3
3.7±0.4
3.7±0.4
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3.8±0.4
3.8±0.4
3.8±0.4
三、各实验组MAPD50和MAPD90变化
对照组前5分钟，发现MAPD50轻度增宽，此后随时间延长，MAPD50和MAPD90轻度变窄。缺血组缺血1分钟，MAPD50缩短至(65±24)ms，与基础值(90±1.7)ms相比，差异具有高度显著性(P<0.01)。此后，随缺血时间延长，MAPD50进行性缩短，再灌注期开始1分钟，MAPD50迅速恢复接近正常[(82±1.8)ms,P>0.05]，预适应组MAPD50各时点数值与基础值相比，无明显变化。缺血组MAPD90在缺血期前5分钟和整个再灌注期，和基础值(121±2.3)ms相比差异无显著性(P>0.05)，仅缺血期5～20分钟，MAPD90随时间延长明显缩短，而预适应组无明显变化。
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四、各实验组ST段和ERP/MAPD90变化
对照组实验过程中无ST段变化。缺血组缺血10分钟ST段抬高(2.3±0.2)mv,此后虽缺血继续加重，但ST段逐渐下降，至缺血20分钟下降至(0.9±0.2)mv,再灌注15分钟，ST段恢复至等电位线。预适应组虽10分钟也达ST段最高点(0.8±0.2)mv,与缺血组相比，差异具有高度显著性(P<0.01)。各组程序电刺激结果表明，缺血组为0.77±0.01,而预适应组和对照组分别为0.94±0.01、1.05±0.03,缺血组与其他两组相比，差异具有显著性(P<0.05)。讨 论
80年代初期，Reimer等[1]首先发现，短暂缺血后，心肌组织ATP含量减少，但再次短暂缺血并无ATP含量的进一步下降，表明在这一过程中，ATP降解速度减慢，提示反复缺血发作，可能使心肌对缺血产生耐受性。Murry等[2]对这一现象进行了系统的研究，证实短暂缺血后，随后持续缺血所造成的心肌梗塞范围明显缩小，并将此称之为缺血预适应。缺血预适应心脏保护作用可能机制为：预适应减少心肌细胞能量需要，相对增加ATP储备量，清除已堆积的代谢产物和促使内源性心肌保护物质释放。还可能有腺苷A受体、肾上腺素能受体、胆碱能受体、Gi蛋白、KATP通道、PKC、5′核苷酸酶等多种机制参与[3，4]。
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MAP记录技术具有易移动、对组织无损伤的特点，能敏感地反映缺血心肌细胞损伤特征，能对缺血区进行特异定位。MAP具有与跨膜动作电位(TAP)相同时限，1～3相复极形态，可反映心肌细胞静息膜电位、dv/dt max、MAPA的相对变化，故日趋广泛运用于实验和临床研究。运用MAP记录技术，我们连续观察各实验组缺血再灌注损伤动态变化，发现缺血组缺血1分钟内即出现心肌细胞MAPA和dv/dt max明显下降，MAPD50明显缩短。此后，随缺血时间延长，MAP形态逐渐变小，分别于再灌注5、10和20分钟，MAPD50、MAPA和dv/dt max才逐渐恢复接近正常。缺血组持续缺血前5分钟和整个再灌注期，MAPD90和基础值相比变化不大，而持续缺血5～20分钟，才发现MAPD90明显缩短。持续缺血早期，ST段逐渐升高，但随缺血时间进一步延长，至缺血15分钟后，ST段反而下降。在上述参数动态变化过程中，预适应可明显减轻缺血造成的MAPA、dv/dt max下降程度，相对延长MAPD50和MAPD90减少ST段升高幅度。
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缺血时MAPA和dv/dt max下降，可能与静息电位减少和平台期电位降低有关，也可能是心肌细胞离子流发生改变所致[5，6]。Franz等[7]研究认为，缺血使细胞丧失兴奋性，细胞间偶联程度降低，导致正常细胞和缺血细胞间电流强度减弱，因而使MAPA和dv/dt max下降。和TAP相比，MAPA和dv/dt max较小，主要因为MAP记录多个细胞依次顺序除极，因此MAPA和dv/dt max下降不仅反映单个细胞除极速率降低，而且也反映缺血心肌间的缓慢传导。缺血时，MAPD50缩短主要反映2相即平台期的缩短，它与缺血缺氧时慢通道钙内向电流减少有关，而这种变化又间接地引起钾外流减慢和3相复极变慢，故缺血早期MAPD90缩短不明显，随缺血程度加剧，细胞外钾浓度升高，慢通道钙内向电流进一步减少，复极钾外流通道的通透性提高，故MAPD50和MAPD90均明显缩短。和缺血组比较，缺血预适应使MAPA和dv/dt max相对增加，MAPD50和MAPD90相对延长，比值增大，表明预适应可以改善缺血心肌间传导特性，减轻正常和缺血心肌间复极的不均匀性，从而可能降低折返性心律失常的发生率。
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参 考 文 献
1，Reimer KA, Hill ML, Jennings RB. Prolonged depletion of ATP and the adenosine nucleotide pool due to delayed resynthesis of adenosine nucleotides following reversible myocardial ischemic injury in dogs. J Mol Cell Cardiol, 1981,13:229.
2，Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in myocardium. Circulation, 1986,74:1124.
3，Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Ischemic preconditioning slows energy metabolism and delays ultrastructural damage during a sustained ischemic episode. Circ Res, 1990,66:913.
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4，Parratt J. Endogenous myocardial protective (antiarrythmic) substances. Cardiovasc Res, 1993,27:693.
5，Franz MR, Flaherty JT, Platia EV, et al. Localization of regional myocardial ischemia by recording of monophasic action potentials. Circulation, 1984,69:593.
6，Blake K, Clusin WT, Franz MR, et al. Mechanism of depolarizationin the ischemic dog heart: Discrepancy between T-Q potentials and potassium accumulation. J Physiol, 1988,387:307.
7，Franz MR. Method and theory of monophasic action potential recording. Prog Cardiovasc Dis, 1991,33:345.
(收稿:1999-06-22)
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