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编号:10238878
高血压左室肥厚消退后心肌细胞跨膜电位变化的实验研究
http://www.100md.com 《中国介入心脏病学杂志》 2000年第3期
     作者:李萍 罗伟 邹挺 苏海 刘汉清

    单位:李萍(江西医学院第二附属医院心内科 330006);罗伟(江西医学院第二附属医院心内科 330006);邹挺(江西医学院生理教研室);苏海(江西医学院第二附属医院心内科 330006);刘汉清(江西医学院生理教研室)

    关键词:高血压;左室肥厚;消退;跨膜电位

    中国介入心脏病学杂志000318 【摘要】 目的 观察高血压左室肥厚消退后心肌细胞跨膜电位的变化。方法 12周龄自发性高血压大鼠(SHR),分别饲服尼群地平或卡托普利14周,以同龄WKY及不经治疗的SHR鼠为对照。采用传统浮置式玻璃微电极记录在体心脏心室肌细胞的动作电位幅度(APA),静息电位(RMP),动作电位时限(APD),及复极90%、75%、50%、25%时的动作电位时限(APD90、APD75、APD50、APD25),并计算APD的离散度。结果 (1)左室肥厚心肌细胞APD及其离散性均明显大于对照组;(2)尼群地平和卡托普利治疗消退左室肥厚后,左心室肌细胞APD缩短及APD离散性减少。结论 伴随心肌肥厚的消退,心室肌细胞电生理异常好转。
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    The change in myocyte transmembrane potential after regression of hypertensive left ventricular hypertrophy

    Li Ping, Luo Wei, Zhou Ting, et al.

    (Department of Cardiology, the Second Affiliated Hospital, JiangXi Medical College 330006)

    【Abstract】 Objective To investigate what the electrophysiological abnormalities in the hypertrophic myocytes were and whether the change in myocyte transmembrane potentials (TP) can be inverted with the regression of LVH. Methods Spontaneously Hypertensive Rats (SHRs) and Wistar-Kyoto (WKY) rats of 12 weeks old were applied for this study. The rats were divided into six groups (n=8): WKY-12 group, one SHR-12 group and other four groups, ie (1) SHRs treated with Nitrendipine (30 mg/kg/d, SHR-ni), (2) SHRs treated with Captopril (50 mg/kg/d, SHR-cap), after 14 weeks treatment, the drugs were stopped for one week in these two groups. (3) SHRs without treatment (SHR-27), (4) WKY rats of 27 weeks old (WKY-27). Myocyte transmembrane potential in left ventricular epicardial was recorded, and action potential amplitude (APA), resting membrane potential (RMP), action potential duration (APD), and the duration of 90% (APD90), 75% (APD75), 50% (APD50), 25% (APD25) were measured. Dispersion of APD was defined as the maximum difference of APDs. Results (1) APD, especially APD90 and APD75, was significantly prolonged in LVH myocytes of SHR-12 and SHR-27 than that in WKY rats, and hypertrophied LV showed greater APD dispersion, while RMP and APA did not change significantly. (2) After LVH regression made by nitrendipine and captopril, the APD and APD dispersion were shortened. No difference of above parameters was found between the two treated groups. Conclusion Prolonged APD and obvious APD dispersion in hypertrophic myocytes can be reverted after the regression of LVH.
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    【Key words】 Hypertension; Left ventricular hypertrophy (LVH); Regression; Transmembrane potential

    高血压左室肥厚(LVH)是室性心律失常及猝死的一个危险因素,不少降压药既可降压,又能消退左室肥厚,随之室性心律失常的发生亦降低,然而其心电生理机制在临床研究中尚难得出结论。

    本实验以自发性高血压大鼠(SHR)为研究对象,观察左室肥厚及左室肥厚消退后心肌细胞跨膜电位的差异,以期了解左室肥厚室性心律失常的机制及肥厚消退后心电生理能否得以改善。

    材料与方法

    1.实验动物及分组

    10周龄SHR大鼠32只,同龄正常WKY大鼠16只,雌雄不拘(第二军医大学动物室提供)。12周龄时随机分组(n=8),依实验目的分两批共六组。即:
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    第一批两组:12周龄WKY组(WKY-12);12周龄SHR组(SHR-12)。

    第二批四组:用药组至26周时停药一周,于27周时进行实验;尼群地平治疗组(SHRni-27);卡托普利治疗组(SHRcap-27);27周龄SHR对照组,即未用药组(SHR-27);27周龄WKY对照组(WKY-27)。

    2.给药方法:尼群地平30 mg*kg-1*d-1,卡托普利50 mg*kg-1*d-1,(分别选用同一厂家及批号),将药物碾碎溶于水中,每天固定时间喂饲,对照组饲水,每2周测一次血压(尾袖法)和体重。

    3.实验方法

    记录心肌细胞跨膜电位:实验鼠用乌拉坦麻醉后,气管插管接呼吸机。正中开胸,将心包膜剪开分两侧固定于胸壁,胸壁肌接地线。
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    采用标准玻璃微电极技术记录心肌细胞动作电位,通过二导仪记录。观察指标:动作电位幅度(APA),静息电位(RMP),动作电位时限(APD),复极90%、75%、50%、25%时的动作电位时限(APD90、APD75、APD50、APD25)。记测左室壁心外膜心肌十个不同部位的动作电位时限,取其最大差异,即最大值与最小值的差为APD离散度[1]

    左室重量及室壁厚度:记录跨膜电位后,取出鼠心脏,分离左心室(含室间隔),用分析天平测重。游标卡尺测量室间隔、左室游离壁及心尖部厚度,取其平均值为左室壁厚指标[2]

    4.统计学分析:所有数据为±s,两组间比较用t检验,P<0.05为差异有显著性。
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    结 果

    表1所示,12周龄SHR已形成左室肥厚。与正常心肌细胞比较,肥厚心肌细胞及肥厚逆转后心肌细胞静息膜电位及动作电位幅度均无明显变化(表2)。

    表2 各组静息电位与动作电位幅度的比较 组 别

    心率

    (次/分)

    静息电位

    (mV)

    动作电位幅度

    (mV)

    12周龄WKY组

    325.83±42.80
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    54.58±3.61

    77.90±5.92

    12周龄SHR组

    312.67±35.22

    54.51±1.32

    77.88±2.34

    27周龄WKY组

    340.00±62.75

    52.20±0.18

    74.60±1.41

    尼群地平治疗组

, 百拇医药     351.17±45.67

    52.66±2.79

    75.24±3.99

    卡托普利治疗组

    338.71±63.63

    52.59±2.53

    75.14±3.68

    27周龄SHR组

    354.00±55.21

    52.72±3.13

    75.57±3.40

, http://www.100md.com     各组心率无差异,但SHR的肥厚心肌细胞动作电位时限较对照WKY组明显延长,尤表现在APD90和APD75(表3);动作电位离散性亦明显增加。

    经用药使LVH消退后,上述异常均得到改善,并接近正常对照。两用药组间各指标无明显区别。表1 各组收缩压、左心室重量、左心室重量/体重、左心室壁厚的比较 组 别

    收缩压(kPa)

    体重(g)

    左室重量(mg)

    左室重/体重(mg/g)

    左室壁厚(mm)

    12周龄WKY组

, 百拇医药     13.53±0.31

    182.00±27.75

    0.51±0.03

    2.72±0.04

    2.22±0.05

    12周龄SHR组

    24.80±0.56**

    182.33±15.78

    0.78±0.08*

    3.73±0.07*
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    3.07±0.14*

    27周龄WKY组

    14.00±0.61

    290.75±55.31

    0.69±0.13

    2.20±0.09

    2.27±0.21

    尼群地平治疗组

    14.27±2.81△△

    247.86±50.50
, 百拇医药
    0.62±0.09

    2.58±0.39

    2.28±0.12△△

    卡托普利治疗组

    15.06±1.92△△

    241.63±49.94

    0.62±0.13△*

    2.55±0.19△*

    2.12±0.08△△

    27周龄SHR组
, 百拇医药
    25.07±0.94##

    252.89±42.18

    0.89±0.12#

    3.54±0.31#

    3.12±0.14##

    注:*12周龄SHR与同龄WKY组比较,*P<0.05,**P<0.01;经治疗组与同龄SHR组比较,P<0.05,△△P<0.01;27周龄未治疗SHR组与同龄WKY组比较,P<0.05,##P<0.01表3 各组动作电位时限的比较 组 别
, 百拇医药
    动作电位时限

    (ms)

    复极90%的动作

    电位时限(ms)

    复极75%的动作

    电位时限(ms)

    复极50%的动作

    电位时限(ms)

    复极25%的动作

    电位时限(ms)

    12周龄WKY组

    101.05±37.57
, 百拇医药
    68.33±8.09

    44.43±0.96

    26.95±2.77

    15.18±2.40

    12周龄SHR组

    147.95±18.27**

    105.70±25.24**

    54.83±4.55**

    23.83±4.75

    10.38±2.72
, 百拇医药
    27周龄WKY组

    116.75±3.88

    80.68±4.49

    57.91±4.52

    31.10±0.92

    13.79±1.59

    尼群地平治疗组

    107.97±10.51##

    75.69±7.81##

    51.08±4.76##
, 百拇医药
    26.45±4.93

    10.76±4.10

    卡托普利治疗组

    106.34±4.67##

    74.33±4.33##

    51.26±4.89##

    26.13±5.50

    9.91±3.51

    27周龄SHR组

    151.32±15.61
, 百拇医药
    104.31±14.20

    68.05±11.04

    30.90±8.38

    12.46±5.29

    注:*12周龄SHR与同龄WKY组比较,**P<0.01;经治疗组与同龄未治疗SHR组比较,##P<0.01;27周龄未治疗SHR组与同龄WKY组比较,ΔP<0.05讨 论

    本实验表明,LVH组心肌细胞APD明显延长。早在1974年,Bonnardeau等的实验显示血管紧张素II可延长心肌细胞的APD,认为LVH心肌细胞APD明显延长可能与高血压时的某些激素增加有关。然而心肌肥大时离子通道及膜离子流也有改变,Brooksby用电压钳制技术观察SHR左室心肌细胞膜L型ICa2+和钾离子电流[3],发现短暂外向电流(Ito)及延迟整流钾离子流均无异常,L型ICa2+的幅度、时期、电压或时间依赖性也无改变;而由复极期负电位诱发的内向整流钾流幅度却降低,因而导致APD延长,其原因是内向整流钾流通道的密度下降。由于本实验亦采用SHR,发现APD延长,并主要表现在APD90和APD75,结果与之相似。本研究还发现各组静息电位与动作电位幅度无差异,考虑可能由于整流K+通道只在已除极的膜电位水平对K+敏感,故不影响静息电位与动作电位幅度。虽然肥厚心肌细胞动作电位时程均延长,但不同动物或不同高血压模型的膜离子流的变化不一[4,5]
, 百拇医药
    本结果证实,尼群地平和卡托普利治疗使LVH消退后心肌细胞APD不再延长,其离散性亦减少。由于本实验在停药一周后进行,故排外了药物本身的直接作用。我们认为肥厚逆转后心细胞电位的好转主要是由于膜离子通道的特性改变。引起左室肥厚的因素可能使编码钾通道的基因重新表达,使得肥厚心肌细胞产生不同于正常的离子通道群[6],此外,已有的通道也可受纤维化、神经递质及内分泌因素等的作用而发生变化,使得肥厚心肌细胞动作电位异常。本研究发现肥厚消退后的心肌细胞APD能缩短,可能与此时膜离子通道的结构和特性改善有关。上述结果可用以解释左室肥厚消退后室速和室颤发生明显降低[7],室性异位激动减少的现象。

    参 考 文 献

    1,Kowey PR. Friehling TD, Sewter J,et al. Electrophysiological effects of left ventricular hypertrophy: effect of calcium and potassium channel blockade. Circulation, 1991,83:2067-2075.
, 百拇医药
    2,李菊香,罗伟,苏海.卡托普利逆转高血压左室重构的实验研究.高血压杂志,1995,3:93.

    3,Brooksby P, Levi AJ, Jones JV. The electrophysiological characteristics of hypertrophied ventricular myocytes from the spontaneously hypertensive rat. J Hypertens, 1993,11:611-622.

    4,Benitah JP, Gomez AM, Bailly P, et al. Heterogeneity of the early outward current in ventricular cells isolated from normal and hypertrophied rat hearts. J Physiol, 1993,469:111-138.
, http://www.100md.com
    5,Tomita F, Bassett AL, Myerbury RJ, et al. Diminished transient outward currents in rat hypertrophied ventricular myocytes. Circ Res, 1994,74:296-303.

    6,Katz AM. Cardiac ion channel. N Engl J Med, 1993,17:1244-1252.

    7,Seth JR, Ying Wu, Nancy Ford, et al. Effect of left ventricular hypertrophy and its regression on ventricular electrophysiology and vulnerability to inducible arrhythmia in the feline heart. Circulation, 1995,91(2):426-430.

    (收稿:1999-12-11), 百拇医药