冠脈搭橋對犬梗死周邊心肌交感神經重構與電重構的影響.pdf

1、急性心梗幸存的人群中，50％以上仍死于致命性室性心律失常。心肌梗死(Myocardial infarction，MI)患者在恢復期常發(fā)生室性心律失?；蜮?。目前認為MI后心臟性猝死大多與室性心律失常相關，它的預防一直是臨床工作的重點與難點。對于MI后的猝死機制，目前主要認為與心肌重構及電重構有關。2000年曹濟民博士對53例心臟移植者心臟神經分布密度、室性心律失常和心臟性猝死病史作了相關分析后發(fā)現(xiàn)心肌損傷病灶周圍有非常密集的再生交感神經

2、分布，且室性心律失?！狸栃越M的神經分布密度明顯高于室性心律失?！狸幮越M。于是大膽提出了MI或其他心肌損傷在修復期發(fā)生室性心律失常及心臟性猝死與心臟的交感神經過度再生即神經重構有關。此后神經重構這一新概念逐漸被人們所認識，并成為研究的熱點。如能在MI的早期采取積極的手段來干預神經重構，使心臟神經的再生和增生達到合適的水平，而不是異常重構，可能對MI后室性心律失常甚至猝死的預防起到更積極的作用。 包繞纖維瘢痕的梗死周邊區(qū)在心

3、梗后慢性期室速、室顫的發(fā)生機制起重要作用，急性心肌梗死后梗死周邊區(qū)存在著交感神經重構現(xiàn)象，表現(xiàn)為交感神經再生和過度再生。交感神經重構和電重構共同促進了室速、室顫的發(fā)生，這可能是急性心梗支配心臟的神經受到損傷，度過急性期后，在心肌局部或循環(huán)中增加的神經生長因子(NGF)等神經營養(yǎng)因子的作用下，受損的神經發(fā)生重構，以梗死周邊區(qū)最為明顯。心梗早期交感神經適度的再生是機體合理的損傷修復反應，但是慢性期的再生往往是不均一的過度再生，以神經纖維過度

4、再生為特點的交感神經重構與心梗后室性心律失常和猝死的發(fā)生有關，交感神經過度增生帶來交感活性的亢進，梗死周邊區(qū)心肌細胞長期處于高濃度去甲腎上腺素(NE)的作用下，輔以缺血缺養(yǎng)等不利因素共同導致局部心肌電生理性質發(fā)生改變。產生這種變化的原因除了三層心肌固有的電生理異質性及心梗帶來的直接效應以外，過度再生的交感神經在三層心肌內的分布紊亂以及各層心肌對去甲腎上腺素的敏感性不同可能亦發(fā)揮了重要作用。這些因素的綜合效應改變了外向鉀通道電流(Ito)

5、、延遲整流性鉀電流(Ik)、L型鈣離子通道(ICa，L)等離子通道的性質，進而改變了復極過程。梗死周邊區(qū)Ito、Ik、ICa，L均明顯縮小，以中層細胞變化最為明顯，這些離子流的改變與交感神經重構的關系有待進一步研究，交感神經刺激能引起心肌電生理性質改變。心下交感神經包含絕大部分再生的交感神經纖維。對于正常心肌，交感神經刺激時增加IKs和ICl的作用大于增加ICa的作用，復極加速，因而各層心肌細胞的有效不應期(ERP)縮短，跨室壁復極離散

6、度(TDR)減小。而在交感經重構明顯的梗死周邊區(qū)，交感神經刺激卻顯著增加TDR，多數(shù)誘發(fā)出尖端扭轉性室速。推測這可能與中層心肌細胞殊的電生理性質有關，中層心肌細胞固有的小IKs電流在心梗后進一縮小，使得交感神經刺激時增加ICa的作用相對增強，復極相對減緩，因而中層心肌ERP縮短的幅度不及內膜和外膜，導致TDR明顯增大。 對人類健康造成威脅的重大疾病中心血管病的死亡率最高，全球每年因血管病死亡約1700萬人。雖然目前不主張急性心梗

7、冠脈搭橋(死亡率高)，但是急性心梗幸存的慢性人群中，50％以上仍死于致命性室性心律失常。我們已經開展了急性心梗冠脈搭橋手術，并取得了良好療效。心肌梗死周邊區(qū)周圍伴有冬眠心肌，心功能的降低不是完全由瘢痕引起，隨著缺血時間的延長和/或缺血程度的加重，冬眠心肌同樣會發(fā)展為壞死心肌。這些患者血運重建術的效果要好于單純藥物治療。交感神經重構和電重構共同促進了室速、室顫的發(fā)生，研究神經重構的臨床意義大，如能在心梗早期就采取積極的手段預防交感神經的過

8、度再生，使其達到合理的再生狀態(tài)，就可能對防止室性心律失常和猝死的發(fā)生產生積極的作用。以往有關急性心肌梗死周邊區(qū)神經重構的研究通常采取藥物及介入方法作為干預措施，這些措施避開了心臟表面分布的交感神經及迷走神經破壞的可能，不能足以說明冠脈搭橋對梗死周邊區(qū)交感神經重構與電重構的影響。本實驗通過犬急性心梗冠脈搭橋作為干預手段探討是否可以減輕梗死周邊區(qū)交感神經重構與電重構，從而減少室性心律失常或猝死的發(fā)生，改善急性心梗的預后，為急性心梗早期冠脈搭

9、橋提供理論依據(jù)。 本研究通過不同時間段急性心梗冠脈搭橋作為干預手段，應用電生理檢測方法測定梗死周邊區(qū)跨室壁復極離散度，刺激交感神經時梗死周邊區(qū)跨室壁復極離散度的變化及室顫閾值，探討急性心梗冠脈搭橋對梗死周邊區(qū)心肌電生理特性的影響。在犬心室肌中存在豐富的Ito離子通道蛋白Kv4.3的表達，最近報道由Kv4基因編碼的通道蛋白亞基與KChIP基因家族編碼的β亞基(KChIP2)有協(xié)同作用，二者結合導致電流的顯著增加，并且增加鈍化通道恢

10、復的幾率。KChIP2作為Ito在犬心肌中有豐富的表達。通過逆轉錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)方法檢測離子通道蛋白Cav1.2、Kv4.3及KchIP2的mRNA表達水平進一步說明梗死周邊區(qū)心肌電重構的機制。通過RT-PCR方法檢測神經生長因子(NGF)，生長相關蛋白43(GAP43)及神經突觸遞質(SYN)的mRNA表達，進一步探討神經相關因子在神經重構中的作用，從而間接表達急性心梗冠脈搭橋對神經重構的影響。 材料和方法：

11、 健康雜種犬30只(由中國醫(yī)科大學動物實驗中心提供)雌雄不拘，體重16～26kg。隨機分為心梗搭橋實驗組(22只)和心梗不搭橋對照組(8只)。結扎犬冠狀動脈前降支制備心梗模型。分別在心梗后1、2、4、6周行冠脈搭橋作為實驗組，其中第2周4只，其余每組6只；對每個實驗組分別設立心梗不搭橋對照組，每組2只。8周后開胸分別測量梗死周邊區(qū)ERP、TDR；交感神經刺激時ERP、TDR的變化和室顫閾值。每只犬分別切取梗死周邊區(qū)或相應部位的組織

12、標本，標本采用RT-PCR方法檢測離子通道蛋白Cav1.2、Kv4.3、KchIP2mRNA及神經相關因子GAP43、NGF、SYNmRNA表達水平。 結果： 1、每個實驗組各存活4只，對照組均存活。 2、基礎狀態(tài)下1、2、4周實驗組梗死周邊區(qū)心肌TDR明顯低于對照組(P＜0.05)。與1、2周實驗組相比，4、6周實驗組梗死周邊區(qū)三層心肌的ERP及TDR明顯延長(P＜0.05)。與實驗組相比，交感神經刺激時對照組

13、外層心肌的ERP縮短最明顯，TDR并沒有縮小反而增大(P＜0.05)。 3、室顫閾值：所有犬在梗死周邊區(qū)采用高強度電刺激均成功誘發(fā)出室顫。對照組室顫閾值較實驗組明顯降低(13.0±3.21V；24.44±3.98V)(P＜0.01)。 4、對照組心肌三種離子通道蛋白表達明顯低于正常及實驗組心肌(p＜0.01)；4、6周搭橋組Cav1.2mRNA表達明顯低于正常組(p＜0.05)；4、6周搭橋組Kv4.3及KchIP2mR

14、NA表達明顯低于正常及1、2周搭橋組(p＜0.05)。對照組心肌Cav1.2mRNA表達減少的程度明顯高于各實驗組(p＜0.05)，各個實驗組組間無明顯差異；對照組心肌Kv4.3及KchIP2mRNA表達減少的程度明顯高于各實驗組(p＜0.05)，其中4、6周搭橋組Kv4.3及KchIP2mRNA表達減少的程度明顯高于1、2周搭橋組(p＜0.05)。 5、對照組GAP43mRNA、NGFmRNA及SYNmRNA表達明顯高于實驗組

15、及正常心肌(P＜0.01)，4、6周實驗組GAP43mRNA、NGFmRNA表達明顯高于1、2周實驗組及正常心肌(P＜0.05)。各實驗組及正常心肌SYNmRNA表達無明顯差異。 結論： 1、犬急性心梗早期冠脈搭橋可以減輕梗死周邊區(qū)心肌TDR的變化，降低梗死周邊區(qū)心肌對交感神經的敏感性，進而減少心律失常的發(fā)生，提高室顫閾值，減少缺血對梗死周邊區(qū)心肌電生理的影響。 2、2周內冠脈搭橋可以最大限度減少梗死周邊區(qū)心肌電