比格犬与杂种犬右心室快速起搏至房颤模型比较

陈心培，张 瑜，梁 卓，陈桂颖，孟 鹤，单兆亮

1解放军总医院 心内科，北京 100853；2天津市胸科医院 胸内科，天津 300151

基础研究

比格犬与杂种犬右心室快速起搏至房颤模型比较

陈心培1，张 瑜1，梁 卓1，陈桂颖2，孟 鹤2，单兆亮1

1解放军总医院 心内科，北京 100853；2天津市胸科医院 胸内科，天津 300151

目的比较比格犬和杂种犬制作的右心室快速起搏至房颤模型，选择出表达更加稳定的房颤动物模型。方法雌性杂种犬与比格犬各8只采用完全随机设计，将8只杂种犬分为2组，每组4只，记为杂种犬对照组与杂种犬实验组；将8只比格犬分为2组，每组4只，记为比格犬对照组与比格犬实验组。各实验组在X线透视下，经颈外静脉将1条心室起搏电极植入右心室心尖。连接心室起搏电极与起搏器，起搏器埋于右侧颈部皮下。以240次/min快速起搏心室，送回动物房饲养。2周后测定血流动力学指标和电生理指标，处死，快速取出心脏，测定心脏重量等相关指标。结果比格犬在心率，心脏系数，左心室内压这几个指标中与杂种犬比较差异均无统计学意义；比格犬对照组与杂种犬对照组心房不应期无明显差别；杂种犬实验组右心室快速起搏后心房不应期有下降趋势，但差异无统计学意义；比格犬实验组右心室快速起搏后心房不应期下降，差异有统计学意义(P＜0.01)；比格犬对照组与杂种犬对照组比较，房颤诱发率差异有统计学意义(P＜0.05)。结论比格犬较杂种犬在右心室快速起搏至房颤模型中表达稳定，效果明显，有一定优势。

比格犬；杂种犬；房颤模型

Whipple等[1]在1962年提出了实验性快速心脏起搏可能诱发心衰的理念。Riegger和Liebau[2]在1982年将特制的起搏器植入犬的心脏，以240 ～280次/min频率起搏心脏，成功建立了新的心力衰竭动物模型。2年后他们将起搏器埋于犬前胸皮下，并与植入心室的起搏电极相连，使得建立心衰模型的成功率显著提高[3]。心力衰竭时心房肌细胞的钙转运和调节蛋白都出现异常，易于触发房颤，该方法普遍用于心衰合并房颤模型，并成为常见的房颤模型之一[3-4]。此模型主要适合于大型动物如犬、猪、羊等，其中犬是生理结构与人比较接近的动物之一，用犬制作疾病模型，易于获得，可操作性强，具有可比性，易于观察[5]。目前用于该模型的多为杂种犬，比格犬应用相对较少。而比格犬具有来源稳定，性情温顺，实验重复性好等优势，是目前较理想的实验犬。是否可以替代杂种犬，二者制备的房颤模型是否相同，未见比较研究。本文通过比较比格犬和杂种犬制作的房颤模型，为制作动物模型提供数据和理论参考。

材料和方法

1 动物 杂种犬与比格犬各8只，解放军总医院实验动物中心提供，均为雌性。杂种犬体质量(21.8±3.3) kg，比格犬体质量(11.5±0.9) kg。比格犬平均年龄为5岁，杂种犬不详。

2 试剂和仪器 3%硫喷妥钠(解放军总医院动物实验室提供)；酒石酸美托洛尔注射液(广州白云山天心制药股份有限公司，批号：061201)；硫酸阿托品注射液(天津金耀氨基酸有限公司，批号：0907021)；移动式C形臂数字X射线机(9800-09型，北京通用电气华伦医疗设备有限公司)；埋藏式动物高频脉冲发生器(FDM-30型，上海复旦旦华科技有限公司)；右心室电极(1888TC型，圣犹达医疗用品(上海)有限公司)；三十二道生理参数分析记录仪(GY-6328型，河南华南医电科技有限公司)；多道生理信号采集处理系统(RM6240CD型，四川成都仪器厂)；心脏电生理诊疗仪(XD-2A型，中国东方电子仪器厂)；压力换能器(YPJ01型，四川成都仪器厂)；6 F电极(美国科尔迪斯公司)；大型动物手术台；手术器械。

3 分组 将8只杂种犬分为2组，每组4只，记为杂种犬对照组与杂种犬实验组；将8只比格犬分为2组，每组4只，记为比格犬对照组与比格犬实验组。

4 快速心室起搏模型制备 1)杂种犬/比格犬对照组：常规饲料喂养，实验前禁食水24 h，行无菌手术，切开颈部皮肤，暴露右侧颈外静脉，在X线透视下，经颈外静脉将1条心室起搏电极植入右心室心尖。连接心室起搏电极与起搏器，起搏器埋于右侧颈部皮下。未予起搏。测定血流动力学指标和电生理指标，处死，快速取出心脏，心脏称重。2)杂种犬/比格犬起搏2周组：常规饲料喂养，实验前禁食水24 h，行无菌手术，切开颈部皮肤，暴露右侧颈外静脉，在X线透视下，经颈外静脉将1条心室起搏电极植入右心室心尖。连接心室起搏电极与起搏器，起搏器埋于右侧颈部皮下。以240次/min快速起搏心室，送回动物房饲养2周后，重新麻醉，方式同前，拔除起搏器，测定心率、血流动力学指标和电生理指标，处死，快速取出心脏，心脏称重。

5 电生理指标测量 1)在X线下，经鞘管置入右心房电极，连接多道电生理记录仪，待获得理想的右心房信号后固定电极。2)静脉注射酒石酸美托洛尔200 μg/kg及硫酸阿托品40 μg/kg，阻断自主神经对心脏的影响，并以酒石酸美托洛尔20 μg/ (kg·h)和硫酸阿托品7 μg/(kg·h)在实验过程中维持静脉滴注。3)程控刺激仪给予右心房刺激。测定起搏阈值，输出电压设定为2倍起搏阈值。基础刺激(S1S1)周长为300 ms、早搏联律间期(S1S2)以5 ms步长递减，刺激延迟为1 s。早搏不引起心房激动的最长S1S2间期为心房有效不应期，重复3次，取平均值；以10 Hz的频率、4倍的起搏阈值刺激右心房10 s，诱发房颤3次，计算每只犬的平均房颤持续时间，当房颤时间＞15 min时，认为诱发出持续性房颤，不参与房颤持续时间的计算。

6 统计学处理 应用SPSS17.0统计软件进行分析，计量资料以±s表示，行t检验，检验水准α=0.05。

结 果

1 杂种犬与比格犬心率、左心室内压和脏器系数比较 比格犬在心率、心脏系数、左心室内压与杂种犬比较，差异均无统计学意义，但比格犬个体差异小。两种犬的实验组相对于各自对照组的左心室内舒张末压均有显著升高(P＜0.05)，表明比格犬和杂种犬均可以通过右心室快速起搏导致心衰。见表1。

2 杂种犬与比格犬心房不应期与房颤平均持续时间比较 1只对照组的杂种犬，经1次诱发形成持续性房颤，其余3只杂种犬的房颤平均时间为(2.33±2.29) s；比格犬对照组4只均未诱发出持续性房颤，房颤平均持续时间为(0.33±0.78) s；杂种犬对照组与比格犬对照组的房颤诱发率差异有统计学意义(P=0.011)。两组对照组心房不应期差异无统计学意义；杂种犬实验组起搏后有下降趋势，但差异无统计学意义；比格犬实验组起搏后心房不应期下降，差异有统计学意义(P＜0.01)。杂种犬实验组与比格犬实验组均有2只犬成功诱发出持续性房颤，未诱发出持续性房颤的犬房颤平均持续时间差异无统计学意义(P=0.588)。见表2。

表1 杂种犬与比格犬心率、左室内压、和脏器系数比较Tab. 1 Heart rate, left ventricular end-diastolic pressure and coeff i cient of heart in beagle and mongrel dogs

表2 杂种犬与比格犬心房不应期与房颤平均持续时间Tab. 2 Atrial refractory period and the average AF time in beagle and mongrel dogs

讨 论

心房颤动(简称房颤)是临床最常见的持续性心律失常，是各种原因引起的心房电活动紊乱，导致心脏收缩的节律性消失[6]。房颤患者有发生脑卒中的风险，并且能够大大增加充血性心力衰竭患病率，导致心血管死亡率和总死亡率升高，是致残和致死的主要原因之一，严重影响患者生活质量，甚至威胁生命[7-8]。目前研究表明，电生理重构是房颤发生、进展的病理基础，是形成房颤的基质，最终引起房颤发生，并由阵发性转为持续性[9-11]。电生理重构主要指心房电生理改变，包括心房有效不应期的缩短、不应期频率适应性的丧失、传导速度的减慢和不应期与传导离散度的增加等。建立发作时间长且病理生理基础与临床情况相似的房颤动物模型对于其机制和治疗的研究均具有重要意义。目前房颤模型制备多数选择杂种犬，但是杂种犬种类繁多、遗传背景复杂多样、无统一饲养条件、个体差异较大等而可能导致模型间存在差异。比格犬是一种原产于英国的小型猎兔犬，1983年引进我国，相对于杂种犬，比格犬具有性情温顺、体型小、易于抓捕、遗传性能稳定、个体差异小、容易接近、给药和采血方便、实验结果重复性好、适应性强等优点[12]。目前国内比格犬常用于埃立克体病模型、药物的类过敏试验等，心肌梗死等模型上也逐步开展，并找到不少杂种犬与比格犬的不同之处，那么在房颤模型中杂种犬和比格犬是否有差异呢？本文从杂种犬与比格犬心脏脏器系数比、心率、左心室内压、心房不应期与房颤诱发率等几个常见的基本的电生理指标入手观察比格犬与杂种犬的区别[13-16]。结果发现，比格犬心房不应期和房颤诱发率组间个体差异较小，心脏脏器系数较为接近；而杂种犬各电生理指标差异较大。

本研究对比格犬和杂种犬的房颤模型初步比较，发现比格犬的优势：1)比格犬来源稳定可靠，性情温顺，实验操作容易；杂种犬性格暴躁，交感神经过度兴奋，进而严重影响心率及心房不应期、左心室内压等电生理指标[17]。2)比格犬的体型、体质量及状态相近，知晓具体年龄；而杂种犬来源不稳定，犬的体型、体质量及状态个体差异较大，且年龄未知[13]。而年龄对于房颤的研究至关重要[18]。3)比格犬相比杂种犬来说，对右心室快速起搏导致的心房不应期的改变效果更加明显，比格犬和杂种犬对照组心房不应期无差别，杂种犬实验组起搏后有下降趋势，可能是样本量太少导致，也有可能是右心室快速起搏引起心力衰竭过程中并未影响心房有效不应期，表明该过程相对于结构重构来说，心脏的电重构并不明显；比格犬实验组起搏后心房不应期下降，差异有统计学意义。

综上所述，本研究表明比格犬在该模型中具有一定的优势，但是比格犬价格昂贵，而杂种犬经济易得，因此可以根据科研经费的多少，也可以根据实验研究的具体情况选择合适的动物模型。

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Beagle dog model and mongrel dog model of rapid right ventricle pacing induced-atrial fi brillation

CHEN Xin-pei1, ZHANG Yu1, LIANG Zhuo1, CHEN Gui-ying2, MENG He2, SHAN Zhao-liang11Department of Cardiology, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China;2Department of Respiratory Diseases, Tianjin Chest Hospital, Tianjin 300151, China
Corresponding author: SHAN Zhao-liang. Email: shanzl301@sina.com

ObjectiveTo select a more stable animal atrial fi brillation (AF) model by comparing the beagle dog and mongrel dog model of rapid right ventricle pacing-induced AF.MethodsEight mongrel dogs were divided into experimental group and control group (4 in each group), and 8 beagle dogs were divided into experimental group and control group (4 in each group). A pacing electrode was placed in the right cardiac apex of the animals in 2 experimental groups under X-ray guidance and connected to the pacer subcutaneously placed in the right neck. The animals were rapidly paced (240 times/ min) and then sent back to their house, after two weeks their hemodynamic and electrophysiological indications were detected. The animals were then sacrif i ced with their heart removed and weighed.ResultsNo significant difference was found in the heart rate, coeff i cient of heart and left ventricular end-diastolic pressure between beagle and mongrel dogs. No obvious variation was observed in the atrial refractory period between the 2 control groups. The atrial refractory period was shorter in beagle dogs than in mongrel dogs after pacing (P＜0.01) with no obvious reduction in experimental group of mongrel dogs. The incidence of AF in control group of beagle dogs was significantly different from that in control group of mongrel dogs.ConclusionThe beagle dog model of rapid right ventricle pacing-induced AF is better than the mongrel dog model of rapid right ventricle pacing-induced AF.

beagle dog; mongrel dog; atrial fi brillation model

R 332

A

2095-5227(2014)06-0605-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2014.06.024

2013-10-31

国家自然科学基金面上项目(81270308)；北京市自然科学基金(7122173)

Supported by the National Natural Science Foundation of China(81270308); Beijing Natural Science Foundation of China(7122173)

陈心培，女，在读硕士。研究方向：心脏电生理方向。Email: xinpei_chen@sina.com

单兆亮，男，主任医师，教授，硕士生导师。Email: sh anzl301@sina.com