炙甘草汤对快速起搏心房电重构的影响*

周承志 吴成云 杨 波张 峰 张道亮王 腾

（1.湖北省中医院，湖北 武汉 430061；2.湖北中医药大学，湖北 武汉 430061；3.武汉大学人民医院，湖北 武汉 430060）

房颤是临床上最常见的心律失常之一，心房电重构是房颤易感性的电生理学基质，也是房颤发生和维持的重要环节［1］。目前针对房颤治疗采取很多抗重构干预，但多因临床副作用使用受限。炙甘草汤是历代医家常用于治疗心律失常（属中医“心动悸，脉结代”范畴）的名方，临床治疗房颤安全有效，但其抗房颤机制尚不清楚。本研究旨在利用单相动作电位记录和心脏程控刺激技术来研究炙甘草汤对快速心房起搏所致兔心房电重构的影响，探讨其防治房颤的可能机制。

1 材料与方法

1.1 动物 健康家兔18只，体质量（2.67±0.40）kg，雌雄不拘，由武汉大学人民医院实验动物中心提供。

1.2 试药与仪器 炙甘草汤（《伤寒论》原方比例）：炙甘草12 g，生姜、桂枝各9 g，人参、阿胶各 6 g，生地黄48 g，麦冬、麻仁各 10 g，大枣 10 枚（25 g），全部购于湖北省中医院药剂科，在湖北省中医院制剂室以传统工艺煎煮，浓缩至2.25 g/mL生药。Grass S88K刺激器（USA）；PowerLab 16/30 系列记录仪、Lab Chart Pro 7.3软件及各类放大器/仪器 （AD Instruments，Australia）；电子计算机；戊巴比妥钠（sigma公司）及改制非极化AgCL心外膜单相动作电位记录电极和刺激电极（WPI公司，USA）；常规手术器械。

1.3 分组与造模 实验动物随机分为对照组、起搏组、药物组（起搏+炙甘草汤），每组6只。用3%戊巴比妥钠30 mg/kg经兔耳缘静脉注射，麻醉成功后，将兔仰位固定于兔台上，沿胸骨左缘2～4肋开胸，充分暴露心脏，改制MAP记录电极固定于左心房，将放大后的动作电位AP信号输至PowerLab记录仪，LabChart Pro 7.3软件采集MAP波形并处理分析。四肢皮下插入针形电极记录体表心电图。将刺激电极固定于右心耳，远端电极连接Grass S88K刺激器，以高于窦性心率10%的频率刺激，脉宽2 ms，首先测定心房起搏阈值，以能1∶1起搏心房的最低电压为起搏阈值。以2倍起搏阈值为输出电压，脉宽2 ms，持续600次/min固定频率给予起搏组和药物组快速右心房起搏8 h。对照组不予心房起搏。

1.4 给药方法 按人与兔体表面积比换算，药物组给药剂量为其等效剂量的5倍 （按前所述炙甘草汤成人1日量为135 g生药，故兔等效剂量为135×0.07=9.45 g生药，兔1日给药量为9.45×5=47.25 g生药）。对照组和起搏组以等体积生理盐水各自分2次灌胃，连续5 d。末次给药1.5 h后开始测定实验参数。

1.5 电生理参数测定 （1）有效不应期及其频率适应性的测定。待图形稳定20mins后，对右心耳采用S1S2程序刺激法，脉宽2 ms，输出电压为2倍起搏阈值，在连续发放8个S1刺激后发放早搏刺激S2，S1S2自短于S1S1约10%开始，步长为-5 ms，至S2不能引起可传播的MAP时最长的S1S2间期即为心房有效不应期（AERP）（图 1）。应用 Lab Chart Pro 7.3软件分别测量 3组在基础刺激周长 BCL （S1S1）=200 ms、150 ms时的AERP200、AERP150。并计算出 AERP200-AERP150的值，将（AERP200-AERP150）作为AERP频率适应性的判断指标，差值越大，其频率适应性越好，反之越差。并记录S1S1=200 ms时各组APD90，计算出AERP/APD90比值。（2）房颤诱发率和平均持续时间的测定。待其恢复窦性心律后予Burst刺激诱发房颤，刺激频率50 Hz，脉宽2 ms，电压为4倍起搏阈值，持续30s，测量AF诱发率和AF平均持续时间，每次刺激后待其恢复到窦性心律30 s后开始下一次刺激。AF诱发率=诱发AF成功次数/总诱发次数。诱发AF成功的特征：心房无序的电活动，心电图表现为P波消失，代之以大小不等，间隔不均，形态不一的f波，频率450～600 bpm，RR间期不等，＞1 s。

1.6 统计学处理 应用Excel和SPSS19.0统计软件。计量资料以（）表示，组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用SNK-q检验。计数资料采用百分率表示，组间比较采用χ2检验，组间两两比较采用χ2分割法（调整检验水准）。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组兔AERP、AERP频率适应性和ERP/APD90比值的比较 见表1。起搏组AERP200、AERP150均明显短于对照组（P＜0.05），药物组和对照组差别不大（P＞0.05）。随着 S1S1 间期缩短，起搏组（AERP200-AERP150）缩短程度低于对照组 （P＜0.05）。药物组AERP随着S1S1间期缩短而同步缩短，与对照组 （AERP200-AERP150）缩短程度差别不大（P＞0.05），频率适应性基本维持。起搏组AERP/APD90比值小于对照组 （P＜0.05），药物组AERP/APD90比值和对照组相似 （P＞0.05）。

表1 各组兔AERP和其频率适应性、ERP/APD90比较（）

表1 各组兔AERP和其频率适应性、ERP/APD90比较（）

与起搏组比较，*P＜0.05；与对照组比较，△P＜0.05。下同。

2.2 各组兔AF诱发率及AF平均持续时间比较 见图2，表2。起搏组AF诱发率明显高于对照组 （P＜0.05）；药物组 AF诱发率与对照组差别不大 （P＞0.05）。起搏组AF持续时间长于对照组（P＜0.05），药物组AF持续时间与对照组差别不大P＞0.05）。

图2 Burst诱发房颤成功

表2 各组兔AF诱发率和持续时间比较（）

表2 各组兔AF诱发率和持续时间比较（）

3 讨 论

1995年Wijffel等［2］成功利用房颤羊模型证明了“房颤导致房颤”机制，奠定了快速心房起搏模型用于房颤机制研究的基础，并首次提出心房电重构概念。心房电重构主要是指快心房率或心动过速引起AERP缩短及其频率适应性不良，使房颤更易诱发和维持。生理状态下，AERP随基础起搏周长缩短而缩短，AERP频率适应性正常，反之则为AERP频率适应性不良。AERP频率适应性是反应心肌电异质性的指标［3］。本研究发现在不同频率刺激时，起搏组AERP明显缩短，且AERP频率适应性不良，说明快速心房起搏导致心房肌电异质性增加，易于形成折返而诱发心律失常，正如本研究提示起搏组房颤诱发率增加和房颤维持时间延长。

Fareh等［4］报道心房肌ERP异质性在增加房颤易损性中起到关键作用，而ERP本身对房颤的形成并无决定意义。另外，ERP/APD90值也反映心肌电稳定性，比值越大，电稳定性越好；比值小，心肌电稳定性差。心房肌的单相动作电位时程与有效不应期的非同步性缩短的电异质性是房性心律失常发生的机制之一，可能与心房复杂的解剖结构存在各向异质性有关［5］。本研究表明，起搏组ERP/MAP90值明显缩短，说明快速心房起搏增加了心房肌电异质性，促进房颤的发生发展。

心房电重构促进房颤发生和维持，药物抑制有效不应期缩短和其异质性增加等能减少房颤诱发［6］。实验结果显示炙甘草汤可有效抑制AERP缩短、干预AERP频率适应性变化和改善心肌组织电异质性而降低房颤诱发率、缩短其持续时间，说明炙甘草汤可通过改善心房电重构效应而起到抗房颤作用。心房电重构主要通过动作电位缩短引起，心房动作电位和动作电位持续时间取决于内外向跨膜离子流平衡，此平衡决定不应期长短［7-8］。因此，炙甘草汤抗心房电重构的潜在机制可能与抑制心房肌K+外流或促进Ca2+内流等有关。但目前尚无炙甘草汤对心房肌离子通道的报道，有待进一步研究证实。

本研究结果示，炙甘草汤可有效抑制快速心房起搏所致兔心房肌电重构而阻止房颤形成和维持。从临床观点来看，本研究为中药治疗房颤提供实验室基础。

［1］Nattel S，Burstein B，Dobrev D.Atrial remodeling and atrial fibrillation： Mechanisms and implications［J］.Circ Arrhythm Electrophysiol，2008，1（1）：62-73.

［2］Wijffels MC，Kirchhof CJ，Dorland R，et al.Atrial fibrillation begets atrial fibrillation.A study in awake chronically instrumented goats［J］.Circulation，1995，92（7）：1954-1968.

［3］Kneller J，Sun H，Leblanc N，et al.Remodeling of Ca-handling by atrial tachycardia：evidence for a role in loss of rateadaptation［J］.Cardiovasc Res，2002，54（2）：416-26.

［4］Fareh S，Villemaire C，Nattel S.Importance of refractoriness heterogeneity in the enhanced vulnerability to atrial fibrillation induction caused by tachycardia-induced atrial electrical remodeling［J］.Circulation，1998，98（20）：2202-2209.

［5］王颂杨，杨波，余追，等.甲状腺素诱发房性和室性心律失常的实验研究［J］.武汉大学学报：医学版，2006，27（3）：392-395.

［6］Tang M，Zhang S，Sun Q，et al.Effect of nifekalant on acute electrical remodeling in rapid atrial pacing canine model［J］.Chin Med J，2006，119：2056-2061.

［7］Krogh-Madsen T，Abbott GW，Christini DJ.Effects of electrical and structural remodeling on atrial fibrillation maintenance： a simulation study［J］.PLoS Comput Biol，2012，8（2）：e1002390.

［8］Miyagawa S，Sakaguchi T，Nishi H，et al.Recent clinical and experimental advances in atrial fibrillation［J］.ISRN Cardiol，2011，2011：958189.