犬窦房结功能与年龄相关性研究

李 强，邓松柏，佘 强△，梁晓芳，丁玲新，谭宪华

（1.重庆市南川区人民医院心内科 408400；2.重庆医科大学附属第二医院心内科 400010）

窦房结在心脏传导系统中自律性最高，是正常心脏电活动的起搏点。窦房结起搏细胞自律性地产生动作电位并经传导系统到达心肌细胞而控制心脏的节律性收缩。病态窦房结综合征（sick sinus syndrome，SSS）是指由于窦房结及其邻近组织病变引起窦房结起搏功能和（或）窦房传导功能障碍，从而引起一系列心律失常及临床症状的一组综合征。临床研究表明SSS的发病率随着年龄的增加而增加，并以老年人群为甚［1］。目前研究发现窦房结功能呈增龄性递减与窦房结的重构相关［2-3］。本研究通过观察不同年龄组犬的窦房结功能及组织学的变化来探讨窦房结功能增龄性减退的可能机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物 雌雄不拘的健康杂交犬共12只，幼年组（1～3个月龄）、成年组（2～5岁）和老年组（8～10岁）各4只（1～25kg，n＝4）。实验过程中对动物的饲养及取材均遵守实验动物管理与保护的有关规定。采用LEAD2000B 多道电生理记录仪（四川锦江通用实业有限公司）测定犬的窦房结功能。

1.2 窦房结功能的测定 以3% 戊巴比妥钠按30mg／kg经腹腔注射。经颈静脉插管置鞘，将6F 四极电极导管尖端朝向右侧进入心腔，根据心内电生理图来调整导管的位置，当心内电生理图显示A 波明显时可有效刺激。固有心率（intrinsic heart rate，IHR）的测定：在心内程序刺激之前给予阿托品（0.04mg／kg）及美托洛尔（0.1mg／kg）静脉注射，记录药物注射5～10min后最高最稳定的心率，即为IHR。窦房结恢复时间（sinus node recovery time，SNRT）及校正的窦房结恢复时间（correct sinus node recovery time，CSNRT）的测定：在心房用S1S1 250～500ms的刺激频率连续刺激30s，记录最后一个刺激脉冲S1 的起点到第一个恢复A 波的起点为SNRT。用SNRT 减去该次刺激前的窦性周期长度，即为CSNRT。

1.3 窦房结的取材及免疫组织化学Masson染色 窦房结功能测定完毕后，即刻用空气栓塞法处死动物，无菌操作下取出心脏，沿冠状沟去除心室部分，保留冠状沟以上的组织，分辨出右房、腔耳角（上腔静脉与右心房相接处的夹角）、界沟等解剖位置，以腔耳角上方0.5cm 为起点，界沟为中线，取宽约1.0 cm，长约2.0cm 的组织块即为窦房结组织，用4%多聚甲醛固定。按窦房结长轴（界沟走行方向）连续进行横切石蜡切片，片厚10μm，每5 张为一组，行Masson 染色。利用Image-pro Plus 6.0 图像分析系统，高倍镜下随机选取5个视野（×400），统计每高倍视野窦房结间质所占比例，每高倍视野窦房结间质比例（%）＝（每高倍视野窦房结间质面积／每高倍视野窦房结组织面积）×100%。

1.4 统计学处理 采用SPSS13.0软件进行统计分析，计量资料用±s表示，两组间均数比较采用t检验，多组间均数比较采用方差分析，两两间多重比较采用q检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 犬窦房结功能的增龄性变化 心内电生理检测方法测定犬窦房结功能结果显示：随着年龄的递增，犬窦房结功能呈现减退现象。IHR 逐渐降低，同时CSNRT 逐渐增加，各组间比较差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 犬窦房结功能的增龄性变化（±s）

表1 犬窦房结功能的增龄性变化（±s）

a：P＜0.05，与幼年组比较；b：P＜0.05，与成年组比较。

窦房结功能 幼年组 成年组 老年组INR（次／min） 167±11 119±9a 85±7 ab CSNRT（ms） 59±11 122±27a 176±40 ab

2.2 犬窦房结组织学表现 低倍镜下观察犬窦房结组织切片发现犬窦房结组织为形状不规则的淡染色区域，并能与窦房结周围的组织明显区分开来。窦房结表面为心外膜组织，偶尔可见少量的心房肌于窦房结组织内，其深面有较厚的心房肌组织及心内膜，也可发现一些区域的心房肌纤维可深入到窦房结组织中。供应窦房结血供的窦房结动脉大多位于窦房结组织的中央部分，也有部分位于窦房结组织的外周，窦房结动脉的管壁较厚，周围被胶原纤维所环绕，并向四周辐射。高倍镜下观察发现窦房结起搏细胞，细胞核大，约占细胞直径的1／2以上，呈圆形或多边形，细胞质透亮呈浅染。见图1A。

光镜下观察各年龄组窦房结组织形态发现，窦房结起搏细胞数目在幼年组最多，间质细胞较少，并随着年龄的增长起搏细胞数目逐渐减少，而在老年组中脂肪细胞最多，起搏细胞数目较少，间质细胞随着年龄递增而呈增加的趋势［幼年组（0.20±0.03）%，成年组（0.42±0.05）%，老年组（0.59±0.05）%］，差异有统计学意义（P＜0.05）。见图1B～D。

图1 各年龄组窦房结组织Masson染色

3 讨 论

本实验发现犬的窦房结所在位置与其他哺乳类动物类似［4-7］，位于界嵴及上、下腔静脉之间的区域，其长轴与界嵴平行，并可以存在个体差异。光镜下发现它是由一组结构稀疏，细胞质淡染、细胞核深染的起搏细胞组成，这一组起搏细胞由胶原弹性及网织纤维包裹而形成。窦房结动脉提供窦房结的血运，其可在窦房结结构中央，也可以处于其周围。

本研究观察发现，随着年龄的递增，窦房结间质逐渐增多，窦房结功能逐渐减退，这与其组织学及电学重构相关［8］。在人体窦房结研究中发现，随着年龄增加，窦房结细胞减少，脂肪浸润加重［9］，Ⅰ型胶原纤维逐渐增加［10］，这与本研究结果相似。在窦房结退行性改变的病理学研究发现，这种组织学的重构主要与窦房结动脉硬化及脂肪浸润有关［11-12］。这一现象支持在老年病态窦房结综合征的患者中缺血因素可能是其主要原因。

此外，窦房结细胞的4期自动除极是多种离子通道及相应离子流参与的电活动，其中，超极化激活的环核苷酸门控的阳离子通道超激化激活环核苷酸门控通道（hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation channel，HCN）通道在窦房结自动除极的作用最为显著，也是窦房结组织的特异性标志。窦房结自动除极的相关离子通道的增龄性变化也会导致窦房结功能的降低，L型、T 型钙通道和HCN4通道产生的If电流的增龄性降低被认为是老年窦房结功能降低的主要原因［13］。也有研究发现窦房结HCN2及缝隙连接蛋白cx43表达降低也有可能是导致窦房结功能增龄性降低的原因［14-15］。

本研究发现犬窦房结在组织学及功能学上的增龄性变化初步揭示老年性窦房结功能退化的可能原因，但仍需要进一步深入研究其潜在的分子机制。

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