不同电压刺激双侧迷走神经干及星状神经节对血压、心率及房颤诱发率的影响

张 玲， 汤宝鹏， 芦颜美， 邢 强， 李耀东， 张疆华， 周贤惠

(新疆医科大学第一附属医院心脏起搏电生理科， 乌鲁木齐 830054)

以往的临床和实验研究均显示交感或迷走神经张力增加或二者失衡均可诱发房颤及参与房颤的维持[1-4]，交感神经兴奋时可引起大量儿茶酚胺释放，增加心肌收缩力、心率、心肌传导性， 迷走神经兴奋则有负性心率、负性肌力及负性传导的作用[5]。犬作为电生理研究中重要实验模型动物，已有较多迷走或交感神经干预实验研究,我们既往的研究证实刺激右侧迷走神经干及快速右心房起搏可成功建立迷走神经介导的阵发性房颤犬模型，刺激右侧星状神经节可明显增加房颤诱发率及房颤持续时间，当给予星状神经节切除可明显减少房颤的诱发率和维持时间[6-12]。但分别对犬进行左右侧颈部迷走及交感神经不同电压刺激，观察其对犬血压和心率及房颤诱发率的影响尚不清楚。本研究拟探讨不同频率及电压刺激犬颈部双侧迷走及交感神经，观察其对血压和心率及房颤诱发率的影响，从而为房颤犬模型的构建及相关研究提供实验基础。

1 材料与方法

1.1实验动物和主要设备成年健康杂种犬10只，雄性，体质量(20 ± 3)kg，由新疆医科大学临床医学研究院实验动物科学研究部提供[SCXK(新)2010-0001]，实验的设计及实施均经过新疆医科大学第一附属医院的动物伦理委员会审核批准(批准号：A-20130330015)，所有实验动物的使用均按照3R 原则给予人道的关怀。主要设备：lead-7000锦江电生理仪，Grass88神经刺激仪。

1.2动物麻醉和手术准备术前12 h禁食禁饮。盐酸氯胺酮注射液(20 mg/kg)肌注基础诱导麻醉，5 min左右实验犬进入麻醉状态后，开放前肢背侧皮下头静脉，3%戊巴比妥钠注射液(20 mg/kg)泵入维持麻醉(2～3 mL/h)，根据瞬目反射判定追加麻醉。连接lead 7000锦江电生理仪，以II导联作为监护导联持续监测，用于记录和监测体表心电图(ECG) ，肝素化(300 U/kg)并留置导尿。

1.3心内电极的放置分离暴露单侧股动脉和股静脉，分别置入8F鞘管,右侧股动脉鞘管连接血压换能器，持续监测血压。股静脉用于连接高位右心房(HRA)电极。

1.4左右侧迷走神经干暴露和刺激备皮，颈部正中切口，分离皮下组织和肌肉，分别在颈部正中气管两侧分离双侧颈动脉鞘，并暴露双侧迷走神经干(图1a、b)。用Grass88神经刺激仪刺激脉宽0.1 ms，方波刺激，20 Hz，分别以0、2、4、6、8 V电压刺激迷走神经干，记录心率和血压及房颤诱发率。

1.5左右星状神经节的暴露和刺激在双侧锁骨上窝行横切口，逐层切开，显露臂丛及锁骨下动脉，在锁骨下动脉与颈动脉，第7颈椎前方脂肪组织内分离暴露出星状神经节(图1c、d)。用逐级电压(0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20 V刺激左右星状神经节(频率20 Hz，脉宽5 ms)，记录心率和血压及房颤诱发率。

1.6房颤诱发率的测定(1)基础条件下诱发房颤:在高位右心房行快速起搏,每次持续30 s,共刺激3次，观察房颤的诱发情况。(2)迷走和交感条件下诱发房颤:分别于交感及迷走神经刺激前、刺激当时测定HRA的房颤诱发率和房颤持续时间。房颤的诱发测定使用lead 7000 心脏电生理仪行程序刺激。分别在HRA行快速起搏(S1S1,刺激周长100 ms)刺激，观察并记录房颤诱发情况。每一部位重复3次。房颤定义为：心电图P波消失，代之间隔不均，形态不一的f波，频率450～600次/min， RR间期绝对不等，持续5 s以上。房颤诱发率定义为成功诱发房颤次数/总诱发次数×100%。

a： 左侧迷走神经干

b： 右侧迷走神经干

c： 左侧交感干和星状神经节

d： 右侧交感干和星状神经节

图1心脏颈部迷走神经干及星状神经节的解剖位置

注：L=left，R=right， Stellate Ganglion=星状神经节，L sympathetic trunk=左侧交感神经干，R sympathetic trunk=右侧交感神经干

1.7平均心率的测定至少连续测量10个心室周期后根据这10个心动周期的时间换算为1 min的次数。反复测量3次取平均值。

2 结果

2.1模型制作完成情况在实验完成过程中，一只犬在行左侧迷走神经刺激时(刺激电压10 V)出现室颤，抢救无效死亡。

2.2迷走神经刺激对心率和血压的影响以20 Hz，0～8 V电压分别刺激左侧迷走神经干(left vagus nerve trunk，LVT)和右侧迷走神经干(right vagus nerve trunk，RVT)，刺激右侧迷走神经干时可见随着刺激电压增加，心率减慢幅度逐渐增大，到4 V时达到心率减慢最大效应，随电压的增大心率再无明显变化。LVT刺激较右RVT对窦性心率的减慢程度更大(P<0.05)。RVT刺激时所有犬均表现为窦性心动过缓，而左侧迷走神经刺激时，犬常表现为一度，二度房室传导阻滞及窦性停搏(图2、3)。1例犬在行左侧迷走神经刺激时，出现了自发心房颤动，房颤出现时，立即停止神经刺激，维持14 s后自行终止，恢复窦性心律(图4)。随着刺激电压的增加，收缩压及舒张压均逐渐降低，2 V时差异有统计学意义(图5a、b)。

图2刺激右侧迷走神经1200次/min，2V，出现窦性心动过缓，箭头为迷走神经刺激信号

图3刺激左侧迷走神经1200次/min，2V，出现明显的房室传导阻滞，箭头为迷走神经刺激信号

图4 左侧颈部迷走神经刺激(20 Hz, 6 V,7 s)出现窦性停搏(A)，自发性房颤持续14 s(B)，刺激停止后，恢复窦性心律(C)

2.3左、右侧星状神经节(LSG、RSG)刺激对心率和血压的影响以20 Hz，0～20 V电压分别刺激左右侧星状神经节， LSG和RSG刺激12 V电压开始，较基线值升高有统计学意义，后至20 V血压逐渐升高，至18 V血压达到峰值，20 V与18 V血压无明显变化。在此血压下易诱发室性心动过速速。12～20 V电压刺激时，LSG致收缩压升高的程度显著高于RSG(P<0.05)，4～10 V电压刺激时双侧无明显差异 (图 6a、b)。随着刺激电压增加，心率增快的幅度逐渐增大，到4 V时开始逐渐增加，到16 V时心率无明显变化。左侧RSG刺激对心率和血压的影响均较右侧明显。

2.4迷走神经在房颤诱发过程中的作用给予HRA1-2快速刺激后，可见Ⅱ导联RR间期绝对不齐，HRA3-4可见A-V比例不固定，证明房颤成功(图7)。基础状态下行S1S1刺激时， SISI刺激的房颤诱发率和持续时间均高于S1S2，无论S1S1还是S1S2刺激，给予迷走神经刺激后诱发率均明显增加，且右侧迷走神经刺激后房颤的诱发率高于左侧房颤诱发率(表1)。房颤不仅可被S1S1刺激和S1S2刺激诱发，还间断自发出现，但维持几秒后自发终止，且在迷走神经刺激下房颤更容易诱发，并在单纯迷走神经刺激下出现自发房颤(图4)。

2.5交感神经在房颤诱发过程中的作用基础状态下行S1S1刺激时， S1S1刺激的房颤诱发率(25.00%)和持续时间高于S1S2(6.66%)，无论S1S1还是S1S2刺激，给予星状神经节刺激后房颤诱发率明显增加(P<0.05)，且右侧星状神经节刺激后房颤的诱发率高于左侧(表2)。

3 讨论

心脏受迷走神经及交感神经的双重神经调节。支配心脏的迷走神经主要起源于大脑延髓疑核，而交感神经主要来源于颈和胸段脊髓神经。大脑、脊髓和神经节由迷走交感干在胸腔中沿着大血管或心脏分布组成神经丛。心脏内源性自主神经系统定义为心包内心脏和大血管上的神经以及神经节[13]。大部分的迷走神经纤维汇聚在上腔静脉和主动脉之间的一个独特的神经丛后分别到达窦房结和房室结。刺激这些可以诱发房颤，射频消融心脏表面神经丛可以使房颤的手术成功率明显增加[14-15]。

图5 左侧及右侧迷走神经电刺激对心率和收缩压的影响

图6 左侧及右侧星状神经节电刺激对心率和收缩压的影响

图7 S1S1刺激下成功诱发房颤

目前应用最广泛的慢性房颤动物模型是快速心房起搏致心房颤动模型。快速起搏模型已被广泛用于慢性房颤发生机制、电生理和干预治疗等方面的研究。本研究结果显示，迷走交感干刺激构建急性心房颤动模型较单纯高右房高频刺激诱发率增加，房颤维持时间延长。右侧迷走神经刺激时多表现为窦性心动过缓，左侧迷走神经刺激易出现窦性停搏、房室传导阻滞及易引起呼吸抑制等。本研究发现右侧迷走神经干随着刺激电压的增加血压逐渐降低，到2 V时效应最大，心率逐渐减慢，到4 V时达到最大效应。左侧迷走神经干对心率的减慢程度更明显。右侧星状神经节随着刺激电压的升高血压逐渐升高，16 V血压达到峰值，心率逐渐增高，在14 V时效应最大。LSG引起收缩压升高的程度显著高于RSG，房颤不仅可被SISI刺激和SIS2刺激诱发，在单纯迷走或交感神经刺激下还可自发出现，但维持几秒后自发终止。右侧迷走神经刺激后房颤的诱发率高于左侧，刺激RSG房颤诱发率显著高于LSG。研究结果提示右侧迷走交感干主要支配窦房结，左侧迷走交感干主要支配房室结，主要表现为房室传导阻滞，和Huang等[16]、Yu等[17]的研究一致。

表1 不同诱发方式与房颤诱发率之间的关系

注: 与S1S1刺激比较,*P<0.05; 与HRA比较,△P<0.05。

表2 不同刺激方式与房颤诱发率之间的关系

注: 与S1S1刺激比较,*P<0.05; 与HRA比较,△P<0.05。

高强度迷走及交感神经刺激可使心房有效不应期及传导波长明显缩短，并使心房有效不应期离散度增加, 增加折返环、促进折返环的形成和促进房颤的发生和维持。且既往的研究也表明右侧迷走神经干刺激房颤诱发率明显高于左侧[15]，星状神经节刺激可显著缩短犬心房有效不应期和折返波长，本研究结果与以上研究一致。既往的研究也表明左侧和右侧交感神经之间的功能存在异质性。

这与本研究一致，研究发现无论交感或迷走神经给予高强度刺激后能使心房有效不应期缩短并使单向动作电位时程缩短，心房折返环缩小，心房电传导异质性增加，进而可诱发房颤。

自主神经失衡可诱发房颤并促进房颤的维持，低强度迷走神经刺激，低强度耳屏刺激在基础和临床上均已证实可治疗房颤。自主神经张力失衡致房颤模型可作为研究心脏自主神经和房颤相关基础研究的固定模型。本研究通过观察不同电压下刺激双侧迷走及星状神经节，诱发房颤的发生，为通过自主神经介导房颤模型的制作提供了实验基础。本研究也存在许多不足，如未进行开胸心脏表面神经丛的刺激及消融后分析，未将颈部迷走神经干及星状神经节分别切除或阻断看其效应等。