黄芪注射液联合美托洛尔改善心肌电基质及心室重构的关联性研究*

柴松波，史晓菲，王振涛

( 1.河南省中医院，河南 郑州 450002； 2.河南省中医药研究院附属医院，河南 郑州 450004)

心肌梗死(myocardial infarction，MI)后心室重构和各种致死性心律失常(尤其是室颤)的发生是导致患者死亡的主要原因。多年来西药抗心律失常治疗方面无明显突破，甚至还有抗心律失常药物导致的心律失常[1]及心外脏器毒副作用的发生，使心律失常的治疗成为心血管疾病中发展滞后的领域[2]。目前西药抗心律失常治疗观念已从离子通道阻滞剂向整合调节治疗转变[3]。西药抗心律失常药物中只有β-受体阻滞剂被证实能够预防恶性心律失常，抑制心室重构[4]；而中药方面，治疗冠心病有效的补气中药具有抗心肌缺血及抑制心室重构的作用[5-7]。那么补气中药在抗心肌缺血、抑制心室重构的同时能否改善缺血心肌电基质的不稳定性，补气中药与β-受体阻滞剂联合使用对缺血心肌电基质的影响能否进一步增强,值得探讨。本研究采用离体心脏电生理方法来研究心肌梗死大鼠左心室心脏动作电位的特点，并研究黄芪注射液、美托洛尔片及二者联用对心脏动作电位、超声心动图及其关联性的影响，旨在使用离体心脏灌流技术研究心肌梗死大鼠离体心脏的电生理学特性，探讨补气中药单独及联合β-受体阻滞剂对大鼠心脏电生理参数的影响，进一步研究其与抑制心室重构之间的关联性，探索中药抗心律失常的部分机制。

1 材料与方法

1.1 动 物

SPF级健康雄性约4周龄SD大鼠100只，体质量 180～200 g，由山东鲁抗动物药业有限公司提供，实验动物合格证号0010232。

1.2 药品、试剂与仪器

黄芪注射液，10 mL/支，正大青春宝药业产品，批号0015024；美托洛尔片，25 mg/片，阿斯利康制药有限公司产品，批号0000151012；异丙肾上腺素注射液，1 mg/2 mL/支，上海禾丰制药责任有限公司产品，批号140715。BL-420F生物机能实验系统，成都泰盟科技有限公司产品；离体心脏灌流装置，自制；联想300C型笔记本电脑，北京联想集团公司产品；DF-5A 的心脏刺激仪，苏州市东方电子仪器厂产品；AII04电子天平，上海精密科学仪器有限公司产品；ACUSON P500便携式彩色多普勒超声仪及高频线阵探头(频率7 MHz)，西门子股份公司产品。

1.3 模型的建立与给药方法

动物模型的制作方法参照文献[8]及预实验：将100只雄性SD大鼠给予异丙肾上腺素注射液30 μg/g 体质量，头部皮下注射，建立心肌梗死动物模型。造模第7天，通过超声心动图检测，以左心室壁局限性运动减弱为造模成功。将造模成功的大鼠随机分为模型对照组、黄芪注射液组、美托洛尔组、黄芪注射液联合美托洛尔组4组，每组12只。于造模成功后第2天，分别给药。黄芪注射液组给予黄芪注射液2.86 μL/g大鼠体质量，相当于70 kg体质量人20 mL/d；美托洛尔组给予美托洛尔片10.9 μg/g大鼠体质量，相当于70 kg体质量人75 mg/d；黄芪注射液联合美托洛尔组给予黄芪注射液2.86 μL/g大鼠体质量联合美托洛尔片10.9 μg/g体质量，均灌胃给药，共 28 d，1 d 1 次。

1.4 检测指标

1.4.1 超声心动图

灌胃第28天，灌胃结束后，采用质量分数为10 g/L 的戊巴比妥钠50 μg/g 腹腔内注射麻醉大鼠，仰卧位固定于鼠板，胸部备皮，由不知大鼠分组情况的研究人员使用西门子便携式彩色多普勒超声仪和7 MHz高频线阵探头检测心脏结构和功能。取胸骨旁左室长轴切面，由二维超声引导M型曲线测量舒张末期室间隔厚度(IVSd)、收缩末期左室内径(LVs)、舒张末期左室内径(LVd)。以上每项超声测定指标均取3个测量值，然后取平均值。左室射血分数(EF)的计算公式为：EF=(LVd3-LVs3)/LVd3。

1.4.2 离体心脏左心室动作电位及有效不应期

Langendorff心脏灌流：对行超声心动图检测后的大鼠，采用质量分数为10 g/L的 戊巴比妥钠50 μg/g腹腔内注射进行麻醉，开胸，分离心脏，采用常规生理技术做主动脉逆向灌流心脏。实验灌流液Krebs-Henseleit生理液组成：NaCl 6.92 g/L，KCl 0.35 g/L，MgSO4·2H2O 0.29 g/L，CaCl20.28 g/L，KH2PO40.16 g/L，Glucose 2.0 g/L，NaHCO32.1 g/L。调灌流液pH值7.2～7.4。实验过程中保持通入体积分数为950 mL/L的O2和体积分数为50 mL/L的CO2混合气体，流量为2 L/min；灌流液以恒温水浴泵保持38 ℃，灌流速度为6 mL/min。电生理指标的测定：参照首都医科大学心血管研究室钮伟真教授[9]研制的用于豚鼠和大鼠体外灌流心脏心电信号研究装置，将吸附电极分别吸附于体外心脏的左心室外膜，作为记录电极；刺激电极挂于右心房上部，用DF-5A刺激器发出周期为250 ms、脉宽为2 ms、刺激强度为1.5倍阈值的脉冲电刺激。用BL-420F生物机能实验系统连续记录在固定频率电刺激下心室的电生理指标——动作电位复极90%的时间(APD90)和有效不应期(ERP)。

APD90的测量方法：连续测量8个频率稳定波形的单相动作电位数值，取其平均值作为记录结果。记录单相动作电位的目的主要是获取心肌复极过程的信息。

ERP的测量方法：分别将双极刺激电极安放在左心室前壁(避开肉眼梗死区)，采用DF-5A刺激器发出相应的刺激程序。电极间距1 mm，刺激程序包括多组串脉冲，每串脉冲由8个等间隔基础刺激脉冲(S1)和一个期前刺激(S2)组成，S1S1间隔称为基础周期，S1S2称为偶联间期，程序刺激法测量。8个基础刺激，再加1个期前刺激(周期初始设定为200 ms)，偶联间期以5 ms步长递减，刺激强度为1.5倍阈值，脉宽为2 ms。 ERP为不引起左心室除极的最长S1S2间期。连续测量3次，取平均值作为左心室ERP。

1.4.3 药物对心梗大鼠左室ERP/APD90与LVd影响的关联性

选择了心肌梗死后与心室重构程度明确相关的舒张末期左室内径为变量指标，来研究心脏电生理参数：左室ERP/APD90与LVd是否具有关联性。

1.5 统计学方法

2 结 果

2.1 各组大鼠超声心动图指标对比

与模型对照组对比：黄芪注射液组和美托洛尔组大鼠IVSd增加，LVs缩小，EF增加，差别均有统计学意义(P<0.05)；美托洛尔组大鼠LVd缩小(P<0.05)，而黄芪注射液组大鼠LVd无明显变化(P>0.05)。黄芪注射液联合美托洛尔组大鼠IVSd增加，LVs和LVd缩小，EF增加(P<0.05)，差别均有统计学意义(P<0.05)。与美托洛尔组对比：黄芪注射液联合美托洛尔组大鼠IVSd进一步增加，LVd进一步减小(P<0.05)。见表1。

表1 各组大鼠超声心动图指标对比

2.2 各组大鼠离体心脏APD90、左室ERP、左室ERP/APD90对比

与模型对照组对比：黄芪注射液组大鼠左心室APD90及ERP虽有所缩短，但差别无统计学意义(P>0.05)；ERP/APD90明显延长，差别有统计学意义(P<0.05)。美托洛尔组大鼠左心室APD90缩短且ERP/APD90延长(P<0.05)，但ERP无明显变化(P>0.05)。黄芪注射液联合美托洛尔组大鼠左心室APD90及ERP缩短，ERP/APD90延长，差别均有统计学意义(P<0.05)。与美托洛尔组对比：黄芪注射液联合美托洛尔组大鼠左心室APD90及ERP进一步缩短， ERP/APD90进一步延长，差别均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 各组大鼠离体心脏APD90、左室ERP、左室ERP/APD90对比

2.3 各组大鼠左室ERP/APD90与LVd的关联性分析

模型对照组大鼠左室ERP/APD90与LVd具有线性相关关系(相关系数0.769，P<0.05)，并且黄芪注射液组、黄芪注射液联合美托洛尔组大鼠左室ERP/APD90与LVd同样具有线性相关关系(相关系数分别为0.698和0.610，P均<0.05)，考虑上述两组药物改善心肌梗死后心脏电生理基质的作用可能与抑制心室重构有关。美托洛尔组大鼠左室ERP/APD90与LVd无线性相关关系(P>0.05)，考虑可能与数据量少、数据离散度较大有关。见表3。

表3 各组大鼠左室ERP/APD90与LVd的关联性分析

3 讨 论

当前对于心律失常的治疗从单一离子通道、多离子通道和非离子通道以及它们的整合调节进行了大量研究。认为心脏的机械牵张、炎性反应、氧化应激，心房肌细胞代谢，细胞外基质的重塑和纤维化等参加了心律失常的发生过程，并成为心律失常药物治疗的新靶点[8]。目前西药抗心律失常药物主要通过延长APD90和ERP，但ERP延长更显著，从而增加了ERP/APD90的比值，达到减少折返、抗心律失常的目的。

本实验中，黄芪注射液组和美托洛尔组与模型对照组对比： ERP/APD90延长(P<0.05)，IVSd和EF增加、LVs缩小(P<0.05)；美托洛尔组左室APD90缩短，LVd缩小(P<0.05)，而黄芪注射液组左心室APD90和LVd无明显变化(P>0.05)。黄芪注射液联合美托洛尔组与模型对照组对比：左室APD90及ERP缩短，ERP/APD90延长(P<0.05)，IVSd、EF增加，LVs、LVd缩小(P<0.05)。黄芪注射液联合美托洛尔组与美托洛尔片组对比：左室APD90及ERP进一步缩短， ERP/APD90延长(P<0.05)，且IVSd进一步增加，LVd进一步减小(P<0.05)。模型对照组、黄芪注射液组和黄芪注射液联合美托洛尔组大鼠左室ERP/APD90与LVd具有线性相关关系(相关系数分别为0.769，0.698和0.610，P均<0.05)，考虑黄芪注射液组、黄芪注射液联合美托洛尔组大鼠心肌梗死后心脏电生理基质的改善可能与所用药物抑制心室重构有关。

通过上述研究可见：补气中药黄芪注射液和西药抗心律失常药物美托洛尔片均可延长ERP/APD90，从而达到稳定心脏电学特性的作用；并可增加IVSd、缩小LVs、增加EF。黄芪注射液联合美托洛尔用药较单用美托洛尔片能够进一步缩短左心室APD90及ERP，并延长ERP/APD90，进一步增加IVSd、缩小LVs。结合电学特性改变及超声心动图结果分析，黄芪注射液和美托洛尔片及其联合使用对心脏电生理特性的作用不单与直接影响心脏电学相关，还可能与通过抑制心室重构来改善心脏电生理基质的稳定性有关。黄芪注射液与美托洛尔片联用较单用美托洛尔片进一步抑制了心室扩大，并增强了心脏电学的稳定性。