急性应激创伤后心律失常发生机制分析

范先英

【摘 要】目的：分析探讨急性应激创伤后大鼠心律失常发生机制。方法：选取SD大鼠共计64只采用左后肢截肢法建立急性应激模型，在建模后不同时间点（截肢前、0min、3min、10min、30min、45min、60min、90min）;采用肢体II导联心电图观察记录大鼠心率、PR间期以及室性心律失常等指标水平，并对室性心律失进行评分。采用HE染色法观察不同时间点大鼠心肌细胞形态结构变化情况。结果：截肢后3min时心率较截肢前明显增加（P<0.05）。截肢后有28只大鼠发生室性心律失常，评分在0.8-1.4分之间。急性创伤应激发生早期QTc间期呈现出缩短后延长的变化，且在早期阶段更加明显。截肢后，大鼠心肌结构发生明显改变。结论：急性应激创伤后早期多会发生室性心律失常，而QTc间期变化可能是室性心律失常一个有效的观测指标。

【关键词】心律失常;急性应激;创伤;QT间期

【中图分类号】R749   【文献标识码】A    【文章编号】1672-3783（2020）02-0071-02

随着近年来我国社会的高速发展，车祸或者建筑事故所导致的创伤事件明显增多，导致急性创伤性应激发生率也随之不断提高。过度的应激反应会导致机体的心肌细胞发生损伤，导致其结构和功能发生紊乱，进而引发恶性心律失常等各类心血管疾病发生[1]。近年来有研究显示，急性应激（AS）除了能够导致心动过速、房颤、室颤等情况外，还会增加心源性猝死的发生[2]。本次研究将通过建立急性应激创伤模型，观察创伤发生后不同时间段心律失常的发生情况，探讨急性应激创伤后患者心电图的变化和室性心律失常发生的关系，探讨心律失常发生的机制，以期为临床诊疗工作提供参考。

1 材料与方法

1.1实验材料

本次研究采用SPF级雄性SD大鼠共计64只，培养环境为室温（22±3）℃，昼夜光照12h交替，相对湿度为70%。大鼠周龄为6-8周龄，体重为280±20g。

1.2实验试剂

研究应用试剂包括：10甲醛固定液、10%福尔马林、1%盐酸酒精、苏木素、二甲苯、10%水合氯醛等。

1.3主要实验仪器

研究所用仪器包括：心电图仪、针灸针电极、骨科手术器械不锈钢老虎钳、倒置光学显微镜、电磁炉、4℃/-20℃冰箱等。

1.4实验方法

1.4.1建立急性应激动物模型

取研究所选大鼠，腹腔注射10%的水合氯醛3ml/kg，麻醉后将大鼠仰卧位固定在动物实验板上。采用普通单道心电图仪对大鼠II导联心电图进行记录，记录设定速度为25mm/s，电压为1mv/mm。待心电图波形稳定后，在大鼠的左侧腹股沟处将皮肤切开，将股动脉、股静脉游离，然后对腹腔壁的浅动、静脉和其他分支进行结扎。在大鼠膝关节上1.0-1.2cm处将除了股静脉、动脉以外的所有结构均切断、止血，再将股静脉、动脉剪断，建立大鼠左后肢截肢创伤应激模型。

1.4.2心电图记录与测量

在实验过程中，观察记录大鼠II导联心电图，记录时间点分别为截肢前、截肢过程中、截肢后3min、10min、30min、45min、60min和90min，观察记录大鼠的心率、PR间期和急性应激后室性心律失常发生的情况。参考Ravingerova等方法行VA评分，评分在0-6分之间，分值越高表明患者心律失常越严重。

1.4.3心室肌组织检测

按照研究设计好的不同时间点，每次取8只大鼠进行解剖。解剖时先去掉大鼠前胸皮毛，消毒后逐层将大鼠胸部切开，暴露心臟，结扎动脉后将心脏取出，立即放入10%福尔马林中固定24h。第二日将左右心房、心室分离，取左室游离壁心肌组织，然后再次置入到10%福尔马林内，制备组织蜡块。采用HE染色法对大鼠心肌组织进行染色，将制备好的样本切片放置在倒置光学照相显微镜下，观察大鼠心室肌细胞横纵切面的心肌细胞结构，并在20x和40x物镜下拍照。

1.5统计处理

采用SPSS20.0统计软件对各组实验数据进行分析，计量资料数据以均数±标准差表示，组间多重比较采用LSD检验，计数资料数据以率（%）表示，两组比较用x2检验，P<0.05差异有统计学意义。

2 结果

2.1截肢前后大鼠心率变化

截肢前，大鼠平均心率约为358.38±17.57次/分，截肢后3min时心率达到峰值，为391.49±25.38*次/分（P<0.05），随后心率逐渐恢复，见表1。

2.2截止前后大鼠心电图情况

与截肢前相比，截肢后大鼠的QT和QTc间期开始出现缩短，且在截肢后3min时QT间期和QTc间期的缩短更加明显（P<0.05），随后开始逐渐延长。大鼠在截肢10min时，其QT间期和QTc间期延长最为明显（P<0.05），随后逐渐恢复正常，见表2。

2.3VA发生情况及VA评分

在大鼠截肢后，共计有28只大鼠出现室性心律失常，且主要为室性早搏（PVB）和事项心动过速（VT），心律失常平均持续时间约为30.39±27.61min，且截肢后大鼠各时段室性心律失常的发生率存在统计差异（P<0.05）。对截肢后各时段发生心律失常的大鼠进行VA评分分析可见，截肢后各组大鼠VA评分无明显差异（P>0.05），见表3。

2.4心肌细胞病理学改变

截肢后，不同时间点大鼠心肌细胞结构与截肢前无明显的变化，在高倍镜下可见走势与心肌纤维长轴一致的肌丝，见图1。

3 讨论

急性应激不仅能够导致多种恶性心律失常的发生，还与心源性猝死有着密切的关系。相关研究认为急性应激导致心律失常发生机制可能为[3]：①应激反应会对大脑皮质和皮质下中枢活动传导造成影响，进而涉及到自主神经细胞和下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA轴）系统。单次持久应激或者是过度应激均可刺激HPA系统，增强机体交感-肾上腺髓质系统兴奋性，儿茶酚胺的释放量大幅增加，导致心肌细胞负极不均，诱发冠状动脉痉挛，进而加重了心肌缺血情况，导致快速性心律失常的发生。②长时间持续性的肾上激素分泌会激活β-肾上腺素受体，进而降低了线粒体抗氧化防御反应，活性氧大量释放到胞质内，导致RyR亚基间偶联，引起肌质网Ca2+泄露，导致心律失常前Ca2+波[4]。本次研究结果可见，截肢后大量大鼠发生心律失常，且多发与截肢后0-3min这个时间段，其可能与QTc间期缩短有关。QT间期作为心室复极情况评估的重要指标之一，其间期延长也是QTc发生的危险因素之一。本次研究结果可见，截肢后大鼠的QTc间期呈现出先缩短后延长的特点，在截肢3min时QTc间期缩短最为明显，而在截肢10min时QTc间期延长至最长，表明急性应激刺激发生后，心室的异常复极可能是导致室性心律失常发生的基础。而QT间期的缩短则反映出心肌细胞膜离子流的改变和失衡，也进一步导致心肌动作电位和不应期缩短。另外，本次研究采用HE染色法观察应激刺激后大鼠心肌细胞的病理形态学变化情况，可见截肢后大鼠的心肌细胞结构较截肢前无明显的变化。

4 结论

急性应激创伤后，大鼠的心率会明显增快，QTc间期发生先缩短后延长的时间变化。室性心律失常多发生在应激创伤后早期，而QTc间期变化可能是室性心律失常一个有效的观测指标。

参考文献

[1] 王天潇，宗刚军.创伤后应激障碍与心血管疾病[J].心脏杂志，2013，21（5）：613-615.

[2] 刘蜜，徐菲菲，陶天琪，等.内质网应激相关凋亡参与创伤后应激障碍大鼠心肌损伤的研究[J].中国病理生理杂志，2015，31（10）：1805-1805.

[3] 赵旭燕，刘惠亮，马东星等.急性应激状态下中国军人动态心电图变化的分析[J].中国美容医学，2012，21（9）：214-215.

[4] 余志斌，圣娟娟.心肌细胞缝隙连接重塑与心律失常[J].生理学报，2011，6（6）：586-592.

课题项目：

广西壮族自治区卫生和计划生育委员会计划课题（课题编号2017136）