醛固酮对豚鼠心脏电生理影响

摘要

心律失常是心血管系统类疾病常见的死亡原因，醛固酮作为“肾素-血管紧张素-醛固酮”系统的重要作用因子，参与机体生理机能以及病理过程的调控。两个著名的临床实验（RALES和EPHESUS）显示，在利尿剂和血管紧张素转换酶抑制剂基础上再加用醛固酮拮抗剂治疗可以显著降低心衰病人心源性猝死的发生率，提示醛固酮具有潜在的致心律失常作用。
　　 心肌细胞具有盐皮质激素受体，除参与病理性心肌肥厚、心脏纤维化外，醛固酮尚可调控心肌离子通道蛋白表达水平参与电生理重构。实验显示，醛固酮增加Cav1.2mRNA表达水平、从而上调心室肌细胞的L-Ca2+电流，增加Na+通道蛋白密度、增强INa电流，醛固酮还可明显减少Kv4.2和Kv4.3(Ito)，Kv1.5(IKur)，Kir2.1andKir2.3(IK1)的mRNA转录及蛋白表达。上述去极化电流的上调和复极K+电流的下调造成动作电位时程(APD)明显延长，早后除极（earlyafter-depolarization，EAD）的倾向增加。此外，有实验表明，醛固酮上调If电流，从而增加心肌细胞的兴奋性。
　　 上述结果提示，醛固酮可直接调控心肌离子通道的功能，参与病理情况下心律失常的发生。然而，以上实验研究主要局限于小鼠、大鼠等啮齿类小动物模型。已知心肌电生理存在显著的种属差异，上述小动物心脏复极电流以Ito为主，缺少延迟整流钾电流，而延迟整流钾电流是包括人类在内的大动物心脏复极重要的电流成分。因此，本实验研究醛固酮对豚鼠心脏电生理影响，并探讨其可能的机制。
　　 实验在豚鼠皮下植入渗透泵以恒速释放醛固酮（1μg/h）造模，时间为28天，观察醛固酮在长期病理浓度下对豚鼠心电图、乳头肌动作电位各参数的影响，并且借助IKr阻断剂多菲利特、IKs阻断剂293B及钠通道阻滞剂雷诺嗪，探索醛固酮影响心脏电生理的可能电流成份。实验结果将对解释病理情况下电生理重构机制提供实验依据。
　　 目的:观察醛固酮对豚鼠心脏电生理的影响，并探讨可能机制。
　　 方法:
　　 (1)实验分组:雄性豚鼠32只，体重200-2509，分为四组，即对照组、醛固酮组、螺内酯组、螺内酯与醛固酮合用组。对照组在标准环境中饲养28天;醛固酮组动物腹腔注射三溴乙醇麻醉(225mg/kg)，将注满醛固酮溶液(4mg/mL)的渗透压泵植入豚鼠背部皮下，醛固酮释放速度为1μg/h，时间为28天;螺内酯组将螺内酯拌在豚鼠食物中，通过口服途径给药28天，用量为100mg/kg/day;螺内酯与醛固酮合用组动物植入醛固酮渗透压泵的同时饲予螺内酯28天。
　　 (2)电生理学参数测定:于造模前1天、实验结束日（第28天），在麻醉状态下描记所有动物标准Ⅱ导联心电图(ECG)，测量RR间期、QT间期以及ORS波宽等参数。之后将动物处死，取出左心室乳头肌，使用标准玻璃电极技术记录豚鼠乳头肌动作电位，计算各组动作电位复极化90％时间(APD90)，静息电位(RP)，有效不应期(ERP)，并观察各组EAD发生率。随后，分别观察并比较使用IKr阻断剂多菲利特、IKs阻断剂293B或钠离子通道拮抗剂雷诺嗪对对照组和醛固酮组APD的影响，以间接分析可能发生病理性改变的电流成分。
　　 (3)电解质测定:第25天时使用代谢笼收集豚鼠24小时的尿液，测量排尿量，使用EAAS法检测尿钠、钾浓度。
　　 (4)血压及心脏的测定:28天后，腹腔注射戊巴比妥钠(30～35mg/kg)麻醉，通过颈动脉插管测量豚鼠血压，测完血压后称量心脏大小，计算心脏指数（心脏重量/体重）。
　　 (5)血药浓度测定:使用醛固酮放射免疫分析药盒于实验实验结束日检测各组醛固酮血药浓度。
　　 (6)数据处理:实验数据采用均数±标准差表示，组间比较采用两样本t检验，给药前后比较采用配对t检验，p＜0.05为差异有统计学意义。
　　 结果:
　　 (1)电生理学参数测定:
　　 对照组，醛固酮组，螺内酯组以及螺内酯与醛固酮合用组各自的RR间期为:242.7±11.6ms，247.5±10.6ms，251.5±14.7ms，251±11.3ms，各组数据与对照比相比没有显著性差异。对照组QT间期以及ORS波宽分别为150.3±5.6ms，30.8±3.1ms，醛固酮组为163.8±8.1ms，36.6±1.9ms，醛固酮组QT间期和QRS波宽明显大于对照组，具有显著性差异(p＜0.05)，提示醛固酮能够延长QT间期和QRS波宽;螺内酯组QT间期以及QRS波宽分别为146.4±6.5ms，28.8±1.8ms，与对照组相比没有显著性差异(p＞0.05)，说明螺内酯本身对QT间期和QRS波宽影响较小;螺内酯与醛固酮合用组为145.6±7.1ms，28.2±2.0ms，与醛固酮组相比有显著性差异(p＜0.05)，表明螺内酯可以拮抗醛固酮的作用。
　　 对照组和醛固酮组APD90分别为192.1±12.9ms，216.2±12.3ms，醛固酮组APD90明显大于对照组，具有显著性差异(p＜0.05)，提示醛固酮能够延长动作电位时程;螺内酯组为191.7±17.5ms，与对照组相比没有显著性差异(p＞0.05)，说明螺内酯本身对动作电位影响较小;螺内酯与醛固酮合用组为200.9±13.8ms，螺内酯可以削弱醛固酮的影响，与醛固酮组相比有显著性差异(p＜0.05)，表明螺内酯可以拮抗醛固酮的作用。
　　 对照组和醛固酮组频率依赖性(0.2Hz，1Hz，2Hz)分别为(200.5±12.0ms,155.3±19.5ms,121.5±10.4ms),(231.9±16.5ms,182.8±19.8ms,138.8±16.2ms)，较之于对照组，醛固酮组各个频率的APD90均显著性延长(p＜0.05)，但随频率增大APD90缩短的趋势没有改变;螺内酯组与螺内酯与醛固酮合用组的频率依赖性分别为:(197.3±10.2ms，171.8±4.3ms，125.0±7.2ms)，(205.2±8.4ms，170.0±6.0ms，122.9±16.2ms)，与对照组相比各组各个频率数值均没有显著性差异(p＞0.05)，说明螺内酯本身对频率依赖性影响较小，可以拮抗醛固酮延长动作电位的作用。
　　 对照组和醛固酮组有效不应期(ERP)分别为201.5±5.9ms，234.9±12.1ms，醛固酮组ERP明显大于对照组，具有显著性差异(p＜0.05)，提示醛固酮能够延长ERP;螺内酯组为198.3±15.0ms，与对照组相比没有显著性差异(p＞0.05)，说明螺内酯本身对ERP影响较小;螺内酯与醛固酮合用组为200.6±12.4ms，在螺内酯作用下减弱了醛固酮的影响，与醛固酮组相比有显著性差异(p＜0.05)，表明螺内酯可以拮抗醛固酮的作用。
　　 对照组的EAD发生率为1/15，而醛固酮组的EAD发生率为5/8，醛固酮组EAD发生率明显高于对照组，提示醛固酮可以提高心律失常的发生率;螺内酯组以及螺内酯与醛固酮合用组的EAD发生率分别为0/7，1/8，与对照组发生率相比没有差别，提示螺内酯本身对心律失常没有影响，但是可以拮抗醛固酮致心率失常的作用。
　　 给予IKr拮抗剂多菲利特后，对照组和醛固酮组的APD90延长率分别为21.8％，25.9％，二者没有显著性差异(p＞0.05)，醛固酮组的IKr通道密度与对照组相比没有差异，提示醛固酮对IKr通道表达的影响较小。
　　 给予Iks拮抗剂293B后，对照组和醛固酮组的APD90延长率分别为26.6％，4.5％，具有显著性差异(p＜0.05)，醛固酮组豚鼠心肌细胞中IKs成分明显多于对照组，提示醛固酮显著降低了IKs通道的表达。
　　 给予晚钠离子通道拮抗剂雷诺嗪后，对照组和醛固酮组的APD90缩短率分别为8.0％，8.1％，没有显著性差异(p＞0.05)，醛固酮组的晚钠电流成分与对照组相比没有差异，提示醛固酮对晚钠离子通道表达的影响较小。
　　 (2)电解质测定:对照组，醛固酮组的尿钾浓度为73.6±65.8mmol/L，85.9±42.9mmol/L，二者没有显著性差异(p＞0.05);尿钠浓度为54.6±70.6mmol/L，80.2±14.4mmol/L，没有显著性差异(p＞0.05)。对照组，醛固酮组的尿钾24小时总排泄量为2.13±0.87mmol，2.08±1.28mmol;尿钠24小时总排泄量为0.94±0.76mmol，1.74±1.18mmol，均没有统计学差异(p＞0.05)，表明钾醛固酮组豚鼠体内钠钾代谢没有异常，醛固酮对电解质代谢影响较轻微，提示豚鼠心脏电生理的改变不是电解质异常引起的。
　　 (3)动脉血压及心脏指数的测定:对照组，醛固酮组，螺内酯组以及螺内酯与醛固酮合用组各自的平均血压为:71.2±7.6mmHg，71.5±3.1mmHg，71.8±6.6mmHg，67.2±8.6mmHg，各组的心脏的相对大小（心脏/体重）为:4.01±0.68×10-3，4.33±0.36×10-3，3.59±0.14×10-3，3.60±0.37×10-3，各组血压和心脏指标与对照组相比均没有显著性差异(p＞0.05)，说明醛固酮在实验作用时间及浓度下对血压及心脏大小没有影响，提示豚鼠心脏电生理的改变不是血压升高引起的。
　　 (4)血药浓度的测定:对照组和醛固酮组血药浓度为190±44ng/L，554±84ng/L，醛固酮组血药浓度明显高于对照组(p＜0.05)，提示渗透压泵可以恒速将醛固酮释放到豚鼠体内，螺内酯组以及螺内酯与醛固酮合用组血药浓度为4118±1568ng/L，7900±1262ng/L，也明显高于对照组水平(p＜0.05)，提示通过反馈性调节，螺内酯可以促进豚鼠体内醛固酮的分泌和释放。
　　 结论:
　　 醛固酮可以影响豚鼠心脏的电生理活动，主要表现为ECG上QT间期的延长、心室乳头肌APD90延长以及自发早后除极明显增加;醛固酮拮抗剂螺内酯可以特异性对抗醛固酮上述作用，表明醛固酮通过受体发挥作用。醛固酮处理动物肾脏Na+、K+排泄及血压无显著改变，表明其心脏电生理影响并非继发于肾脏钾离子排泄和血压的变化;醛固酮处理动物对IKs阻断剂反应性的显著下降提示醛固酮可能主要通过下调IKs延迟心脏复极。

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结论

参考文献

综述 醛固酮对心脏电生理的影响

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