肿瘤坏死因子α在大鼠急性心肌梗死早期致室性心律失常的机制研究

摘要

本文分三个部分进行探讨：
　　第一部分：肿瘤坏死因子α（TNF-α）在急性心肌梗死整体大鼠致室性心律失常作用的研究
　　目的：结扎冠状动脉左前降支（LAD），建立大鼠在体心脏急性心肌梗死模型，研究TNF-α在急性心肌梗死早期的表达规律与心电异质性及室性心律失常的关系。
　　方法：电生理实验记录自发的急性心肌梗死后室性心律失常的发生情况及心肌缺血区、缺血边缘区（BZ区）和非缺血区的单向动作电位（MAP），计算动作电位复极离散度（MAPDd）。通过蛋白免疫印迹法及免疫荧光激光共聚焦技术，检测急性心肌梗死大鼠BZ区心肌TNF-α的表达情况。直线相关分析统计学方法分析急性心肌梗死大鼠BZ区MAPDd和心肌TNF-α的蛋白表达之间的关系。
　　结果：电生理实验证实AMI组室性心律失常发生次数在急性心梗后各时间段均显著高于Etanercept组（P＜0.05）；与心肌缺血区和非缺血区相比，BZ区MAPDd在急性心梗后各时间点均明显增高（P＜0.05），同时AMI组BZ区MAPDd在急性心梗后各时间点均明显高于Etanercept组（P＜0.05）。室性心律失常的发生时间窗与BZ区心肌动作电位复极离散度的时间窗基本一致。通过蛋白免疫印迹法及免疫荧光激光共聚焦技术检测到心肌TNF-α的表达从LAD结扎后10min开始增多，在20-30min时达到高峰，并维持至3小时，然后逐渐下降。Sham组处理前后无明显变化。直线相关分析统计学方法显示急性心肌梗死大鼠BZ区MAPDd和心肌TNF-α的蛋白表达之间的相关系数为0.96（P＜0.01），为正相关。
　　结论：急性心肌梗死后TNF-α的表达明显增加。TNF-α可能通过增加急性心肌梗死大鼠BZ区心肌动作电位的复极离散，对急性心肌梗死后室性心律失常的发生有诱导或促进的作用。而Etanercept能明显减少急性心肌梗死大鼠BZ区心肌动作电位的复极离散，并减少心肌梗死后室性心律失常的发生。
　　第二部分：TNF-α对离体大鼠心脏急性心肌梗死早期室性心律失常作用的研究
　　目的：研究TNF-α在离体大鼠心脏急性心肌梗死早期的表达规律与心电异质性及室性心律失常的关系，TNF-α对离体心肌组织块心内膜及心外膜单相动作电位的影响。
　　方法：在离体大鼠心脏灌流的条件下，进一步用蛋白免疫印迹法、免疫荧光激光共聚焦技术及电生理实验验证TNF-α在大鼠离体心脏急性心肌梗死早期的表达规律与心电异质性及室性心律失常的关系。直线相关分析统计学方法分析离体心脏急性心肌梗死大鼠BZ区MAPDd和心肌TNF-α的蛋白表达之间的关系。分离心肌组织块，电生理实验记录在不同浓度TNF-α灌流条件下的MAP，计算离体心肌组织块心内膜和心外膜的单相动作电位差。
　　结果：通过蛋白免疫印迹法及免疫荧光激光共聚焦技术检测到离体心脏心肌TNF-α的表达从LAD结扎后10min开始增多，在20min时达到高峰，然后逐渐下降。电生理实验证实LAD结扎组室性心律失常发生次数在离体心脏急性心梗后各时间段均显著高于LAD结扎+etanercept组（P＜0.05）；LAD结扎组BZ区MAPDd在离体心脏急性心梗后各时间点均明显高于LAD结扎+etanercept组（P＜0.05）；Sham组处理前后无明显变化。离体心脏急性心梗后，室性心律失常的发生时间窗与BZ区心肌动作电位复极离散度的时间窗基本一致。随着离体心脏急性心梗后TNF-α灌流浓度的增加，室性心律失常发生次数在急性心梗后各时间段也明显增加、BZ区MAPDd在急性心梗后各时间点均明显增大。直线相关分析统计学方法显示离体心脏急性心肌梗死大鼠BZ区MAPDd和心肌TNF-α的蛋白表达之间的相关系数为0.97（P＜0.01），为正相关。同一浓度的TNF-α对离体心肌组织块的心内膜及心外膜单相动作电位的影响不同，单相动作电位差值随着灌流TNF-α浓度的增加而增大。
　　结论：在离体大鼠心脏灌流的条件下，离体心脏急性心肌梗死后TNF-α的表达明显增加。TNF-α能够直接引起离体心脏心肌梗死后室性心律失常的发生、BZ区MAPDd的变化。TNF-α对心内膜及心外膜单相动作电位的不同影响可能对急性心梗后室性心律失常折返环的形成有诱导或促进作用。
　　第三部分：TNF-α对单个心室肌细胞胞内钙及电生理特性的影响
　　目的：研究TNF-α对大鼠的单个心室肌细胞胞内Ca2+浓度、动作电位时程（APD）、细胞膜短暂外向钾电流(Ito)和内向整流性钾电流(IK1)的影响，探讨其致室性心律失常的机制。
　　方法：用酶解法分离大鼠的心室肌细胞,免疫荧光激光共聚焦技术检测不同浓度的TNF-α对单个心室肌细胞胞内Ca2+浓度的影响。应用膜片钳全细胞记录技术,观察不同浓度的TNF-α对单个心室肌细胞APD、Ito和IK1的影响。
　　结果：通过激光共聚焦显微镜检测到随着TNF-α浓度的增加，引起了心肌细胞胞内钙浓度的升高，胞内钙超载甚至细胞死亡。应用膜片钳全细胞记录技术，发现随着TNF-α浓度的增加，引起了大鼠心室肌细胞动作电位2相平台期时程的延长及形态的显著异常。将TNF-α作用于大鼠心室肌细胞，可引起Ito和IK1电流密度随着TNF-α浓度的增加而降低。
　　结论：TNF-α可导致室性心律失常乃至猝死的发生，其机制为TNF-α可浓度依赖性地增加大鼠心室肌细胞胞内Ca2+浓度，引起心肌细胞早期后除极而导致触发活动，从而引起急性心肌梗死室性心律失常的发生；TNF-α可浓度依赖性通过抑制Ito和IK1电流，使Ito和IK1电流密度下降，导致了动作电位2相平台期延长,引起动作电位复极化异常、复极离散度增加从而诱发折返性心律失常。

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参考文献

第一部分：肿瘤坏死因子α（TNF-α）在急性心肌梗死整体大鼠致室性心律失常作用的研究

材料和方法

结果

讨论

参考文献

第二部分：TNF-α对离体大鼠心脏急性心肌梗死早期室性心律失常作用的研究

材料和方法

结果

讨论

参考文献

第三部分：TNF-α对单个心室肌细胞胞内钙及电生理特性的影响

材料与方法

结果

讨论

参考文献

结论

综述

参考文献

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