电刺激频率对犬急性房颤模型神经体液的影响

发布时间：2018-01-10 05:04

  本文关键词：电刺激频率对犬急性房颤模型神经体液的影响　出处：《南方医科大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：第一章频率依赖电刺激诱发犬急性AF模型的制作方法学1.研究目的心房颤动(Atrial fibrillation, AF)是最常见的房性心律失常,可引起血流动力学紊乱,增加扩张型心肌病、心力衰竭和心肌梗死等心脏疾病患者的死亡率。AF易并发心房附壁血栓、脑梗死和肺栓塞等。临床常将AF分为阵发性、持续性和永久性3类,阵发性AF随着病情的加重和病程的迁延可发展为持续性。同时研究证实AF具有年龄易感性、种族差异和地域差异。我国AF发病率约0.65%,高于国际水平。AF治疗以药物为主,药物难治性AF常采取射频消融手术治疗,但仍有较高复发率。因此,对AF发病机制的进一步研究,寻找更有效的临床治疗方法显得尤为重要。本章通过3种不同电刺激频率起搏右心房,对比分析3组间心房肌和左肺上下静脉电生理改变,探讨500次／分钟(Bit per minute, bpm)和1000bpm起搏诱发的急性犬AF模型是否存在电重构差异。2.研究方法实验用犬随机分为3组。A组：500bpm右心房起搏,n=8；B组：1000bpm右心房起搏,n=8；C组：高于自身基础心率5%右心房起搏,n=4。动物麻醉后,气管插管,无创呼吸机辅助呼吸,监测生命体征。于右心房置放4级电极,左肺上下静脉缝置10级电极,用多道生理记录仪Lead-7000进行起搏刺激和电生理数据记录。测定3组右心房、左肺上下静脉起搏前和起搏后2h、4h、6h、8h、 10h和12h的AF诱发率、持续时间、右心房与左肺上下静脉的有效不应期(Effective refractory period, ERP),并计算ERP离散度。3.研究结果20条犬中19条犬完成AF的模型制作。其中1条犬在进行1000bpm起搏过程中出现室颤、血压下降及血氧饱和度降低,予以电复律和肾上腺素静滴等措施,抢救无效,死亡。3.1 AF诱发率比较：右心房的AF诱发率在3组间存在分组效应,Wald x2 =81.987, P=0.000。A组vs C组,Wald x2=11.077, P=0.001;B组vs C组,Wald x2=71.465, P=0.000;A组vs B组,Wald x2=26.276, P=0.000,12小时内的重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald x2=1138.386, P=0.000。A组内各时间点与0h比较4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。左上肺静脉的AF诱发率存在分组效应,Wald x2=74.383, P=0.000。A组vsC组,Wald x2=13.037, P=0.000;B组vs C组,Wald x2=71.808, P=0.000; A组vs B组,Wald x2=12.628, P=0.000。12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald x2=562.583, P=0.000=A组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、 8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较2h、4h、 6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。左下肺静脉的AF诱发率存在分组效应,Wald χ2=11.374, P=0.003。A组vsC组,Wald χ2=0.267, P=0.605;B组vs C组,Wald χ2=2.718, P=0.099;A组vsB组,Wald χ2=10.929, P=0.001.12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=824.580, P=0.000。组内不同时间点间比较结果：A组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与Oh比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与Oh比较4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。3.2 AF持续时间比较：右心房的AF持续时间在3组间具有分组效应,Waldx2=101.069,P=0.000。A组vs C组,Wald χ2=41.633, P=0.000;B组vs C组,Wald χ2=101.036, P=0.000;A组vs B组,Wald χ2=3.680, P=0.055。12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=2292.418, P=0.000。A组内各时间点与Oh比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与Oh比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。左上肺静脉的AF持续时间在3组间具有分组效应,Wald χ2=82.645, P=0.000。A组vs C组,Wald χ2=20.431, P=0.000;B组vs C组Wald χ2=80.467,P=0.000;A组vs B组,Wald χ2=4.843, P=0.028。12小时内的重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=3357.463, P=0.000。A组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与Oh比较4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。左下肺静脉的AF持续时间在3组间具有分组效应,Wald χ2=11.806,P=0.003。A组vs C组,Wald χ2=3.418, P=0.064;B组vs C组,Wald χ2=11.799, P=0.001;A组vs B组,Wald χ2=1.268,P=0.260。12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=1344.760, P=0.000。A组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与Oh比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。3.3右心房和左肺上下静脉ERP比较：右心房的ERP缩短在3组间具有分组效应,Wald χ2=200.818, P=0.000。A组vs C组,Wald χ2=30.563, P=0.000;B组vs C组,Wald χ2=192.706,P=0.000;A组vs B组,Wald χ2=35.928, P=0.000.12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应：Wald χ2=881.937, P=0.000。A组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。左上肺静脉的ERP缩短在3组间具有分组效应,Wald χ2=13.599, P=0.001.A组vs C组,Wald χ2=1506,P=0.220;B组vs C组,Wald χ2=10.472,P=0.001;A组vs B组,Wald χ2=9.625, P=0.002。12小时内的重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=825.339, P=0.000,A组内各时间点与0h比较2h、4h、 6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较2h、 4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。左下肺静脉的ERP缩短在3组间不具有分组效应,Wald χ2=1.893,P=0.388.12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=1249.679, P=0.000。A组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。3.4右心房和左肺上下静脉ERP离散度比较：3组间存在分组效应,Wald χ2=27.342, P=0.000。A组vs C组,Wald χ2=26.575, P=0.000;B组vs C组,Wald χ2=10.975, P=0.001;A组vs C组,Wald χ2=0.324, P=0.569。12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=18.363, P=0.0048。A组内各时间点与0h比较10h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较2h、4h、6h、8h、10h和12h具有统计学差异,P0.05。4.研究结论(1)3种起搏频率均成功诱发AF,且出现不同程度的心房电重构。AF的诱发率和维持时间随着刺激时间的延长呈现增加趋势。ERP在12小时刺激过程中总体呈现缩短趋势,在6-8小时期间出现最低值,随后有一定程度的延长。(2)1000bpm右心房起搏引起的电生理改变总体上较500bpm和高于自身基础心率5%的起搏刺激明显,这种改变除心房电重构外,可能还有神经重构的参与。推测3组间存在不同程度的神经重构,且1000bpm起搏组较另2组显著。第二章频率依赖电刺激诱发犬急性AF模型的ANS变化1.研究目的心脏受外在自主神经和内在自主神经共同调控,自主神经由交感神经和迷走神经组成,已有大量研究表明,心脏自主神经在AF的发生、发展和维持中占有重要地位。去甲肾上腺素(Norepinephrine, NE)和乙酰胆碱(Acetylcholine, Ach)作为自主神经的主要神经递质,发挥着调节心脏的作用。动物实验提示,AF的动物模型中,神经递质的浓度存在时间依赖性变化。临床研究也证实,AF患者的血液NE和Ach浓度与正常水平具有差异。本部分主要通过测定AF模型的神经递质在血清和右心房组织中的含量,并与模型的神经信号分析结果进行趋势比较,探讨500bpm和1000bpm两种频率诱发的犬急性AF是否存在自主神经激活差异,以及造成差异的可能机制。2.研究方法实验用犬随机分为3组。A组：500bpm右心房刺激,n=8；B组：1000bpm右心房刺激,n=8；C组：高于自身基础心率5%右心房起搏,n-=4。动物麻醉后,气管插管,无创呼吸机辅助呼吸,监测生命体征。于右心房置放4级电极,左肺上下静脉缝置10级电极,采用多道电生理记录仪Lead-7000进行起搏刺激和电生理数据记录。测定3组右心房和左肺上下静脉起搏前与起搏后2h、 4h、6h、 8h、10h、和12h的AF诱发率、持续时间、右心房和左肺上下静脉的ERP,并计算ERP离散度。检测3组外周静脉血清中刺激前与刺激后1h、2h、3h、4h、5h、 6h、7h、8h、9h、10h、11h和12h的NE和Ach含量,同时测定右心房组织中神经递质的含量。3.研究结果20条犬中19条犬完成AF的模型制作。其中1条犬在进行1000bpm起搏过程中出现室颤、血压下降及血氧饱和度降低,予以电复律和肾上腺素静滴等措施,抢救无效,死亡。3.1血清NE浓度变化：3组间不具有分组效应,Wald χ2=5.555, P=0.062,12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=119.689, P=0.000。A组内各时间点与0h比较3h、4h、5h、8h、9h和10h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较1h、2h、3h、4h、5h、8h、11h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与Oh比较2h、3h、4h和5h具有统计学差异,P0.05。3.2血清Ach浓度变化：3组间具有分组效应,Wald χ2=13.913, P=0.001。A组vs C组比较,Wald χ2=0.097, P=0.755;B组vs C组比较,Wald χ2=6.270, P=0.012;B组vs A组比较,Wald χ2=11.029, P=0.001。12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=28.388, P=0.005。A组内各时间点与Oh比较1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、口9h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较1h、2h、3h、4h、5h、6h、8h、10h、11h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与Oh比较1h、3h、4h、5h、6h、10h、11h和12h具有统计学差异,P0.05。313右心房组织中NE和Ach含量比较：A组、B组vs C组的NE含量均具有统计学意义,P0.05,B组vsA组亦具有统计学意义,P0.05。B组vsA组、C组的Ach含量均具有统计学意义,P0.05,A组vs C组不具有统计学意义,P0.05。4.研究结论(1)3组血清中NE和Ach的含量随着刺激时间的延长,出现具有统计学意义的浓度变化,提示测定AF时血清NE和Ach水平,具有反应AF持续时间和AF神经调控变化的可能性。(2)1000bpm组的NE和Ach含量不论是血清中,还是心肌组织中,均明显高于另2组,提示1000bpm起搏诱发AF发生发展的机制与神经激活密切相关。(3)500bpm组和1000bpm组血清中NE和Ach的浓度变化与神经信号放电变化趋势一致,进一步证实自主神经介导了AF模型的病理生理学变化。(4)500bpm起搏诱发AF发生的机制以心房肌电重构为主,1000bpm起搏AF发生的机制除心房肌电重构外,还有明显的自主神经激活,提示临床治疗快频率AF时需考虑增加平衡自主神经功能的治疗方案。第三章频率依赖电刺激诱发犬急性AF模型的RAS变化1.研究目的肾素-血管紧张素系统(Renin-angiotensin system, RAS)作为重要的神经体液内分泌系统,参与多种疾病的发生、发展和维持,如高血压病、心肌梗死和心力衰竭等。大量研究证实血管紧张素Ⅱ (AngiotensinⅡ, AngⅡ)、血管紧张素II受体1(Angiotensin Ⅱtype 1 receptor, ATiR)和血管紧张素II受体2(Angiotensin II type 2 receptor, AT2R)在AF的病程中起着重要作用,参与心房结构重构,促进纤维化和炎症因子分泌等。本部分主要研究血清和右心房组织中肾素和AngⅡ的含量和RNA表达量,以及AT1R和AT2R的蛋白量和RNA表达量,探讨3组间是否存在RAS激活差异,以及造成差异的可能机制。2.研究方法实验用犬随机分为3组。A组：500bpm右心房刺激,n=8；B组：1000bpm右心房刺激,n=8；C组：高于自身基础心率5%右心房起搏,n=4。动物麻醉后,气管插管,无创呼吸机辅助呼吸,监测生命体征。于右心房置放4级电极,左肺上下静脉缝置10级电极,采用多道电生理记录仪Lead-7000进行起搏刺激和电生理数据记录。测定3组右心房、左肺上下静脉起搏前和起搏后2h、4h、 6h, 8h、10h和12h的AF诱发率、持续时间、右心房与左肺上下静脉的ERP,并计算ERP离散度。检测3组外周静脉血清刺激前和刺激后1h、2h、3h、4h、5h、 6h、7h、8h、9h、10h、11h和12h肾素和AngⅡ的含量,同时采用Western Blotting和PCR测定右心房组织中肾素、AngⅡ、AT1R和AT2R的蛋白含量和RNA表达。3.研究结果20条犬中19条犬完成AF的模型制作。其中1条犬在进行1000bpm刺激过程中出现室颤、血压下降及血氧饱和度降低。予以电复律和肾上腺素静滴等措施,抢救无效,死亡。3.1血清肾素浓度比较：3组间具有分组效应,Wald χ2= 25.018, P=0.000,A组vs C组,Wald χ2= 0.066, P=0.797;B组vs C组,Wald χ2=18.524,P=0.000;B组vs A组,Wald χ2= 9.546, P=0.002。12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=37.132, P=0.000。A组内各时间点与Oh比较1h、2h、3h、 4h、5h、6h、9h、10h和11h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较2h、3h、4h、7h、8h、11h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较4h具有统计学差异,P0.05。3.2血清AngⅡ浓度比较：3组间不具有分组效应,Wald χ2=2.426, P=0.297.12小时内重复测量时间比较提示存在时间效应,Wald χ2=356.198, P=0.000。A组内各时间点与0h比较3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h和12h具有统计学差异,P0.05。B组内各时间点与0h比较1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、 9h、10h、11h和12h具有统计学差异,P0.05。C组内各时间点与0h比较均无统计学差异,P0.05。3.33组右心房组织Western Blot结果比较：与C组相比,肾素、Ang Ⅱ、AT1R和AT2R这4个目标蛋白在A组和B组的心肌含量均有统计学差异,P0.05。B组和A组相比亦具有统计学差异,P0.05。3.43组心肌组织PCR结果比较：与C组相比,肾素与AngⅡ的RNA表达量在A组和B组具有统计学差异,P0.05,B组和A组比较亦具有统计学意义,P0.05。B组AT1R的RNA表达量与A组、C组进行比较均具有统计学差异,P0.05,A组和C组之间不具有统计学意义,P0.05。AT2R在C组中RNA的表达量与A组和B组相比均不具有统计学差异,P0.05,但B组与A组之间具有统计学差异,P0.05。4.研究结论(1)1000bpm起搏频率引起的RAS变化较500bpm和高于自身基础心率5%起搏明显,提示1000bpm右心房起搏RAS系统活动增强。(2)肾素在血清的变化体现出一定是时间依赖性,而肾素和Ang II在血清和组织中的含量存在差异可能是受酶学反应和心肌局部RAS的影响。(3)AT1R和AT2R的翻译与表达在500bpm和1000bpm中存在差异,提示以不同频率快速起搏RA所产生的AngⅡ受体变化是不同的。
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【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R541.75;R-332

【参考文献】

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1 周自强,胡大一,陈捷,张仁汉,李奎宝,赵秀丽;中国心房颤动现状的流行病学研究[J];中华内科杂志;2004年07期

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本文编号：1403933