HCN通道抑制剂对心脏骤停家猪复苏后心肌保护作用的研究

发布时间：2020-07-30 08:28

【摘要】：研究背景心脏骤停(Cardiac arrest,CA)是当今心血管疾病中常见的一种急危病症,其起病急,发病凶险,临床病死率高。随着心肺复苏(Cardiopulmonary resuscitation,CPR)指南地不断更新,CA患者恢复自主循环(Return of spontaneous circulation,ROSC)成功率得到显著提高,但依然在全球占据较高的死亡率。研究发现其致死原因与CPR后心功能障碍和脑损伤密切相关。其中,复苏后心功能障碍(Post-resuscitation myocardial dysfunction,PRMD)是24~72小时内最重要的早期死亡原因之一。因此探究心肌保护作用的方式和方法,改善复苏后心脏收缩和舒张功能障碍,进而提高ROSC患者生存率,一直是研究者们关注的重点和热点。在抢救CA患者过程中,美国心脏协会心肺复苏及心血管急救指南均推荐肾上腺素作为一线药物,能够显著提高ROSC成功率。然而使用肾上腺素后,其β-肾上腺素能作用如正性肌力及变时性作用会增快心率(Heart Rate,HR),引起心肌组织耗氧量过度增加和心肌血流灌注减少,其反过来又加剧了PRMD和心肌损伤。通过建立CA动物实验发现,β受体阻滞剂能够减少除颤次数,降低复苏后心率和心律失常发生率,减少心肌氧耗、改善PRMD和生存时间。但是,β受体阻滞剂带来的负性变时、负性变力和负性传导作用可能造成的严重低血压和心动过缓,限制其在PRMD患者中广泛应用,目前仅有少数观察性研究发现β受体阻滞剂可改善PRMD患者预后。因此,研究一种用于改善PRMD药物,提高患者存活率,逐渐被临床医务工作者所期待和重视。伊伐布雷定(Ivabradine,IVA)作为临床上一种新型选择性抑制超极化激活的环核苷酸门控阳离子通道(Hyperpolarization-activated Cyclic nucleotide-gated channels,HCN)开放药物,能够抑制窦房结上I_f内向电流4期自动去极化,减慢心率,但不影响心肌收缩力,减少心肌氧耗而不诱发心律失常。在临床上主要用于改善慢性稳定型心绞痛、心力衰竭、AMI、心律失常(窦性心动过速、房颤)患者的临床症状及预后,尤其适合禁用或不耐受β受体阻断剂者。本研究通过首次应用伊伐布雷定在猪心脏骤停模型上,探讨其是否可以改善PRMD,为CPR研究提供参考,具有科学性、创新性和潜在应用价值。研究目的探讨HCN通道抑制剂对心脏骤停家猪复苏后心功能作用的影响。研究方法(1)选择10头健康雄性家猪,通过电诱发VF并维持8 min制作室颤诱导的心脏骤停模型,心脏停止8 min后实施8 min标准CPR。实验动物恢复自主循环(Return of spontaneous circulation,ROSC)后按照随机数字表法分成IVA组和对照组(Placebo)。(2)IVA组在ROSC第15分钟给予静脉推注负荷剂量IVA 5mg,然后给予IVA0.5mg/kg/h匀速持续泵入8 h;对照组ROSC后相同时间点给予等量生理盐水。(3)持续监测并记录动物Baseline、ROSC后1、2、4、8 h的心率(Heart rate,HR)、平均动脉压(Mean artery pressure,MAP)和呼气末二氧化碳(End-tidal CO_2,ETCO_2)等血流动力学指标。(4)组织多普勒(Tissue Doppler,TD)超声检测Baseline、ROSC后1、2、4、8、24 h左心室舒张和收缩功能,包括二尖瓣E/A,E/e′(Mitral E/A ratio and E/e′velocity ratio)和左室射血分数(Left ventricular ejection fraction,LVEF)。(5)抽取股静脉血静置分离血清,采用酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)方法,检测Baseline、ROSC后1、4、24 h心肌损伤标志物,包括心肌肌钙蛋白I(Cardiac troponin I,cTnI)和N-末端前脑钠肽(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)。(6)观察和评估动物ROSC后24 h神经功能缺损评分(Neurologic deficit score,NDS)及生存结局时间。然后实验动物进行安乐死处置,留取心肌组织进行苏木素-伊红(HE)染色,高倍光学显微镜下观察心肌组织病理学改变。研究结果(1)两组动物体重、HR、MAP、ETCO_2等基础生理学参数及除颤次数、二尖瓣E/A、E/e′、LVEF差异均无统计学意义。(2)10头家猪经过8 min室颤和8 min胸外按压后全部复苏成功,两组动物ROSC成功率相同,差异无统计学意义(P均0.05)。(3)与VF前比较,两组动物ROSC后HR均明显增快,IVA组实验动物HR在ROSC后1、2、4、8 h明显低于Placebo组,差异有统计学意义(P均0.05)。(4)IVA组动物MAP、ETCO_2、PH在ROSC后1、2、4、8 h与Placebo组比较,差异无统计学意义(P均0.05)。(5)IVA组动物左心室舒张和收缩功能在ROSC后1、2、4、8、24 h较Placebo组显著改善,二尖瓣E/A、E/e′、LVEF优于Placebo组,差异有统计学意义(P均0.05)。(6)ROSC后4h通过Pearson分析显示二尖瓣E/A与HR呈负相关(r=-0.832,P=0.003);E/e′与HR呈正相关(r=0.905,P=0.000);LVEF与HR呈负相关(r=-0.700,P=0.024)。(7)IVA组动物血清cTnI和NT-proBNP水平在ROSC后1、4、24 h低于Placebo组,差异有统计学意义(P均0.05)。(8)ROSC后两组动物均存活24 h,存活率100%,IVA组实验动物NDS低于Placebo组,差异有统计学意义(P均0.05)。(9)IVA组ROSC后24 h心肌细胞损伤较对照组减轻,表现在间质水肿较轻、心肌细胞坏死较少、细胞肿胀程度减轻、心肌纤维束规则,收缩带坏死减少、炎性细胞浸润减少。研究结论(1)采用8 min电流刺激诱发室颤加8 min心肺复苏方式建立家猪CA模型稳定,组织多普勒超声能有效评估复苏后心脏收缩和舒张功能变化。(2)复苏后动物均存在心功能障碍和心肌损伤,主要表现在EF、E/A值降低,E/e′值升高及血清心肌损伤标志物cTnI、NT-proBNP浓度升高。(3)HCN通道抑制剂IVA能够安全有效减慢心率,改善复苏后心脏收缩功能EF值和舒张功能E/A、E/e′值,降低血清心肌损伤标志物cTnI、NT-proBNP浓度;在临床心肺复苏研究中具有潜在的应用前景。
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R541.78
【图文】：

环核苷酸,门控,选择性,通道

图 1 伊伐布雷定选择性阻断窦房结细胞中超极化激活环核苷酸门控通道开放Fig 1: Ivabradine selectively blocked the opening of hyperpolarization-activated cyclicnucleotide-gated channels in the sinoatrial node cells

室颤,动物

图 2 动物实验模型Fig 2: Model of animal experiment1.3 模型制备手术完成后，等待动物苏醒，诱导室颤前采集并记录动物的基础（Baseline,

波形,心电监护,动物,波形

图 3 动物诱颤成功时心电监护波形Fig 3: ECG monitoring waveform of animal successful ventricular fibrillation

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