高甲状腺素时快速心房激动对心房和肺静脉缝隙连接、电生理特性影响.pdf

浙江大学博士学位论文 - 1 - 论 文 摘 要 论 文 摘 要 中 文 摘 要 中 文 摘 要 高甲状腺素时快速心房激动对心房和肺静脉缝隙连 接、电生理特性影响 高甲状腺素时快速心房激动对心房和肺静脉缝隙连 接、电生理特性影响 浙江大学医学院 心血管内科 博士研究生 郑 良 荣 导 师 陈 君 柱 教授 【【目的目的】 】 心房颤动和快速心房激动可引起心房细胞的电生理、缝隙连接（Gap junction ,GJ）的改变这些改变又促进心房颤动的发生和维持以前有关电生 理和缝隙连接重构的实验研究都是在正常的动物身上进行的 而临床上心房颤动 多数是发生在病理状态下，在一定病理基础上，快速心房激动对心房的电生理、 缝隙连接影响也许与在完全正常情况下有所不同，有关这方面的研究极少 甲状腺功能亢进是心房颤动的常见原因， 10％――15％的甲亢患者可合并心 房颤动这些心律失常即使在甲状腺素水平完全正常后 3 个月内仍然存在，这说 明有引起心律失常的基质存在这些基质是缝隙重构、还是电生理重构，目前尚 不清楚急性甲状腺素水平增高虽然不影响 Ica-L，但明显提高基础状态下心房肌 细胞内 Ca 2+浓度，促进肌浆网的 Ca2+释放，引起细胞内的 Ca2+超载。

不同甲状腺 素水平与离子通道表达关系研究表明，高甲状腺素时，编码 Ica—α亚单位的基 浙江大学博士学位论文 - 2 - 因表达水平下降由此可见高甲状腺素水平本身就有致心房肌电重构的可能，但 目前尚无直接的实验证据 心房肌的连接蛋白主要是 Cx43 和 Cx40，它们在数量和分布上的变化都会影 响激动的传导，而导致心律失常研究表明，甲状腺素与鼠肝脏细胞共同培养 2 天， 可使 Cx43 增加 4―5 倍， 甲状腺素可以改变 Cx 在睾丸和付睾细胞上的分布 目前尚无甲状腺素对心房肌 Cx40 影响的文献报道， 也未见在高甲状腺素水平时， 心房快速激动对 Cx 数量和分布影响的报道 肺静脉(Pulmonary veins,PVs)与临床心房颤动密切相关Verheule 等发现 犬肺静脉肌内袖细胞呈螺旋式走行，延伸到肺静脉内的心肌组织结构为激动折 返提供了物质基层Chen 等报道甲状腺素可促使正常家兔肺静脉细胞产生触发 活动，肺静脉细胞自律性增高和触发活动增加了甲亢时肺静脉细胞的致心律失 常性但高甲状腺素水平及快速电激动对肺静脉缝隙连接的影响如何，目前尚 未见报道 本实验的目的：1. 研究高甲状腺素水平及在此基础上的快速心房激动对 心房电生理特性的影响。

2. 高甲状腺素水平及在此基础上的快速心房激动对 心房及肺静脉缝隙连接的影响 为甲状腺功能亢进患者心房颤动的防治提供新 的理论依据 【方法】【方法】 将实验家兔随机分为正常对照组（A 组，n=10） 、起搏组（B 组，n=10） 、 甲亢组（C 组，n=14）和甲亢起搏组（D 组，n=12） 后两组给予腹腔注射左 旋甲状腺素 0.45mg/kg.d，持续 4 周根据体重减轻、体温升高、心率加快， 及血清 T3、T4升高等证明甲亢模型成功四组家兔经麻醉，固定，分离右侧 颈外静脉和颈内静脉，分别置入电极用于心房起搏和描记心房电位将描记 电极接于多导生理仪，将起搏电极接于程控刺激仪，以脉宽 2ms 测定起搏阈 值，设定 2 倍起搏阈值为输出电压正常对照组和甲亢组在实验过程中同样 放置导管，但不刺激注射美托洛尔（0.2mg/kg）及阿托品（0.04mg/kg）以 阻断自主神经对心脏的影响，随后以微量注射泵维持（美托洛尔 0.02mgkg -1h-1，阿托品 0.007mgkg-1h-1） 同时在注射药物后十五分钟， 浙江大学博士学位论文 - 3 - 记录窦性心率， 以程控刺激法， 5ms 步长反扫， 分别测定基础起搏周期 （Drive Cycle Length, DCL）为 200ms、150ms、130ms 时的 AERP 即 AERP200，AERP150， AERP130 。

以 600bpm 固定频率进行快速心房起搏，于起搏后 2， 4， 6 小时重 复测定 AERP完成 6 小时快速心房起搏后处死实验兔，取肺静脉、左、右心 房组织，选取每个标本的一部分作病理切片；以 Western blot 法对 Cx43 及 Cx40 蛋白表达进行半定量测定；以 RT-PCR 法对 Cx43 及 Cx40 mRNA 表达进行 半定量测定；用免疫荧光抗体标记激光共聚焦显微镜检测 Cx40 和 Cx43 的分 布 【结果】 1．电生理 1．1 各组 AERP 的变化情况 1．电生理 1．1 各组 AERP 的变化情况 对照组在整个时间过程内 AERP 无显著变化 起搏组在快速心房起搏 2、 4、 6 小时后，AERP200、AERP150 、AERP130均较本组的基础状态（即起搏 0 小时）和 对照组的 AERP 短甲亢组各时间段的 AERP200、AERP150 、AERP130明显短于对照 组相应的 AERP 快速心房起搏使甲亢起搏组的 AERP 从本组的基础状态进一步 缩短，且短于甲亢组相应的 AERP 1.2 AERP 的频率适应性 1.2 AERP 的频率适应性 对照组的 AERP 频率适应性正常，当基础周长由 200ms 缩短为 130ms 时， AERP130较 AERP200缩短了 11.54.2ms。

起搏组在基础状态时，AERP130较 AERP200 缩短了 9.06.4ms，但快速心房起搏 6 小时后 AERP 仅缩短 1.54.3ms甲 亢组在基础状态时 AERP130较 AERP200仅缩短了 2.82.6ms，明显短于对照组 （2.82.6ms vs 11.54.2ms P0.01） 心房快速起搏 6 小时后，尽管 使甲亢兔的 AERP 进一步缩短， 但各时间的 AERP130较 AERP200的缩短程度并未进 一步加剧 2. 缝隙连接 2.1 连接蛋白 Cx43 和 Cx40 的表达 2. 缝隙连接 2.1 连接蛋白 Cx43 和 Cx40 的表达 正常对照组和起搏组左、右心房 Cx43 的蛋白表达量无差异，甲亢组和甲 亢起搏组左、右心房 Cx43 蛋白表达量较正常对照组和起搏组明显增加与甲 浙江大学博士学位论文 - 4 - 亢组相比，甲亢起搏组的左、右心房 Cx43 蛋白表达量有所下降各组左心房 和右心房相比，其 Cx43 蛋白表达量无显著差异 左、右心房 Cx40 的蛋白表达量在正常对照组和起搏组之间无差异；甲亢 组及甲亢起搏组左、右心房的 Cx40 低于对照组与甲亢组相比，甲亢起搏组 的左、右心房 Cx40 进一步下降；与起搏组相比，甲亢起搏组心房 Cx40 明显 降低 （P0.005） 。

各组左心房和右心房相比， 其 Cx40 蛋白表达量无显著差异 肺静脉 Cx43 蛋白表达量在正常对照组和起搏组之间无显著差异， 甲亢组 及甲亢起搏组肺静脉的 Cx43 的蛋白表达量高于前二者；与甲亢组相比，甲亢 起搏组肺静脉 Cx43 的蛋白表达无显著变化甲亢组和甲亢起搏组肺静脉的 Cx40 蛋白表达低于正常对照组；但甲亢组与甲亢起搏组相比，肺静脉 Cx40 表达无显著差异 2.2 各组 Cx43 和 Cx40 mRNA 的表达变化 2.2 各组 Cx43 和 Cx40 mRNA 的表达变化 正常对照组和起搏组左、右心房和肺静脉 Cx43 的 mRNA 表达量无差异，甲 亢组和甲亢起搏组心房和肺静脉 Cx43 mRNA 表达量较正常对照组和起搏组明显 增加（P0.01） 但甲亢起搏组与甲亢组相比，心房和肺静脉的 Cx43mRNA 表达 量无显著差异 各组实验兔左、右心房和肺静脉的 Cx40 mRNA 表达均无显著差异 2.3． Cx43、Cx40 在心房的分布 2.3． Cx43、Cx40 在心房的分布 正常对照组和起搏组左、右心房 Cx43 的荧光面积无差异，甲亢组和甲亢 起搏组 Cx43 荧光面积较正常对照组和起搏组明显增加（P0.05） ，甲亢起搏组 的 Cx43 荧光面积较甲亢组有所下降(P0.05)。

左、右心房 Cx40 的荧光面积在正常对照组和起搏组之间无差异；甲亢组 及甲亢起搏组左、右心房的 Cx40 荧光面积低于对照组和起搏组甲亢起搏组 的 Cx40 较甲亢组进一步下降（P0.01） 各组 Cx43 呈均质性分布正常对照组和起搏组左、右心房的 Cx40 异质分 布程度无显著差异，甲亢组及甲亢起搏组的左、右心房 Cx40 异质分布程度高 于前二者（P0.01） 与甲亢组相比，甲亢起搏组的左、右心房 Cx40 异质分布 程度增高；与起搏组相比，甲亢起搏组左、右心房 Cx40 异质分布程度明显增 浙江大学博士学位论文 - 5 - 高 正常对照组、 起搏组和甲亢组的心房肌细胞端端连接和侧侧连接 Cx43、 Cx40 荧光斑面积的比值无显著差异甲亢起搏组 Cx43、Cx40 的端端连接和侧侧连 接之比值均低于对正常对照组、起搏组和甲亢组 【结论】 1．短时间的心房快速起搏可引起心房 AERP 缩短及 AERP 频率适应性下降 2．高甲状腺素水平不仅使心房 AERP 缩短，且使 AERP 频率适应性下降 3．高甲状腺素水平基础上，短时间的快速心房起搏可引起心房 AERP 的进 一步缩短，但对其频率适应性未有进一步的影响。

4．高甲状腺素水平使心房 Cx43 的蛋白及 mRNA 表达增加，在此基础上的短 时间快速心房起搏可引起 Cx43 的蛋白表达下降，并使其端端分布减少， 侧侧分布相对增加 5．高甲状腺素水平使心房 Cx40 的蛋白表达减少，异质分布程度增高，在 此基础上的短时间快速心房起搏可引起 Cx40 的蛋白表达进一步下降及 异质分布程度进一步增高，并使其端端分布减少，侧侧分布相对增加 6．高甲状腺素水平使肺静脉 Cx43 的蛋白及 mRNA 表达增加、肺静脉 Cx40 表达减少， 在此基础上的短时间快速心房起搏不影响肺静脉Cx43和Cx40 的蛋白表达 浙江大学博士学位论文 - 6 - Abstract Effec ts of short-term rapid atrial pacing on the electrophysiological characteristics of atrium and GJ of atrium and PVs in the presence of hyperthyroidism Department of Cardiology, Medical School of Zhejiang University Speciality Cardiology Postgraduate Liangrong Zheng Supervisor Junzhu Chen Objiective: Atrial fibrillation (AF) and rapid atrial pacing resulted in atrial electrical and gap junction(GJ) remodeling. These changes are involved in the creation of a substrate for episode and maintenance of AF. All previous experimental work on electrical and GJ remodeling has been performed in normal animals. Clinical AF commonly occurs in the presence of atrial pathology, and rapid atrial activation could have diffe。