Antiarrhythmic effects of propofol on the reperfusion induced ventricular arrhythmia in isolated rat hearts<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

田鸣　曹红　段世明　朱立言　曾因明

Ming Tian ,Hong Cao ,Shiming Duan , et al. Department of Anesthesiology, Affiliated Hospital Of Xuzhou Medical College, Xuzhou, Jiangsu, China 221002

 　　　　　　　　　　　　　Abstract

Objective：The effects of propofol on reperfusion arrhythmia during regional ischemia and reperfusion were studied in isolated perfused rat hearts.

Methods：SD rats weighing 200-300g was selected to made Langendorff heart preparation. The perfusion solution containing (mmol/L) NaCl 118, KCl 4.7, KH₂PO₄ 1.2, MgSO₄ 1.2, CaCl₂ 2.5, NaHCO₃ 25, Glucose 11.1 and EDTA 0.125. After 20-min isobaric perfusion equilibration, forty-seven isolated rat hearts were divided into six groups. Control (cntrl, n=12), Verepamil 10 ng/ml (Ver, n=7), Propofol 1 or 3 mg/ml with or without verepamil 10 ng/ml (P1+V, n=6; P3+V, n=6; P1, n=7 and P3, n=9) respectively. All of the left anterior descending coronary artery was clamped 10 min to result in regional ischemia and reperfused 5 min to create reperfusion arrhythmia. During reperfusion time, the incidence of ventricular fibrillation (VF) and ventricular tachycardia (VT) as well as the duration of VF and normal sinus rhythm (NSR) was measured.

Results：The incidence of VF and VT during reperfusion time is 9/12 and 8/12 in Cntrl group; 4/7 and 5/7 in P1; 0/9 (P<0.01 vs. Cntrl) and 2/9 in P3; 0/7(P<0.01) and 5/7 in Ver; and P1+V equal P3+V: 0/6(P<0.01) and 1/6. The duration of VF in group Cntrl and P1 is 143s±126s and 146s±146s respectively, in group P3, Ver, P1+V and P3+V is 0s±0s(P<0.01). The duration of NSR in group Cntrl and P1 is 106s±135s and 144s±149s respectively, in group P3, Ver, P1+V and P3+V is 262±99(P<0.01), 272±26(P<0.05), 270±74(P<0.05) and 295±14(P<0.01) respectively.
　　Conclusion：As compared with the control group, propofol 3 mg/ml (17mmol/l), similar to verepamil 10 ng/ml, significantly reduced the incidence and duration of reperfusion-induced VF. Furthermore,it markedly increased the duration of NSR in the reperfusion time. Nevertheless, propofol 1 mg/ml presented little antiarrhythmic effects.
　　Key Words：Propofol Verepamil Reperfusion Arrhythmia Rat<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

早在1935年Tennant^[1]就发现，给先前缺血的心肌恢复冠脉血流(再灌注)能引发心律失常。1983年Tzivoni^[2] 提出冠脉痉挛的恢复可以触发猝死。1984年Manning^[3]指出，在心脏手术和溶栓治疗的再灌注期可频繁地发生心律失常。随后再灌注心律失常的意义愈来愈受到临床的重视。近年来心脏手术、溶栓疗法以及心脏病的非心脏手术逐年增多，而且在围术期心肌缺血和再灌注的发生率较非手术期明显增高^[4]。因此，研究全麻药对心肌缺血再灌注损伤的作用具有实际的临床意义。目前有关静脉全麻药对再灌注心律失常影响的报道甚少，为此我们就异丙酚对大鼠离体心脏再灌注心律失常的影响进行了实验观察。


材料和方法

一、动物模型：SD大鼠Langendorff^[5]离体心脏灌注方法与前文相同。灌注液成份为(mmol/L)：NaCl 118, KCl 4.7, KH₂PO₄ 1.2, MgSO₄ 1.2, CaCl₂ 2.5, NaHCO₃ 25, 葡萄糖 11.1和EDTA 0.125；灌注压为5.5 kPa(100cmH₂O)；用97%O₂+3%CO₂混合气平衡，使pH维持在7.34-7.40。离体心脏安装后，在冠状动脉左前降支(left anterior descending coronary artery)的起始部用细线贯穿该血管的两侧和基底部，将缝线的两端游离在心脏表面，连接心脏表面ECG。缺血前期心脏灌注20分钟；将缝线的两端穿入一直径1.2 mm的小塑料管内，在小管的外侧用一小弹簧夹沿缝线向心肌方向推压，使冠脉的左前降支闭塞后固定弹簧夹，进入缺血期；持续缺血10分钟再打开弹簧夹取下塑料管，使冠脉再通5分钟，即为再灌注期。

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三、动物分组：SD大鼠、体重200-300g、雌雄兼用、共分为六组：①对照组(Cntrl, n=12)；②异丙酚1mg/ml组(P1, n=7)；③异丙酚3mg/ml组(P3, n=9)；④维拉帕米10ng/ml组(Ver, n=7)；⑤异丙酚1mg/ml加维拉帕米10ng/ml组(P1+V, n=6)；⑥异丙酚3mg/ml加维拉帕米10ng/ml组(P3+V, n=6)。对照组的灌注液中不含任何药物，其他实验组除各在灌注液中加入相应浓度的药物外，其实验方法和步骤均与对照组相同。

　　四、指标与统计：定时测量并记录各期的冠脉流量(CF)和心率(HR)；再灌5分钟连续记录ECG，并量出室性期前收缩(VPB)、心室纤颤(VF)、室性心动过速(VT,连续四次以上的VPB)以及正常窦性节律(NSR)的持续时间和发生率^[6]。对各灌注期的冠脉流量和心率等指标采用配对或组间t检验的方法；对再灌注5分钟内的VPB、VT、VF以及NSR的持续时间和发生率分别采用PEMS统计软件包中两样本均数的t检验和两样本比较的秩和检验以及四格表资料的确切概率法进行统计处理。以0.05为a水准。

结　果<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

一、各组缺血前和缺血期的心率有随灌注时间的延长而轻微减慢的趋势，但此改变多无显著性意义。

二、各组的冠脉流量在缺血后1分钟较缺血前1分钟降低了41%±5% (35%-48%)，均有非常显著的差异(P<0.01)；再灌后1分钟较缺血前1分钟恢复了103%±7%(96%-113%)，而较再灌前1分钟增加了85%±24%(52%-112%)，均有非常显著的差别 (P<0.01)；各灌注期内不同时间点的冠脉流量均无显著性差异。

三、再灌注期VF、VT和VPB的发生率：对照组分别为9/12、8/12、和2/12；而P1组分别为4/7、5/7和0/7，较对照组有下降趋势；P3组分别为0/9、2/9和1/9；Ver组分别为0/7、5/7和2/7；P1+V和P3+V两组均为0/6、1/6和0/6。在后四组中，VF较对照组均有非常显著地降低(P<0.01)，VT仅有下降趋势，而VPB则无明显改变。

四、再灌注期5分钟内各组VT、VF、VPB和NSR的持续时间(S)见表1。

讨　论

一、由于大鼠心脏的冠脉缺乏功能性侧枝血流而极易发生心律失常^[7]，且变异性较小^[8]，是本实验选用SD大鼠制备再灌注心律失常模型的理由。

二、在大鼠离体心脏灌注模型上，已有作者^[3]发现，再灌注前缺血持续时间的长短是决定再灌注期室性心律失常发生率的重要因素，并指出缺血10-15分钟最易导致再灌注心律失常的发生。我们的预实验(n=40)发现，除了缺血期的长短可以影响再灌注心律失常外，缺血前期平衡时间的长短(如短于10分钟或长于30分钟)也显著影响再灌注时的心律失常，缺血前期愈长，再灌注期的心律失常发生率愈高。已有作者发现灌注液中的钾浓度可以影响再灌注心律失常的发生率^[9]和持续时间^[10]，灌注液中的钾浓度愈高，再灌注心律失常的发生率愈低，且持续时间愈短。因此，本实验各组的缺血前平衡期和缺血期分别限定在20和10分钟；而灌注液中的钾浓度均恒定在5.9 mmol/L。从而使各实验组的再灌注心律失常发生仅依赖于所给药物的作用，并且使不给药的对照组由再灌注诱发的室颤发生率控制在80%左右。

三、有作者^[8]发现大鼠离体心脏再灌注期心室纤颤的发生率与心室缺血区域的大小成正比，即缺血心室肌占整个心室重量的比例愈高，再灌注期发生心室纤颤的概率就愈大。而且再灌注时，若阻塞的冠脉没能再通也显著降低了室颤的发生。表明冠脉结扎的位置、阻塞的程度以及是否能及时地再通对再灌注心律失常都有明显地影响。Curtis^[10]指出：测量冠脉流量的改变能估计冠脉分枝是否阻塞或再通。将缺血后1分钟的冠脉流量与缺血前1分钟比较其减少的百分比，以及将再灌后1分钟与缺血前比较其恢复的百分比，可以间接反映冠脉的阻塞或再通。本实验采用冠脉左前降支起始部结扎的方法，并测量了阻塞前后总体冠脉流量的增减作为判断局部血管是否阻塞或再通的依据。与缺血前相比，凡冠脉流量在结扎后1分钟减少小于25%或再灌1分钟恢复不足80%的心脏均除去不用。以尽可能减少由于心肌缺血再灌注损伤的差异而影响再灌注心律失常的发生。

四、已有文献表明^[11,12]，钙通道阻滞剂有抗再灌注心律失常作用。本实验选用维拉帕米10ng/ml做为阳性对照，既可将异丙酚的抗再灌注心律失常作用与钙通道阻滞剂比较，又可进一步验证该模型的可靠性。结果显示，异丙酚与维拉帕米的作用方式相似，在3mg/ml时与单纯维拉帕米10ng/ml的抗心律失常作用强度相同，都可显著抑制再灌注期VF的发生率和持续时间，而对VT和VPB的抑制作用较弱，都能明显延长再灌注期正常窦性节律的持续时间。我们在膜片钳实验中发现，异丙酚可抑制心肌细胞膜的电压依赖性钙通道，此机制可能是该药与钙通道阻滞剂具有相似的抗再灌心律失常作用的原因。但在维拉帕米10ng/ml的基础上再加异丙酚，其抗心律失常作用并不进一步加强，可能的解释是异丙酚对钙通道的阻滞作用比其特异性阻滞剂弱，因而在维拉帕米的基础上再加用该药并不能增强其作用，此点也是异丙酚通过阻滞钙通道而产生抗再灌注心律失常作用的佐证。

五、此外，异丙酚对心肌细胞膜的延迟整流钾电流(delayed rectifying potassium current I_K)和内向整流钾电流(inwardly rectifying potassium current I_K1)均有抑制作用(待发表论文)，这两种电流的抑制也可能参与了其抗再灌注心律失常的作用^[13,14]。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

六、Bernier ^[6] 的研究指出，氧自由基损伤在再灌注心律失常的起源中起着重要的作用，而且用氧自由基清除剂(如SOD等)可明显抑制再灌注心律失常的发生率和持续时间。我们前文对缺血再灌注损伤时心室功能的研究发现，异丙酚可改善再灌注后的心室功能并保护了再灌注末心室肌内的SOD活性。此结果提示异丙酚对心肌组织SOD活性的保护作用可能是其抗再灌注心律失常的另一机制。该药抗再灌注心律失常的作用是否与减少心肌细胞内游离钙浓度等其他机制有关，还有待于进一步的证实。

结　论

灌注液中加入3mg/ml浓度的异丙酚对大鼠离体心脏再灌注后室颤的发生率和持续时间具有非常显著地抑制作用，而对室性心动过速和期前收缩的抑制作用较弱。该药抗再灌注心律失常的方式与钙通道阻滞剂-维拉帕米相似。其抗再灌注心律失常的机制可能与对心肌细胞电压依赖性钙通道、延迟整流钾通道和内向整流钾通道的阻滞作用以及对心肌组织中SOD的保护作用有关。

参考文献

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