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心律失常動物模型的建立
1.1普萘洛爾普萘洛爾為β-受體阻滯劑,主要通過抑制竇房結(jié)、心房、浦肯野纖維的自律性或降低兒茶酚胺所致的晚后除極而防止觸發(fā)活動,使心肌傳導(dǎo)減慢,不應(yīng)期延長,心率減慢。末次用藥2h后大鼠腹腔注射普萘洛爾5mg/kg,記錄注射后即刻及2min、5min、10min、20min的心率。
1.2乙酰膽堿(ACh)乙酰膽堿興奮心臟上的M2受體,使心率減慢,心肌收縮力減弱,傳導(dǎo)減慢。大鼠尾靜脈注射0.1%乙酰膽堿1mL/kg,觀察注射ACh后3min時的心電圖,記錄各組動物注射ACh前后心率及P-R間期的改變。
2快速性心律失常模型
2.1氯化鋇對兔側(cè)耳緣靜脈快速注射0.4%氯化鋇溶液1mL/kg(4mg/kg),并同時記錄30min內(nèi)室性心律失常的情況及心律失?;謴?fù)時間。耳緣靜脈快速推注氯化鋇后出現(xiàn)的室性心律失常有室速(單形、多形)、室早(單形、多形、二聯(lián)律、三聯(lián)律)等,未發(fā)生室顫及死亡。氯化鋇誘發(fā)室性心律失常與多種離子通道有關(guān)。其對家兔心臟具有洋地黃樣作用,可抑制心肌細(xì)胞膜上的Na+-K+-ATP酶,使細(xì)胞內(nèi)K+減少,導(dǎo)致大舒張電位減少,細(xì)胞內(nèi)Na+增加,通過Na+-Ca2+交換使細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加,導(dǎo)致振蕩性后電位及觸發(fā)活動而使自律性增高,并使心肌交感神經(jīng)興奮性增加,導(dǎo)致異位節(jié)律而致心律失常。氯化鋇還能促進(jìn)浦氏纖維的Na+內(nèi)流,提高舒張期的除極速度;抑制K+外流,增加4相坡度,提高心房傳導(dǎo)組織和房室束-浦氏纖維系統(tǒng)等快反應(yīng)細(xì)胞的自律性。
2.2氯化鈣大鼠舌下靜脈注射140mg/kg氯化鈣可誘發(fā)產(chǎn)生多種心律失常,如室性早搏、室性心動過速、室顫直至死亡。氯化鈣誘發(fā)心律失常的作用機(jī)理較為復(fù)雜,主要與鈣離子對心臟心肌細(xì)胞的直接作用有關(guān)。
2.3心肌缺血再灌注性心律失??赡芘c細(xì)胞內(nèi)鈣超載、氧自由基(oxygenfreeradical,OFR)的損傷等有關(guān)。缺血-再灌注心肌中心律失常的發(fā)生率很高,冠脈溶栓后心律失常的發(fā)生率可達(dá)到80%,再灌注性心律失常發(fā)生的機(jī)理尚不清楚,動物實驗研究發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)胞中HSP70的含量與再灌注性心律失常呈顯著的負(fù)相關(guān)。與細(xì)胞內(nèi)鈣超載有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),缺血后的心肌細(xì)胞膜上Na+-K+-ATP酶的功能障礙,使細(xì)胞內(nèi)Na+濃度增高,激活細(xì)胞膜上Na+-Ca2+交換。再灌注性心律失常還可能與氧化應(yīng)激有關(guān)。心肌缺血再灌注時,OFR含量明顯增加,OFR和由它引起的生物膜脂質(zhì)過氧化及其分解產(chǎn)物,導(dǎo)致生物膜受損增加再灌注性心律失常的發(fā)生。
2.4氯仿將小鼠仰臥固定于鼠板上,接體表多導(dǎo)聯(lián)電生理儀,顯示Ⅱ?qū)?lián)心電圖,置于有3~4mL氯仿棉球的500mL倒置燒杯內(nèi)(每換1只小鼠添加氯仿1mL),直至呼吸停止,立即打開胸腔,觀察小鼠心臟活動節(jié)律及室顫情況,記錄發(fā)生室顫動物數(shù)。氯仿的致室顫機(jī)理可能與植物神經(jīng)及其釋放介質(zhì)或腎上腺髓質(zhì)釋放去甲腎上腺素和腎上腺素增加有關(guān)。而氯仿本身對心肌的直接作用則是不規(guī)則地延長心室不應(yīng)期,導(dǎo)致復(fù)極不均一性增加,上述兩者的相互作用導(dǎo)致室顫發(fā)生。
2.5烏頭堿大鼠舌下快速靜脈注射烏頭堿20μg/kg,5s內(nèi)注射完,觀察心律失常情況,記錄室早的潛伏期及持續(xù)時間。烏頭堿致心律失常的機(jī)理為烏頭堿能激活心肌細(xì)胞的快Na+通道,使Na+通道開放,加速心肌細(xì)胞內(nèi)流,促使細(xì)胞膜去極化,加速起搏點(diǎn)的自律性;還能夠提高心房傳導(dǎo)組織和房室束-浦肯野系統(tǒng)等快反應(yīng)細(xì)胞的自律性,從而形成一源性或多源性異位節(jié)律,縮短心肌不應(yīng)期,導(dǎo)致心律失常。
2.6強(qiáng)心苷類藥物(如洋地黃)中毒量的強(qiáng)心苷類藥物會引起各類心律失常,可抑制心肌細(xì)胞膜上Na+-K+-ATP酶,從而減少K+向細(xì)胞內(nèi)的主動轉(zhuǎn)運(yùn),導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)缺K+,使心肌的大舒張電位降低,舒張期自動除極速度加快,自律性升高,發(fā)生心律失常。
2.7腎上腺素用大劑量的腎上腺素,如在家兔耳緣靜脈快速注入0.01%腎上腺素溶液(0.5mL/kg)可提高心肌的自律性而導(dǎo)致心律失常,出現(xiàn)室性早搏、室性心動過速甚至心室顫動等。
2.8缺血性心律失常模型
麻醉犬開胸結(jié)扎冠脈前降支造成心律失常模型,清醒后出現(xiàn)持續(xù)性早搏。大鼠尾靜脈注射垂體后葉素1.0U/kg,冠狀動脈痙攣而致心肌缺血,出現(xiàn)異常心電圖改變,主要表現(xiàn)在ST段與T波的異常及心律失常。缺血性心律失常的發(fā)生是由于缺血心肌和正常心肌傳導(dǎo)性和不應(yīng)期差異引起的。
2.9異丙腎上腺素皮下注射異丙腎上腺素5mg/kg,分別于藥后30s、1~5min、10min、15min、20min、30min描記Ⅱ?qū)?lián)心電圖各1次。測量比較給藥組、對照組在各時間點(diǎn)心律失常發(fā)生率的差別。異丙腎上腺素用量過大可加大心肌耗氧量,誘發(fā)心絞痛和心律失常。
2.10電刺激誘發(fā)心律失常末次給藥后30min,麻醉固定后各家兔胸部常規(guī)消毒,于左第4肋間開胸暴露心臟,剪開心包膜后,分別用蛙心夾將電刺激輸出正負(fù)極分別固定在左室心尖部及右心室底部,間距1cm,采用Medlab生物信號處理系統(tǒng)每隔5min刺激一次,逐漸增加刺激強(qiáng)度,每次刺激后立即觀察各組大鼠心電圖的變化并記錄出現(xiàn)室顫時的電壓值。
3心房撲動和顫動性心律失常模型
選用狗、貓等動物,麻醉后開胸,暴露心臟,在人工呼吸下進(jìn)行實驗??捎酶哳l率電直接刺激心房壁,使每次刺激落于心房肌復(fù)極時R或S波間隔;烏頭堿溶液涂抹心房外面局部;擠壓動物上下腔靜脈間的部位,同時給予電刺激;竇房結(jié)動脈內(nèi)注入乙酰膽堿或甲狀腺素制劑。
4心室心動過速和心室顫動性心律失常模型
多選用狗、貓或兔、大鼠等整體心臟(開胸或閉胸)進(jìn)行實驗。常使用造型藥物為烏頭堿、洋地黃及腎上腺素。一般使用烏頭堿緩慢靜脈注射造型。劑量:家兔100~150μg/kg,大鼠30~50ng,小鼠5ng??焖凫o注,可造成動物多源性早搏、短陣性室性心動過速等。這類模型可用于篩選抗心律失常藥物。其優(yōu)點(diǎn)為心律失常在幾分鐘自行消失,因此同一動物可反復(fù)多次進(jìn)行心律失常實驗,便于觀察抗心律失常藥物作用的持續(xù)時間,并可進(jìn)行自身對照。
5房室傳導(dǎo)阻滯和房室交接區(qū)傳導(dǎo)常性心律失常模型
多選用狗、貓,在麻醉開胸暴露心臟的情況下,于距犬心尖部1.5~2cm處的左室心肌內(nèi)注入熱生理鹽水(80~90℃)或95%酒精、25%硫酸10~15mL(貓和兔注入4~7mL),引起心肌大片的局部壞死性心律失常。
6竇房結(jié)心律失常模型
用雄性家兔,將細(xì)鋼絲變成直徑約0.8cm的半環(huán),纏繞少許棉花。以40%甲醛浸潤后,把此環(huán)放在上腔靜脈根部與右心房交界處1min,動物迅速出現(xiàn)心電圖改變。此方法造成的病竇成功率高,持續(xù)時間長(可達(dá)5h),重復(fù)性好,模型較穩(wěn)定,發(fā)病機(jī)理及心電圖表現(xiàn)與臨床相似。理想的動物模型應(yīng)該對臨床的有效藥物及方法有較高的特異性,無假陽性,具有藥效預(yù)測性,行為表現(xiàn)的模擬性,藥物作用時間(約2周左右)接近臨床,受其它藥物干擾少,有合理的理論基礎(chǔ),行為學(xué)改變和***改變持續(xù)時間足夠長的特點(diǎn)。心律失常的發(fā)病機(jī)理和臨床表現(xiàn)非常復(fù)雜,的動物模型,只能表現(xiàn)心律失常的某一方面的癥狀,因此進(jìn)行對抗心律失常藥藥效評價時,往往要求多個動物模型進(jìn)行實驗。相信隨著新技術(shù)(特別是分子生物學(xué))的發(fā)展,必將會出現(xiàn)越來越多的更符合人類心律失常癥狀的動物模型。