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编号:10401831
三磷酸腺苷对触发性心律失常的影响
http://www.100md.com 《中华医药杂志》 2003年第7期
     【摘要】 目的 研究三磷酸腺苷(ATP)对正常和存在触发活动的心脏电生理作用,以探讨ATP致室性心律失常的机制。方法 应用接触电极记录心内膜单相动作电位(MAP)技术,观察ATP静脉快速注射对正常心脏MAP变化和氯化铯(CsCl)诱发触发活动时观察应用ATP对心脏的影响。结果 ATP对正常心脏的MAP振幅(MAPA)和0相最大上升速率(V max )影响不大,在初期心率减慢不明显,MAP时程(MAPD90)明显延长,并能诱发早期后除极(EAD),后期心率明显抑制,EAD消失,而对存在氯化铯(CsCl)诱发出EAD的心脏,具有双重作用,在作用初期对后除极(EAD或DAD)具有短暂促进作用,而后迅速抑制。结论 ATP对不同心脏状态,有不同作用,表现为兴奋和抑制双重作用,并具有剂量相关性,值得临床重视。

    关键词 三磷酸腺苷 动作电位 铯 心律失常

    【文献标识码】 A 【文章编号】 1680-077X(2003)07-0586-03
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    Effect of adenosine triphosphate on triggers arrhythmias

    Li Jiashu,Yu Gengsheng,Qian Yongru

    Department of Pediatrics,Shenzhen Bao’an Hospital,Guangdong518101.

    【Abstract】 Objective The goal of this study is to observe the electrophysiological effect of adenosine triphosˉphate(ATP)on the normal heart or how it triggers activities of the mechanism of arrhythmias induced by adenosine.Method AFranz6F catheter was introduced into the left ventricle to record monophasic action potentials(MAPs)usˉing the contact electrode technique to observe the influence to MAP change of normal heart and triggered activities with CsCl-inducedwhen adenosine is administered as an intravenous bolus.Results On one hand adenosine has little afˉfects on the amplitude and the maxiamal upstroke velocity(Vmax)of MAP in the normal heart.But at first the heart rate doesn’t slow down appreciatively and adenosine-induced early after depolarization(EAD)that are associated with a prolongation the MAP duration(MAPD90),and in the later periodthe heart rate clearly slows and EAD disapperas.On the other hand it has biphasic effect on delayed after depolarization(DAD)or EAD induced by CsCl.In the initial stage it promotes after depolarization(EAD or DAD)temporarily and then abolishes them quickly.Conclusion The efˉfect of adenosine is variable in different heart states.It shows the biphasic effects of excitement and depression,andis related to dosage,this is important to the clinical use of ATP.
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    Key words adenosine triphosphate action potentials cesium arrhythmia

    三磷酸腺苷(ATP)静脉注射后,在体内迅速转化为腺苷,对窦房结和房室结发挥强烈而短暂抑制作用,而诱发缓慢心律失常的报道屡见不鲜,ATP诱发致命性室心律失常,虽时有报道 [1,2] ,但其作用机制不明。触发活动是心律失常发生的重要机制之一,受到广泛重视,本研究利用在体心脏心内膜单相动作电位(MAP)技术,探讨ATP致室性心律失常的机制,及其与触发活动的相互作用,为临床正确使用ATP提供可靠的依据。

    1 材料和方法

    1.1 实验动物与MAP记录方法 选用健康家兔14只,体重3~3.8kg,用20%乌拉坦(1.0g/kg)静脉麻醉,经颈总动脉插入接触电极导管,进入左心室,导管接触心内膜并保持轻压状态,将电极导管和多导生理记录仪相连,记录心内膜MAP。获得稳定的MAP图形5min后开始给药。
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    1.2 分组和用药方式

    1.2.1 CsCl组(指CsCl诱发触发活动的模型) 取家兔5只,用氯化铯(CsCl)按1.0mmol/kg静脉注射(15s内)后10、20、30s,1、3、5min分别记录各观察指标的变化,并每隔15min重复注入CsCl0.5mmol/kg,获得稳定触发活动的动物模型。

    1.2.2 ATP组(指ATP对正常心脏MAP的影响) 取家兔5 只,在建立稳定的MAP图形后,分别以ATP5mg、10mg、15mg静脉快速注射(<3s内)后,在5、10、20、30s,1、3、5min分别记录观察指标的变化。

    1.2.3 实验组(指ATP对CsCl已诱发触发活动的作用) 取家兔4只,在CsCl诱出触发活动后分别静注ATP(5mg,<3s),记录用药前后各观察指标的变化。

    1.3 观察指标
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    1.3.1 MAP指标 (1)MAP振幅(MAPA,mV);(2)MAP时程(MAPD,ms):MAPD50(MAP复极50%的间期)和MAPD90(MAP复极90%的间期);(3)MAP的0相最大上升速率(V max ,v/s)。

    1.3.2 后除极指标 (1)后除极振幅(EADA或DADA,mV);(2)后除极振幅的百分比(EAD%或DAD%)。

    1.3.3 心电图指标 (1)心率(HR,次/min);(2)Q-T间期(ms)。

    1.4 统计学处理 实验数据采用均数±标准差(X±s)表示,显著性检验采用方差分析后再用q检验,用药前后采用配对t检验,统计处理在primer统计软件上实现。

    2 结果

    2.1 CsCl组 本组反映CsCl对在体心内膜MAP的影响,结果表明:在CsCl注入20~30s后达最大效应时,心率显著减慢,MAPA逐渐降低,反映3相的MAPD90显著延长,0相V max 也逐渐下降,与用药前相比差异均有显著性(P<0.05),产生后除极,以产生EAD为主,均发生在3相。形态自“拖尾形”到“平台形”或“凸起形”。振幅可达6.3±0.7mV,EAˉDA%达33.8%±4.4%,并触发心律失常。见表1。
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    2.2 ATP组 本组反映ATP对正常心脏在体心内膜MAP的作用,实验表明:在ATP注入初期(5s内),心率稍增快,MAP稍降低,0相V max 下降,但与用药前差异无显著性,反映3相的MAPD90明显延长,与用药前有显著差异(P<0.05),且产生明显后除极,以产生EAD为主,也发生在3相,形状多呈“拖尾形”或“平台形”,振幅达4±0.8mV,EADA%达21.3%±3.5%,并触发心律失常,以室性早搏及室性心动过速为主,作用时间1~3s;而后EAD消失,早搏消失, MAP形态恢复正常,达最大效应时,心率显著减慢,与用药前差异有显著性(P<0.05),而MAP、V max 、MAPD50、MAPD90等与用药前差异无显著性,在分级剂量注射的结果:5mg组,进行9次注射,7次(77%)产生EAD及触发室性心律;10mg,15mg组,进行6次注射,均产生EAD及触发室性心律,提示ATP的致后除极效应与剂量有关,剂量越大,产生EAD及室性心律越易。见表1。

    2.3 实验组 本组反映心脏已存在触发活动机制时,ATP对在体心内膜MAP的影响,实验结果表明,注入CsCl后MAPD50,MAPA,V max 等参数无明显变化,而MAPD90和Q-T间期明显著延长,而后给予ATP后MAPD和Q-T间期缩短,达CsCl前的水平,值得注意的是ATP作用时间短,数秒后MAPD90又再次延长,同时伴EAD再现,对V max ,MAPA的影响则先明显抑制,数秒后逐渐恢复。
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    在CsCl作用高峰20~30s时给予ATP,在作用初期有瞬间加重EAD,并触发室性心律,而后能有效抑制EAD及所触发的室性心律失常,其特点是作用快,持续时间短,且ATP作用后CsCl所致EAD可再现,在CsCl诱出EAD后继发的DAD使用ATP终止时,也出现瞬间加重的DAD,并触发心律失常,甚至心室颤动;而后再抑制DAD,消除触发活动。见表1。

    表1 各组各实验阶段药物达最大效应时MAP各指标的变化 (略)

    3 讨论

    ATP诱发心律失常,尤其引起瞬间窦性心动过缓、窦房阻滞、房室阻滞、窦性停搏等报道屡见不鲜,但ATP与其它抗心律失常药物一样,亦有致快速心律失常作用,两者所产生机制显然有明显不同,尤其后者研究甚少 [3] ,本实验应用的MAP新技术是研究在体心脏的电生理特性和心律失常发生机制的一种安全,可靠的方法 [4~12] ,近年来,逐渐应用于心血管疾病的基础和临床研究。
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    触发活动是指心脏除极触发的膜荡性后电位,总是在一次除极后发生,又称后除极,根据产生后电位的时相又分为早期后除极(EAD)和延迟性后除极(DAD),诱发触发活动的因素有细胞外低钾,儿茶酚胺、缺氧、缺血、心肌梗死 等,所形成的机制一般认为,与激活L-型钙通道和钙超载相关 [5] ,触发活动已被公认为心律失常的重要机制之一,CsCl诱发EAD已证明可以为稳定的动物实验模型,因为CsCl具有诱发肌浆网钙释放和激活L-型钙通道作用,我们研究的结果也证明注入CsCl可得到稳定EAD模型,有利于进一步研究触发活动的发生,发展和终止因素。

    3.1 ATP对正常心脏的心内膜MAP电生理作用 我们分别用ATP5mg、10mg、15mg三种剂量快速注射,结果表明:不同剂量对正常心脏的作用是不同的:低剂量,引起心脏改变轻于高剂量;剂量越大,引起心脏改变越明显,持续时间越长。提示临床使用ATP剂量应逐渐加量,剂量不宜过大。而且在ATP作用初期常有后除极发生,并触发性心律失常,包括室性早搏及室性心动过速。与离体心肌细胞研究不同其可能原因该药介导反射性交感神经兴奋有关 [3] ,有报道低剂量ATP对心室自律性有兴奋作用相关 [13] ,在离体心肌细胞研究表明儿茶酚胺物质存在时,可引起后除极 [7] 。提示离体细胞与在体心脏有明显不同,提示ATP对心脏的作用不能停留于离体心肌细胞研究上。
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    3.2 ATP对已存在触发活动的生理作用 ATP对触发活动的作用已有不少学者进行研究,已证明ATP能终止环磷酸腺苷(cAMP)介导的触发活动 [10] ;离体心肌细胞研究表明ATP在Ca 2+ 流入增加时促进后除极和触发活动的产生 [7] 。本实验结果表明:我们利用CsCl建立触发活动的模型研究ATP对在体心脏触发活动仍具有双重性,一方面在ATP效应初期能加重原有EAD的振幅,并可能触发室性心律失常;另一方面在ATP效应高峰期却能抑制CsCl所致EAD或DAD。其机制可能因为后除极发生与钙超载有关,Ca 2+ 流入增多,ATP激活浆网中腺苷敏感性钙通道,产生短暂促进Ca 2+ 释放作用,造成钙超载加重,故增加后除极而触发室性心律,甚至室颤。随后抑制钙通道,钙通道数目下调,降低细胞膜对钙的通透性减少钙内流,从而消除触发活动。

    ATP可引起心脏触发活动,其机制可能与腺苷激活肌浆网中腺苷敏感性钙通道相关 [9],其触发活动的特点:①发生于快速静脉注射初期,引起显著心脏抑制之前;②以EAD主,形态多为“拖尾形”或“平台形”;③在EAD顶峰能触发室性心律失常,在已存触发活动基础上更易发生;④发生时间短,消失快,室性心律失常常能自行缓解。
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    上述研究表明,ATP对正常心脏和已存在触发机制心脏均可能存在双向作用,并可能引起致命性心律失常,故可以认为ATP不仅仅是一种心脏抑制剂,也可能是心脏自律性的兴奋剂,ATP在离体心脏与在体心脏作用是不同的,提示我们在临床使用ATP时,尤其在心肌炎、心肌病、休克、心力衰竭、洋地黄中毒等可能存在触发机制的心脏中,应慎重使用,以免引起严重的心律失常,甚至危及生命。

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    (收稿日期:2002-12-25) (编辑 晓勇), http://www.100md.com(李家殊)