腺苷在“缺血”条件下对绵羊浦肯野纤维起搏离子流If的影响
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作者：富冀枫 胡优敏 张 照 徐有秋
单位：
关键词：腺苷 起搏离子流 心肌缺血 异丙肾上腺素
中国循环杂志990327 摘要 目的：观察腺苷在正常和“缺血”条件下对浦肯野纤维起搏离子流If的影响。方法：成年绵羊离体心室浦肯野纤维分腺苷组、“缺血”+腺苷组及“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组(n均=10)，用双微电极电压钳制术，分别观察不同膜电位水平的起搏离子流If幅值和激活时间。结果：腺苷组起搏离子流If幅值降低(P<0.05)；“缺血”+腺苷组起搏离子流If幅值在“缺血”时不仅降低(P<0.05)，且激活时间延长；加腺苷后起搏离子流If幅值进一步降低(与“缺血”对照P<0.05)；而“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组起搏离子流If幅值低于正常对照(P<0.05)。结论：腺苷对浦肯野纤维自律活动在正常和“缺血”液中都有抑制作用，大量儿茶酚胺只能部分逆转“缺血”抑制效应。
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Effects of Adenosine on the Pacemaker Current If of Sheep Cardial Purkinje Fibers in “Ischemia”
Fu Jifeng,Hu Youmin,Zhang Zhao,et al.
Department of Physiology,Shanghai Second Medical University,Shanghai (200025)
Abstract Objective:To observe the effects of adenosine(Ad) on pacemaker current If of Purkinje fibers under normal and “ischemia” conditions.Methods:The isolated ventricular Purkinje fibers of adult sheep were divided into Ad group,“ischemia” add Ad group,and “ischemia” add Ad and isoproterenol group (every group n=10).By using two microelectrode voltage clamp technique,the amplitude and activation time of If current were observed at different membrane potential levels.Results:The amplitude of If in Ad group was decreased (p<0.05).In “ischemia” add Ad group,the amplitude of If current in “ischemia” condition was not only decreased (p<0.05)，the activation time was also prolonged.After adding Ad,the amplitude of If was decreased further (vs “ischemia” p<0.05).In “ischemia” add Ad and isoproterenol group,the amplitude of If was lower than that in the control (p<0.05).Conclusion:Ad has an inhibitory effect on the ventricular automaticity of Purkinje fibers both in normal and “ischemia” solution and a large dose of catecholamine can only partly reverse its inhibitory effect.
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Key words Adenosine;Pacemaker current;Myocardial ischemia;Isoproterenol
快速性室性心律失常是急性心肌缺血或心肌梗塞常见并发症及重要死亡原因，它是否可能由心室浦肯野纤维正常自律活动异常增强引起还存在争论。本实验室以前工作表明：缺血诸因素及局部儿茶酚胺存在时，浦肯野纤维正常自律活动不会出现异常增强[1，2]。但缺血时，代谢产物的作用尚待研究，腺苷(adenosine,Ad)在缺血时大量产生，文献报道它对窦房结、房室结的自律性及在肾上腺素应激状态下的浦肯野纤维的自律性有抑制作用[3]，本文观察研究腺苷对浦肯野纤维起搏离子流If的影响，以探讨它在缺血性心律失常发生机制中的作用。
1 材料和方法
标本制备 1997年3～7月，选用30只成年绵羊，雌雄不拘，分腺苷组、“缺血”+腺苷组及“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组(n均=10)，颈动脉放血后，迅速开胸摘取心脏，置于37℃，充95%O2及5%CO2的台氏液中，剖开心室取出游离的浦肯野纤维，选直径约0.5 mm的标本置于37℃恒温的灌流槽底部，用不锈钢架固定。
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灌流液成分 台氏液：NaCl 137.0 mmol/L、KCl 5.4 mmol/L、CaCl2 1.8 mmol/L、MgCl2 0.5 mmol/L、NaHCO3 23.8 mmol/L、NaH2PO4 0.4 mmol/L和葡萄糖10.0 mmol/L，用95%O2及5%CO2混合气体饱和，酸碱度(pH)7.4±0.1。“缺血”液：NaCl 134.3 mmol/L、KCl 5.4 mmol/L、CaCl2 1.8 mmol/L、MgCl2 0.5 mmol/L、NaHCO3 3.8 mmol/L、NaH2PO4 0.4 mmol/L、乳酸钠20.0 mmol/L，用95%N2和5%CO2混合气体饱和，pH6.8±0.1，氧分压为40～60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。
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实验方法 ①腺苷对起搏离子流If的影响(腺苷组)：应用电压钳制术[2]和内向整流钾流(IK1)阻断剂，获得较纯净的起搏离子流If[1，4]。待标本膜电位除极基本稳定后，将其保持在-50 mV控制电位(Eh)，然后将膜电位钳制到不同指令电位，钳制膜电位(Ec)-60～-120 mV，每10 mV为一个阶跃，钳制时间(Tc)为8 000 ms，观察并记录起搏离子流If作为对照(以尾电流幅值为准)。15分钟后加10-5mol/L腺苷，灌流30分钟后，测定起搏离子流If幅值与对照值比较后洗去。本文各组中起搏离子流If的变化均以每一标本的测定值作为自身对照。②在“缺血”液中腺苷对起搏离子流If的影响(“缺血”+腺苷组)：标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，换“缺血”液灌流30分钟，测定起搏离子流If幅值，然后在其中加10-5mol/L腺苷灌流30分钟，观察其对起搏离子流If的影响，分别与正常和“缺血”时的起搏离子流If对比。③腺苷和异丙肾上腺素在“缺血”液中对起搏离子流If的影响(“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组)：标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，换“缺血”液灌流30分钟后，测定起搏离子流If幅值，再在其中加10-5mol/L腺苷和10-6mol/L 异丙肾上腺素灌流30分钟，观测记录起搏离子流If的变化，分别与正常和“缺血”时的起搏离子流If对比。
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电压钳放大器为NIHON KOHDEN CEZ1100型，钳制电位由NIHON KOHDEN S 8300型步钳制器与SEN 7103型电刺激器控制。用NIHON KOHDEN RJG 4022双线笔写记录结果。实验用充3 mol/L KCl玻璃电极。由于浦肯野纤维是多细胞标本，记录的起搏离子流If是多个细胞起搏离子流If幅值之和，为统计及互相比较，各标本均以本身最大起搏离子流If作为100%，计算出每个膜电位水平的起搏离子流If相对幅值(标准化值)。腺苷、氯化钡、异丙肾上腺素等药购自美国Sigma公司。
统计学方法 数据用均数±标准差表示，用配对t检验。
2 结果
2.1 腺苷对起搏离子流If的影响(腺苷组)
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标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，加10-5mol/L腺苷灌流30分钟，在Ec为-70～-120 mV的起搏离子流If均减小(0.35±0.09～1.00±0.00减至0.22±0.11～0.71±0.14)(P<0.05)。起搏离子流If的激活曲线向超极化方向移位(左移)，50%激活电位水平(E0.5)由对照的-80.20±7.64 mV移至-92.10±13.57 mV(P<0.05)，其作用在15分钟已达稳态。说明腺苷改变了起搏离子流If离子通道激活的电压依赖性，但未改变其激活的时间依赖性。
2.2 在“缺血”液中腺苷对起搏离子流If的影响(“缺血”+腺苷组)
标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，换“缺血”液灌流30分钟，在Ec为-70～-120 mV的起博离子流If均降低(0.34±0.13～1.00±0.00减至0.19±0.08～0.80±0.07)(P<0.05)，30分钟已达稳态[1，2]，激活曲线向超极化方向移位。E0.5左移(-79.70±8.27 mV移至-92.30±8.67 mV)(P<0.01)，与我室以往工作一致[1]。“缺血”30分钟后，加10-5mol/L腺苷灌流30分钟，起搏离子流If幅值进一步减小(0.19±0.08～0.80±0.07减至0.14±0.09～0.62±0.16)(P<0.05)；E0.5进一步左移(-92.30±8.67 mV移至-103.40±13.11 mV)(P<0.05)。激活曲线进一步向超极化方向移位。结果说明腺苷有加剧“缺血”对起搏离子流If的抑制作用。
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2.3 腺苷和异丙肾上腺素在“缺血”液中对起搏离子流If的影响(“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组)
标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，换“缺血”液灌流30分钟后，在Ec为-70～-120 mV的起搏离子流If幅值均减小(0.34±0.19～1.00±0.00减至0.19±0.13～0.74±0.17)(P<0.05)，然后再在其中加10-5mol/L腺苷和10-6mol/L异丙肾上腺素灌流30分钟，测定起搏离子流If幅值，结果发现，异丙肾上腺素能对抗腺苷对起搏离子流If的抑制作用(0.19±0.13～0.74±0.17增至0.25±0.15～0.70±0.21)(P>0.05)。如此高浓度的异丙肾上腺素也未能完全逆转“缺血”对起搏离子流If的抑制作用，其幅值与对照相比，仍有显著差异(P<0.05)。
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3 讨论
浦肯野纤维正常起搏活动的离子基础是起搏离子流If[4],起搏离子流If幅值越大，起搏离子流If激活速率越快，其自律性越高。通过测定该电流的大小及激活速率快慢，可以精确反映其自律性及其改变。
研究结果表明，10-5 mol/L腺苷对起搏离子流If幅值有明显的抑制作用，其程度与“缺血”30分钟的变化相似，但对其激活的动力学无影响，且对起搏离子流If幅值的影响也是可逆的，说明其抑制作用较轻。起搏离子流If离子通道的激活开放依赖细胞内腺苷酸环化酶提供能量，文献报道[5]：腺苷与A1受体结合抑制腺苷酸环化酶的活性，也降低细胞内腺苷酸环化酶水平，这可能是它抑制起搏离子流If的原理。有关受体机制尚有待进一步研究。
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急性心肌缺血时，局部β受体的活动增加，它可以增强起搏离子流If，但在缺血及大量代谢产物积聚下，它能否导致异位节律尚不明确。本实验结果表明：在上述条件下，异丙肾上腺素仅能部分逆转“缺血”对起搏离子流If抑制作用，起搏离子流If幅值仅轻度增加，但并未达对照水平，也未能引起缺血区浦肯野纤维正常自律活动的异常增强。
参考文献
1 张照，高汝
，徐有秋.“缺血”心肌起搏离子流If的观察研究.生理学报，1995，47：209—217.
2 张照，高汝，徐有秋.“缺血”引起的浦肯野纤维电位与离子流的变化.生理学报，1992，44：487—496.
, 百拇医药
3 Lerman BB,Belardinelli L.Cardiac electrophysiology of adenosine.Circulation,1991,83:1499—1509.
4 DiFrancesco D,Zaza A.The cardiac pacemaker current If.J Cardiovasc Electrophysiol,1992,3:334.
5 Lerman BB,Belardinelli L,West GA，et al.Adenosine-sensitive ventricular tachycardia:Evidence suggesting cyclic AMP-mediated triggered activity.Circulation,1986,74:270.
(收稿:1998-10-08 1999-03-30), 百拇医药
单位：
关键词：腺苷 起搏离子流 心肌缺血 异丙肾上腺素
中国循环杂志990327 摘要 目的：观察腺苷在正常和“缺血”条件下对浦肯野纤维起搏离子流If的影响。方法：成年绵羊离体心室浦肯野纤维分腺苷组、“缺血”+腺苷组及“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组(n均=10)，用双微电极电压钳制术，分别观察不同膜电位水平的起搏离子流If幅值和激活时间。结果：腺苷组起搏离子流If幅值降低(P<0.05)；“缺血”+腺苷组起搏离子流If幅值在“缺血”时不仅降低(P<0.05)，且激活时间延长；加腺苷后起搏离子流If幅值进一步降低(与“缺血”对照P<0.05)；而“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组起搏离子流If幅值低于正常对照(P<0.05)。结论：腺苷对浦肯野纤维自律活动在正常和“缺血”液中都有抑制作用，大量儿茶酚胺只能部分逆转“缺血”抑制效应。
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Effects of Adenosine on the Pacemaker Current If of Sheep Cardial Purkinje Fibers in “Ischemia”
Fu Jifeng,Hu Youmin,Zhang Zhao,et al.
Department of Physiology,Shanghai Second Medical University,Shanghai (200025)
Abstract Objective:To observe the effects of adenosine(Ad) on pacemaker current If of Purkinje fibers under normal and “ischemia” conditions.Methods:The isolated ventricular Purkinje fibers of adult sheep were divided into Ad group,“ischemia” add Ad group,and “ischemia” add Ad and isoproterenol group (every group n=10).By using two microelectrode voltage clamp technique,the amplitude and activation time of If current were observed at different membrane potential levels.Results:The amplitude of If in Ad group was decreased (p<0.05).In “ischemia” add Ad group,the amplitude of If current in “ischemia” condition was not only decreased (p<0.05)，the activation time was also prolonged.After adding Ad,the amplitude of If was decreased further (vs “ischemia” p<0.05).In “ischemia” add Ad and isoproterenol group,the amplitude of If was lower than that in the control (p<0.05).Conclusion:Ad has an inhibitory effect on the ventricular automaticity of Purkinje fibers both in normal and “ischemia” solution and a large dose of catecholamine can only partly reverse its inhibitory effect.
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Key words Adenosine;Pacemaker current;Myocardial ischemia;Isoproterenol
快速性室性心律失常是急性心肌缺血或心肌梗塞常见并发症及重要死亡原因，它是否可能由心室浦肯野纤维正常自律活动异常增强引起还存在争论。本实验室以前工作表明：缺血诸因素及局部儿茶酚胺存在时，浦肯野纤维正常自律活动不会出现异常增强[1，2]。但缺血时，代谢产物的作用尚待研究，腺苷(adenosine,Ad)在缺血时大量产生，文献报道它对窦房结、房室结的自律性及在肾上腺素应激状态下的浦肯野纤维的自律性有抑制作用[3]，本文观察研究腺苷对浦肯野纤维起搏离子流If的影响，以探讨它在缺血性心律失常发生机制中的作用。
1 材料和方法
标本制备 1997年3～7月，选用30只成年绵羊，雌雄不拘，分腺苷组、“缺血”+腺苷组及“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组(n均=10)，颈动脉放血后，迅速开胸摘取心脏，置于37℃，充95%O2及5%CO2的台氏液中，剖开心室取出游离的浦肯野纤维，选直径约0.5 mm的标本置于37℃恒温的灌流槽底部，用不锈钢架固定。
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灌流液成分 台氏液：NaCl 137.0 mmol/L、KCl 5.4 mmol/L、CaCl2 1.8 mmol/L、MgCl2 0.5 mmol/L、NaHCO3 23.8 mmol/L、NaH2PO4 0.4 mmol/L和葡萄糖10.0 mmol/L，用95%O2及5%CO2混合气体饱和，酸碱度(pH)7.4±0.1。“缺血”液：NaCl 134.3 mmol/L、KCl 5.4 mmol/L、CaCl2 1.8 mmol/L、MgCl2 0.5 mmol/L、NaHCO3 3.8 mmol/L、NaH2PO4 0.4 mmol/L、乳酸钠20.0 mmol/L，用95%N2和5%CO2混合气体饱和，pH6.8±0.1，氧分压为40～60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。
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实验方法 ①腺苷对起搏离子流If的影响(腺苷组)：应用电压钳制术[2]和内向整流钾流(IK1)阻断剂，获得较纯净的起搏离子流If[1，4]。待标本膜电位除极基本稳定后，将其保持在-50 mV控制电位(Eh)，然后将膜电位钳制到不同指令电位，钳制膜电位(Ec)-60～-120 mV，每10 mV为一个阶跃，钳制时间(Tc)为8 000 ms，观察并记录起搏离子流If作为对照(以尾电流幅值为准)。15分钟后加10-5mol/L腺苷，灌流30分钟后，测定起搏离子流If幅值与对照值比较后洗去。本文各组中起搏离子流If的变化均以每一标本的测定值作为自身对照。②在“缺血”液中腺苷对起搏离子流If的影响(“缺血”+腺苷组)：标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，换“缺血”液灌流30分钟，测定起搏离子流If幅值，然后在其中加10-5mol/L腺苷灌流30分钟，观察其对起搏离子流If的影响，分别与正常和“缺血”时的起搏离子流If对比。③腺苷和异丙肾上腺素在“缺血”液中对起搏离子流If的影响(“缺血”+腺苷+异丙肾上腺素组)：标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，换“缺血”液灌流30分钟后，测定起搏离子流If幅值，再在其中加10-5mol/L腺苷和10-6mol/L 异丙肾上腺素灌流30分钟，观测记录起搏离子流If的变化，分别与正常和“缺血”时的起搏离子流If对比。
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电压钳放大器为NIHON KOHDEN CEZ1100型，钳制电位由NIHON KOHDEN S 8300型步钳制器与SEN 7103型电刺激器控制。用NIHON KOHDEN RJG 4022双线笔写记录结果。实验用充3 mol/L KCl玻璃电极。由于浦肯野纤维是多细胞标本，记录的起搏离子流If是多个细胞起搏离子流If幅值之和，为统计及互相比较，各标本均以本身最大起搏离子流If作为100%，计算出每个膜电位水平的起搏离子流If相对幅值(标准化值)。腺苷、氯化钡、异丙肾上腺素等药购自美国Sigma公司。
统计学方法 数据用均数±标准差表示，用配对t检验。
2 结果
2.1 腺苷对起搏离子流If的影响(腺苷组)
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标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，加10-5mol/L腺苷灌流30分钟，在Ec为-70～-120 mV的起搏离子流If均减小(0.35±0.09～1.00±0.00减至0.22±0.11～0.71±0.14)(P<0.05)。起搏离子流If的激活曲线向超极化方向移位(左移)，50%激活电位水平(E0.5)由对照的-80.20±7.64 mV移至-92.10±13.57 mV(P<0.05)，其作用在15分钟已达稳态。说明腺苷改变了起搏离子流If离子通道激活的电压依赖性，但未改变其激活的时间依赖性。
2.2 在“缺血”液中腺苷对起搏离子流If的影响(“缺血”+腺苷组)
标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，换“缺血”液灌流30分钟，在Ec为-70～-120 mV的起博离子流If均降低(0.34±0.13～1.00±0.00减至0.19±0.08～0.80±0.07)(P<0.05)，30分钟已达稳态[1，2]，激活曲线向超极化方向移位。E0.5左移(-79.70±8.27 mV移至-92.30±8.67 mV)(P<0.01)，与我室以往工作一致[1]。“缺血”30分钟后，加10-5mol/L腺苷灌流30分钟，起搏离子流If幅值进一步减小(0.19±0.08～0.80±0.07减至0.14±0.09～0.62±0.16)(P<0.05)；E0.5进一步左移(-92.30±8.67 mV移至-103.40±13.11 mV)(P<0.05)。激活曲线进一步向超极化方向移位。结果说明腺苷有加剧“缺血”对起搏离子流If的抑制作用。
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标本在台氏液中稳定后，测定起搏离子流If幅值作为对照，换“缺血”液灌流30分钟后，在Ec为-70～-120 mV的起搏离子流If幅值均减小(0.34±0.19～1.00±0.00减至0.19±0.13～0.74±0.17)(P<0.05)，然后再在其中加10-5mol/L腺苷和10-6mol/L异丙肾上腺素灌流30分钟，测定起搏离子流If幅值，结果发现，异丙肾上腺素能对抗腺苷对起搏离子流If的抑制作用(0.19±0.13～0.74±0.17增至0.25±0.15～0.70±0.21)(P>0.05)。如此高浓度的异丙肾上腺素也未能完全逆转“缺血”对起搏离子流If的抑制作用，其幅值与对照相比，仍有显著差异(P<0.05)。
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浦肯野纤维正常起搏活动的离子基础是起搏离子流If[4],起搏离子流If幅值越大，起搏离子流If激活速率越快，其自律性越高。通过测定该电流的大小及激活速率快慢，可以精确反映其自律性及其改变。
研究结果表明，10-5 mol/L腺苷对起搏离子流If幅值有明显的抑制作用，其程度与“缺血”30分钟的变化相似，但对其激活的动力学无影响，且对起搏离子流If幅值的影响也是可逆的，说明其抑制作用较轻。起搏离子流If离子通道的激活开放依赖细胞内腺苷酸环化酶提供能量，文献报道[5]：腺苷与A1受体结合抑制腺苷酸环化酶的活性，也降低细胞内腺苷酸环化酶水平，这可能是它抑制起搏离子流If的原理。有关受体机制尚有待进一步研究。
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参考文献
1 张照，高汝
，徐有秋.“缺血”心肌起搏离子流If的观察研究.生理学报，1995，47：209—217.2 张照，高汝
，徐有秋.“缺血”引起的浦肯野纤维电位与离子流的变化.生理学报，1992，44：487—496., 百拇医药
3 Lerman BB,Belardinelli L.Cardiac electrophysiology of adenosine.Circulation,1991,83:1499—1509.
4 DiFrancesco D,Zaza A.The cardiac pacemaker current If.J Cardiovasc Electrophysiol,1992,3:334.
5 Lerman BB,Belardinelli L,West GA，et al.Adenosine-sensitive ventricular tachycardia:Evidence suggesting cyclic AMP-mediated triggered activity.Circulation,1986,74:270.
(收稿:1998-10-08 1999-03-30), 百拇医药