用单相动作电位研究触发性心律失常

触发性心律失常(triggered arrhythmia)以冲动起源异常机制为特征受到临床的普通重视。近年来,接触电极或接触电极导管记录人或动物心内、外膜单相动作电位新技术的出现,为在整体动物或人心脏上获得触发性活动提供了前提。目前,单相动作电位(mono-phasic action Potential,MAP)已用于冠状动脉搭桥术中的局部心肌缺血、心肌电生理     

在体心脏后去极化及触发性心律失常的细胞电生理学研究

应用漂浮微电极记录跨膜动作电位(TAP)和接触电极记录单相动作电位(MAP)两项技术,研究了 CsCl 诱发的猫在体心脏的触发性活动。结果表明,静脉注射 CsCl(0.5mmol/kg)后10s,左心室外膜 TAP 和 MAP 的3相中晚期出现早期后去极化(EAD),在30s 时,TAP上 EAD 的振幅为25.6±9.3mV,MAP 上的 EAD 振幅为3.4±1.3mV。EAD 表现为拖尾、平台、凸起三种不同形态。在两例猫中出现延迟性后去极化 DAD,其在 TAP 和 MAP上的振幅分别为13.0±5.3mV 和3.3±0.omV。MAP 上后去极化的形态与 TAP 极为相似。CsCl 的重复注射可诱发室性早搏、室性心动过速等多种心律失常,根据后去极化的发生与否以及后去极化和室性心搏的耦联间期的关系,可将心律失常分为两种类型:一种是由记录部位的后去极化引起的触发性心律失常;另一类可能由非记录部位的后去极化或其它机制引起。     

利用普通电极导管测定在体心脏单相动作电位的研究

采用吸引电极记录的在体心脏单相动作电位(MAP)与同时用玻璃微电极记录的单个心肌细胞的跨膜动作电位(TAP)具有同样的形态。然而,因吸引部位心肌损伤、出血、MAP波形畸变、振幅下降等,限制了实验,尤其是临床研究的应用。1983年国外有人利用特制的接触电极导管稳定地记录了人的在体心脏MAP。我们利用普通国产电极导管也较理想地测定到了兔和人的在体心脏MAP。现介绍如下。     

组胺致豚鼠心室乳头肌早发后去极化和触发活动的研究

采用微电极细胞内记录和电子计算机实时采样技术,研究了组胺致豚鼠心室乳头肌早发后去极化和触发活动。组胺(6.0μmol/L)可使动作电位APD_(50)、APD_(90)明显缩短(数据取自无异常自律性和振荡电位的细胞)。组胺可诱发早发后去极化(发生率57％),振荡电位和触发活动。早发后电位在低频驱动(0.2～1.0Hz)时易于发生且常常伴有动作电位时程的延长。触发活动可表现为快速自发性动作电位(发生率14％)。结果提示,组胺诱发的早发后去极化和触发活动可能和心性过敏反应等疾病发生的快速自律型心律失常有关。     

利用吸引电极记录家兔在体心脏单相动作电位的实验分析

本文分析了利用吸引电极记录家兔在体心脏单相动作电位(MAP)的实验技术。结果表明,吸引电极抽吸负压的大小是影响 MAP 记录稳定性的基本因素;电极部位的心肌出血则是引起 MAP 波形畸变的重要原因。兔心脏的心尖部位不易出血,因而是记录 MAP 的最适部位。改进的弹簧银球电极可以减少畸变波形。观察了缺血和几种特异性药物对 MAP 的影响,说明 MAP 能反映出心肌复极过程的变化,对于分析心肌的某些电生理特性有一定的实用价值。     

用新型四极单导管技术同时测定在体心脏同一位点的APD和ERP

动作电位间期(APD)与有效不应期(ERP)及其比值(ERP/APD)是评价抗心律失常药物的重要指标。以往测定在体心脏的APD和ERP是采用分离的两根导管。一根是记录单相动作电位(MAP)的接触电极导管;另一根是起搏导管。用这种方法测定的APD和ERP之间的相关性很差,这可能是由于两根导管处在心室     

后除极与触发激动在心律失常发生中的作用

后除极(after depolarization)是指一次动作电位开始复极后的一段时间内,膜电位自发出现的一种振荡性除极活动。当这种振荡电位使膜电位除极到一定程度时,即可形成“触发激动”(triggered activity)而诱发期前兴奋。近年来,许多学者深入研究了后除极与触发激动在心肌缺血、缺氧、心肌病以及洋地黄类药物中毒所致心律失常中的作用,其重要性已日益引起人们的关注。     

测定人和动物心脏单相动作电位的新方法

用吸引电极记录人和动物在体心脏的单相动作电位(MAP),虽可获得心肌细胞群电活动的某些信息,但由于吸引电极对心肌细胞的损伤,因而限制了临床应用。本文介绍用接触电极导管代替吸引电极记录MAP的方法。对接触电极的制备、实验程序、MAP的形态、测量、特征以及应用价值均作了简要说明。     

心梗大鼠离体心脏的动作电位和不应期电生理研究

目的对比观察正常大鼠和心梗大鼠离体心脏动作电位和有效不应期的特点。方法用离体灌流吸附电极记录单向动作电位,常规电生理方法测量最大动作电位幅度(APA)、复极90%(MAP90)、复极50%(MAP50)、复极20%(MAP20)、有效不应期(ERP)。结果(1)和正常大鼠相比,心梗大鼠离体心脏左心房电生理参数MAP90(56.3±2.7vs.64.5±8.7,P<0.05)显著延长,ERP MAP90(0.89±0.2vs.0.78±0.3,P<0.05)减小,基础周期为250ms;右心室的电生理参数MAP90(67.6±14.1vs.134.1±26.7,P<0.001),ERP(55.0±3.53vs.69.0±8.9,P<0.05)明显延长,ERP MAP90(0.79±0.1vs.0.60±0.1,P<0.05)减小,基础周期为250ms;左心室的电生理参数MAP90(87.2±15.7vs.168.8±31.2,P<0.001)也呈显著延长,ERP(59.0±4.2vs.90.0±17.7,P<0.001),ERP MAP90(0.65±0.081vs.0.54±0.090,P<0.05)呈显著减小基础周期为250ms;(2)与正常大鼠相比,心梗大鼠的MAP90离散度[(LVMAP90-RVMAP90)(17.0±6.5vs.51.4±28.7,P<0.001)]、ERP离散度[(LVERP-RVERP)(4.0±2.2vs.20.0±7.9)P<0.001]显著增加,基础周期为250ms。结论心梗大鼠心脏不同部位的MAP的复极时间都显著性延长,MAP90和ERP离散度增加,这些电生理特点是促进折返形成、造成心律失常的主要原因。     

室性心律失常的基因诊疗

在一些发达国家,心脏骤停已成为最主要的死亡原因.快速性室性心律失常是导致心脏骤停最主要的原因,且快速性室性心律失常会增加结构性心脏病患者发病的风险.通过药物和器械治疗方法,存在较大的局限性.心脏电活动的细胞基础是动作电位.动作电位是由于时间和电压依赖性激活各种钠、钙和钾离子通道和泵产生的.心律失常机制包括折返,自律性异常和触发活动.折返是在组织水平发生的.异常的自动性和触发活动是细胞现象,能够存在于单个心肌细胞或细胞群.心律失常的发生就是上述电冲动传播从这个局部激动由细胞间传导至更多的心肌中.故研究人员提出开展基因治疗心律失常替代现有的治疗方法.在本文中,我们讨论应用基因治疗快速性室性心律失常的基本机制并总结方法.     

基本刺激周长对豚鼠乳头肌两种触发性二联律的影响

其他作者在对迟发后除极(DAD)和触发激动(TA)的研究中曾记录到两种触发性二联律。一种二联律的组成为驱动性动作电位(AP)在前,触发性AP在后;另一种为触发性AP在前,驱动性AP在后。关于这两种二联律在基本刺激周长(BCL)改变时的变化特点目前尚未见报道,本实验对此进行探讨,以期对触发性心律失常有进一步了解。     

利用接触电极记录人或动物在体心脏的单相动作电位

单相动作电位(monophasic action potential,MAP)与单个心肌细胞的跨膜动作电位(transmembrane action Potential,TAP)具有同样的形态和间期,能较精确地反映心肌细胞的去极化和复极化过程。以往采用吸引电极(Suetion electrode)容易造成吸引部位的心肌损伤、出血,并引起波形畸变、振幅下降,持续时间也短,限制了它的临床     

基于能量融合积分模型的心脏生理物理活动研究

为了更深入地了解目前靠生理实验及临床手段无法洞察的心脏三维空间的电生理运行机制,分析和表现心脏复杂的电生理活动,从而揭示心脏的生理物理特性,本研究通过人类心肌细胞的动作电位传导数学模型,结合基于心脏解剖数据所建立的真实心脏组织结构的三维空间模型,构建出精细的心脏生物物理融合模型,并将心脏在三维空间中的生物物理活动表现出来.实验结果表明,基于心脏动作电位传导的融合模型,不同时刻的动作电位传导在非匀质性组织内的三维空间中的传播位置、空间关系以及生物物理过程被清晰地显示出来,心脏研究人员从而能够以视觉感知的方式认识和深入理解人类心脏电生物物理系统的功能机制,并有助于进一步推测心脏的生理和病理反应.     

小鼠主动脉狭窄后不同时期心室肌细胞后除极和触发活动的变化

目的：探讨小鼠主动脉狭窄后不同时期心室肌细胞后除极和触发活动的变化及可能的机制。方法：复制小鼠主动脉狭窄模型后,取小鼠心脏,采用玻璃微电极技术,记录左心室乳头肌动作电位早后除极（EAD）、迟后除极（DAD）和触发活动情况,以及灌流低钾或异丙肾上腺素溶液后,所诱发后除极触发活动的变化。结果：①与同时期对照组比较,小鼠乳头肌动作电位APD90模型组2周和5周组保持不变,9周和13周明显延长。②在记录的30min时间内,模型组9周和13周动物出现EAD和DAD,而对照组以及模型组2周和5周动物未出现EAD和DAD。③低钾或异丙肾上腺素诱发EAD和DAD的发生率,模型组显著高于同期对照组,并且模型组动物的发生率随着时间进行性增加。结论：小鼠主动脉狭窄后,心肌细胞EAD、DAD以及触发活动逐渐增多,心肌细胞的电不稳定性逐渐增加。     

在生理温度下降钙素基因相关肽对豚鼠心房肌复极过程的影响

实验应用常规微电极方法研究了在生理温度下 (36 5± 0 5℃ )降钙素基因相关肽 (calcitoningene relatedpeptide ,CGRP)对豚鼠心房肌细胞复极过程的影响及其与钾电流的关系。结果表明 :(1)CGRP(16nmol/L)可拮抗由钾通道阻断剂BaCl2 、4 AP引起的动作电位时间延长。 (2 )CGRP(16nmol/L)能够增加细胞外高钾 (18 5mmol/L)条件下心房肌慢反应动作电位的APA和Vmax,并缩短传导时间。 (3)CGRP(16nmol/L)能减弱甚至消除因并用CsCl (5mmol/L)和无钾灌流液诱发的触发活动。 (4)CGRP对动作电位复极过程的作用因温度条件而异。在生理温度下 ,CGRP(5、16和 5 0nmol/L)能够使动作电位平台抬高 ,缩短动作电位复极化 2 0 %、5 0 %和 90 %时程。其中 ,对动作电位复极化 2 0 %、5 0 %时程的作用呈剂量依赖性。而在室温下 (2 5 5± 2 1℃ ) ,CGRP使动作电位复极化 2 0 %、5 0 %和90 %时程延长。上述结果提示 ,CGRP对心房肌细胞具有多重电生理效应 ,其中生理温度下CGRP对钾电流的促进作用在动作电位的改变中占重要地位 ,今后有必要进一步研究CGRP对各种钾通道的作用     

迷走神经对家兔在体心脏心室肌细胞跨膜电位的影响

本研究观察了电刺激迷走神经对家兔在体心脏心室肌细胞跨膜电位的作用及钾通道阻滞剂氯化四乙基铵对这一作用的影响。结果表明,在自然心率条件下,迷走神经刺激可使静息电位(RP)、动作电位振幅(APA)和0相最大上升速率(dv/dt)_(max)增加,动作电位时程(APD)缩短。冠脉注射氯化四乙基铵使心室肌细胞复极过程明显延长,迷走神经刺激不再引起 RP、APA 增大,动作电位时程不再缩短,(dv/dt)_(max)反而减小。这些结果提示,迷走神经刺激对正常心室肌细胞跨膜电位的影响可能是通过外向 K~ 流增加引起的。     

苯肾上腺素对豚鼠和兔离体心室乳头肌的作用

在心得安(1μM)阻断β-受体的情况下,本文通过观察苯肾上腺素(PE)对豚鼠和兔心室乳头肌动作电位及收缩的作用,探讨了心脏α-受体兴奋引起正性变力作用的机制。PE(1—16μM)延长豚鼠心室乳头肌动作电位时程(APD),增加兔和豚鼠心室乳头肌的收缩幅度(AC)。PE 在兔心室乳头肌上表现出的正性变力作用比在豚鼠心室肌上显著得多。FE(16μM)加强兔和豚鼠心室乳头肌收缩力的作用可被α_1-受体阻断剂哌唑嗪(Prazosin)(0.3—0.5μM)所取消。然而,在豚鼠心室乳头肌上被PE延长的APD,仅APD_(30)在哌唑嗪作用下有所缩短,而APD_(90)则不受其影响。在高钾(22mM)除极的心室乳头肌,PE(50μM)使 9个兔标本中的8个、8个豚鼠标本中的2个分别恢复慢反应动作电位。这些慢反应动作电位可被哌唑嗪(1μM)或钙通道阻断剂Mn~( )(1mM)所取消或抑制。以上的结果提示心脏α-肾上腺素能受体兴奋引起正性变力作用可能是由于慢内向电流(I_si)的增加。     

酸中毒后室性心律失常仿真研究

本文旨在分析酸中毒对心脏电生理活动的影响,探讨其诱发室性心律失常的机制.首先建立了具有pH和钙/钙调素依赖蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin dependent protein kinaseⅡ,Ca MKⅡ)调控作用的人体心室酸中毒计算模型,然后模拟了酸中毒过程中细胞和组织电活动的变化,并定量分析了心电图的改变情况.实验结果表明:在酸中毒期间,细胞动作电位时程的缩短和复极离散度的降低导致心电图QT间期缩短、T波幅值和宽度减小.同时,细胞静息电位的抬高和最大去极化速率的降低也促进了组织电兴奋的缓慢传导和传导阻滞.另外,酸中毒后的初期,肌浆网钙超载促进钙释放增多,导致细胞产生延迟后除极(delayed afterdepolarization,DADs),使心电图上表现为室性早搏.而缓慢传导、传导阻滞和室性早搏有利于折返波的产生,进而发展为室速.因此,酸中毒后细胞的触发活动是诱发室性心律失常的主要原因之一.     

人诱导多功能干细胞分化的心肌细胞在心律失常建模中的应用

心律失常涉及多种心脏离子通道,理想的研究模型应能够表达各种通道,构成完整的动作电位,更好揭示心律失常复杂的机制。与成熟的人心脏电活动相比,异源表达体系或动物模型不可避免地存在较大差异。自体来源的人诱导多功能干细胞分化的心肌细胞(human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes,hiPSC-CMs)建立的研究模型,在体外近乎完全地复制了心脏电生理活动特性,为疾病的研究搭建了广阔的平台。该文概述了以hiPSC-CMs为工具建立的心律失常模型,希望为相关研究提供一定的参考意义。     

哺乳动物不活动化肌纤维的动作电位

用河豚毒素(TTX)慢性阻断大鼠坐骨神经的冲动传导,使后肢不活动,经过不同时间(最长7d)后离体观察了快肌伸趾长肌(EDL)和慢肌比目鱼肌(SOL)肌纤维终板区的诱发动作电位。我们发现在不活动期间动作电位超射和上升速率逐步下降,并从第4天起部分肌纤维能在含有1×10~(-7)g/ml TTX的溶液中被诱发产生动作电位(称抗TTX动作电位),待至第7天时全部SOL肌纤维和90％的EDL肌纤维都能被诱发出抗TTX动作电位。与去神经肌纤维相比,不仅抗TTX动作电位出现较晚,并且其超射和上升速率较低。在去掉TTX阻断使肌肉恢复活动后,动作电位超射和上升速率渐趋恢复,抗TTX动作电位逐渐消失。无论是动作电位的恢复还是抗TTX动作电位的消失,EDL肌纤维均快于SOL肌纤维。本文还讨论了不活动化使肌纤维动作电位变化以及快、慢肌差别的可能原因。