心臟自主神經(jīng)重構(gòu)與室性心律失常的關(guān)系及干預(yù)研究.pdf

1、心臟的正常生理功能受自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，支配心臟的自主神經(jīng)系統(tǒng)包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)，一般來(lái)說(shuō)，副交感神經(jīng)和交感神經(jīng)對(duì)心臟的作用是拮抗的，交感神經(jīng)興奮時(shí)，末梢釋放的去甲腎上腺素與心肌細(xì)胞膜上的腎上腺素能β受體結(jié)合，可導(dǎo)致心率加快，房室交界傳導(dǎo)加速、心肌收縮力加強(qiáng)。這些作用分別稱(chēng)為正性變時(shí)作用、正性變力作用、正性變傳導(dǎo)作用;當(dāng)副交感神經(jīng)興奮時(shí)，節(jié)后神經(jīng)元末梢釋放的遞質(zhì)乙酰膽堿與心肌細(xì)胞膜上的M型膽堿能受體結(jié)合，可導(dǎo)致心率減慢、房室傳導(dǎo)

2、延遲和心肌收縮力減弱，甚至出現(xiàn)房室傳導(dǎo)阻滯，這些作用即負(fù)性的變時(shí)、變傳導(dǎo)和變力作用，在正常情況下，它們相互協(xié)調(diào)，使心臟在生物電和機(jī)械運(yùn)動(dòng)上實(shí)現(xiàn)同步而成為一個(gè)“合胞體”，實(shí)現(xiàn)心臟正常的泵血功能。許多病理狀態(tài)則會(huì)引起心臟自主神經(jīng)病變，從而影響心臟的正常功能，糖尿病和心肌梗死是常見(jiàn)的引起心臟自主神經(jīng)病變的疾病。
　　支配心臟的自主神經(jīng)具有較高的可塑性，在心血管疾病的不同階段交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的活性有所變化。MI后心臟自主神經(jīng)包括交感神經(jīng)

3、和膽堿能神經(jīng)重新分布，以交感神經(jīng)再生為主，交感神經(jīng)活性增加的同時(shí)迷走神經(jīng)活性降低，造成心臟自主神經(jīng)支配的不均衡分布。因此，心梗誘發(fā)的心臟自主神經(jīng)異常會(huì)導(dǎo)致交感神經(jīng)過(guò)度興奮，降低室性心律失常的閾值，出現(xiàn)危及生命的室性心動(dòng)過(guò)速和室顫。心肌梗死后心臟神經(jīng)再支配分布由神經(jīng)生長(zhǎng)因子(nerve growth factor, NGF)決定，也通過(guò)如semaphorin3A(sema3A)等化學(xué)驅(qū)動(dòng)因子調(diào)控。sema3A是一種分泌型蛋白，調(diào)控軸突/樹(shù)

4、突生長(zhǎng)和神經(jīng)遷移。它觸發(fā)生長(zhǎng)錐塌陷，抑制軸突生長(zhǎng)，并在神經(jīng)生長(zhǎng)、心臟和外周血管張力等方面起重要作用。在本研究第二部分中，通過(guò)局部心肌內(nèi)注射慢病毒攜帶的Sema3A-shRNA和靜脈注射重組Sema3A蛋白調(diào)節(jié)心臟Sema3A的表達(dá)來(lái)研究Sema3A在梗死心肌中對(duì)心臟自主神經(jīng)分布的調(diào)控。我們的數(shù)據(jù)顯示，沉默Sema3A惡化交感神經(jīng)過(guò)度支配，增加心肌腎上腺素水平和室性心律失常易感性。相反，外源性補(bǔ)充Sema3A減輕這些異常，并保護(hù)梗死心臟免

5、于室性心律失常發(fā)生。
　　DM與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化心臟病罹患率的增加密切相關(guān)，其使冠心病發(fā)病率顯著提高了至少2-4倍而被認(rèn)為是冠心病的等效因子等危癥。此外，流行病學(xué)研究亦顯示，DM合并心肌梗死（myocardial infarction，MI）患者的死亡率明顯高于非DM患者，其中，室性心律失常(ventricular arrhythmias，VAs)及心源猝死(sudden cardiac death，SCD)是DM合并MI患者最常

6、見(jiàn)、最重要的死亡原因，但其中的具體機(jī)制目前仍尚不清楚。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病可導(dǎo)致心臟迷走-交感神經(jīng)支配失衡及神經(jīng)支配在空間上的不均衡，這可能是糖尿病心臟自主神經(jīng)病變導(dǎo)致惡性心律失常事件高發(fā)的重要機(jī)制。此外，近年一系列研究證明MI后心臟自主神經(jīng)存在增生、過(guò)度增生即神經(jīng)重構(gòu)現(xiàn)象，交感神經(jīng)的過(guò)度增生與MI后期VAs和SCD的發(fā)生關(guān)系密切。但DM基礎(chǔ)上合并MI后是否仍存在交感神經(jīng)重構(gòu)，以及是否與糖尿病合并心肌梗死患者室性心律失常發(fā)生率較高有

7、關(guān)少有報(bào)道。本研究第三部分設(shè)計(jì)糖尿病合并心肌梗死的動(dòng)物模型，觀察糖尿病合并心肌梗死后心臟自主神經(jīng)的變化及其與室性心律失常易發(fā)性的關(guān)系。
　　第一部分 糖尿病大鼠心臟自主神經(jīng)病變的特點(diǎn)及其對(duì)室性心律失常易感性的影響
　　目的:探討高血糖狀態(tài)對(duì)心臟自主神經(jīng)損傷的特點(diǎn)及其對(duì)心臟電生理的影響，為DCAN的研究提供神經(jīng)解剖學(xué)證據(jù)。
　　方法:雄性SD大鼠隨機(jī)分為2組:糖尿病組(腹腔注射鏈脲佐菌素(streptozotocin，S

8、TZ))及對(duì)照組（腹腔注射同等體積的生理鹽水），造模成功后上述兩組再隨機(jī)分為4組:3個(gè)月組(Control-3，n=10; STZ-3，n=12)和6個(gè)月組(Control-6，n=12; STZ-6，n=12)。成模3個(gè)月或6個(gè)月后所有成活大鼠分別利用心率變異性評(píng)估大鼠的電生理特性，并利用程序性電刺激誘發(fā)室性心律失常。利用免疫組化和實(shí)時(shí)RT-PCR法檢測(cè)左心室近端和遠(yuǎn)端膽堿乙?；D(zhuǎn)移酶(cholineacetyltransferase

9、，ChAT，標(biāo)記迷走神經(jīng))和酪氨酸羥化酶(tyrosine hydroxylase，TH，標(biāo)記交感神經(jīng))陽(yáng)性神經(jīng)纖維及其相應(yīng)的mRNA表達(dá)水平。
　　結(jié)果:STZ-3組糖尿病大鼠ChAT陽(yáng)性神經(jīng)纖維密度及其mRNA均有不同程度減低，尤以心臟遠(yuǎn)端為著，但TH陽(yáng)性神經(jīng)纖維未見(jiàn)明顯減少。而STZ-6組大鼠心肌近端及遠(yuǎn)端ChAT、TH陽(yáng)性神經(jīng)纖維均有明顯降低。反映交感神經(jīng)活性的LF/HF比值在糖尿病大鼠中升高，尤其是STZ-6組糖尿病大鼠

10、。同時(shí)，STZ-6組糖尿病大鼠心律失常易感性顯著升高。
　　結(jié)論:糖尿病可導(dǎo)致心臟迷走-交感神經(jīng)支配失衡及神經(jīng)支配在空間上的不均衡，這可能是糖尿病心臟自主神經(jīng)病變導(dǎo)致惡性心律失常事件高發(fā)的重要機(jī)制。
　　第二部分 Semaphorin3A干預(yù)對(duì)心肌梗死后心臟自主神經(jīng)重構(gòu)及室性心律失常的影響
　　目的:研究心梗大鼠semaphorin3A(sema3A)對(duì)心臟自主神經(jīng)的調(diào)控和及其對(duì)心梗后室性心律失常(VAs)的影響。

11、r>　　方法:為了研究sema3A在梗死后心臟中的作用，在梗死心肌灶周分別注射攜帶Sema3A shRNA的慢病毒(沉默sema3A)及空白病毒，與此同時(shí)，靜脈注射重組Sema3A及空白對(duì)照（0.9％ NaCl溶液）來(lái)驗(yàn)證sema3A的潛在治療效果。
　　結(jié)果:與空白心臟相比，梗死心肌sema3A的水平明顯升高。然而，sema3A沉默導(dǎo)致交感神經(jīng)過(guò)度增生，心肌內(nèi)去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)水平增高，室性心律失

12、常易感性增加。與此相反，靜脈內(nèi)注射sema3A則減輕交感神經(jīng)增生，同時(shí)改善心臟自主神經(jīng)功能，并降低室性心律失常的易感性。與相應(yīng)對(duì)照組相比，心臟梗死面積和心功能無(wú)明顯改變。
　　結(jié)論:沉默Sema3A惡化交感神經(jīng)過(guò)度支配，增加心肌腎上腺素水平和室性心律失常易感性，相反，外源性補(bǔ)充sema3A上調(diào)其水平可以改善心電穩(wěn)定性，減少室性心律失常的發(fā)生，改善心肌梗死后的自主神經(jīng)功能失調(diào)。因此，Sema3A可作為潛在的治療心臟自主神經(jīng)異常致心律

13、失常的靶點(diǎn)。
　　第三部分 糖尿病兔心肌梗死后心臟交感神經(jīng)重構(gòu)及其與室性心律失常關(guān)系的研究
　　目的:探討糖尿病合并心肌梗死心臟交感神經(jīng)重構(gòu)的特點(diǎn)及機(jī)制，進(jìn)一步明確糖尿病合并心肌梗死后心臟交感神經(jīng)重構(gòu)與室性心律失常的關(guān)系。
　　方法:選取40只新西蘭兔作為研究對(duì)象并隨機(jī)分為4組:對(duì)照組，DM組，MI組，DI(DM合并MI)組。心梗模型成模8周后進(jìn)行心臟電生理檢查留取心肌標(biāo)本，利用免疫組化檢測(cè)梗死灶周及左室游離壁心肌組織

14、中酪氨酸羥化酶(TH，標(biāo)記交感神經(jīng))陽(yáng)性神經(jīng)纖維表達(dá)及分布;實(shí)時(shí)RT-PCR法檢測(cè)TH及神經(jīng)生長(zhǎng)因子(nerve growth factor，NGF)相應(yīng)mRNA表達(dá)水平。
　　結(jié)果:DI組QTc以及QTcd長(zhǎng)于對(duì)照組、DM組以及MI組，其室性心律失常易感性也顯著高于其他3組。DM組可觀察到交感神經(jīng)失支配現(xiàn)象，表現(xiàn)為T(mén)H陽(yáng)性神經(jīng)纖維密度降低，MI組TH陽(yáng)性神經(jīng)纖維密度顯著增加，而DI組TH陽(yáng)性神經(jīng)纖維密度介于DM組與MI組之間，但