动物实验,心肌细胞 中国实验动物信息网 2020-08-26 836

　　介绍：大鼠心脏老化的特点是通过增加心肌细胞体积引起轻度至中度左室肥大。此外，心肌细胞数量减少是坏死和/或细胞凋亡的后果。伴随着不受控制的表达和纤连蛋白和胶原的产生，这有助于细胞外基质和胶原间隔扩大。随着年龄的增长，心肌细胞的自然生长伴随结构与功能重塑，其中涉及空间、电间隙连接的再分配。缝隙连接被发现几乎完全在闰盘。位于终端到终端心肌细胞的空间耦合。一个结构

　　缝隙连接失配通常发生在窦房结（SA）节点和心房和浦肯野细胞心肌结。在正常的心室的生长、老化和心血管疾病间隙连接细胞的分布发生变化。细胞间耦合的减少，由于与年龄有关的胶原沉积和缝隙连接蛋白表达下降（CX），特别是CX40，可能在导电系统的分支部位负责延迟激活和发生传导失败。源库可能会发生不匹配，因为三维结构变化会影响脉冲传播。心脏细胞电生理学方面，动作电位延长，细胞内的钙离子增加，以及收缩期的延长。特别值得注意同年轻大鼠相比，年老大鼠的左心室心肌细胞AP复极相时间延长。自然老化过程伴随着一系列心血管系统自主控制的变化。

　　材料和方法：遥测系统，心电图记录和分析：21只18月龄动物，被植入遥测发射器，在接下来的六个月内进行持续监测。只有七只动物存活直到24月龄，也被用于后续实验。12个月龄的7只动物作为本研究的对照组。根据Sgoifo和同事描述的程序进行遥测发射器植入手术，它允许Y导心电向量图的双极性导联心电图记录。发射体放置在腹腔内，电极（非反相）被固定到剑突的背表面，与另一电极（反相）被放置在前纵隔接近右心房。这种电极位置即使有剧烈的体力活动也能保证高品质的心电图记录。手术后动物被单独饲养，并注射两天的硫酸庆大霉素（0.2ml/kg），在开展ECG记录前有30天的恢复期。通过放在笼子里的无线电遥测接收机接受心电信号。每周一次对老年动物进行15分钟连续心电图记录，一周同一天在上午8和10点之间。对照组动物：12个月龄动物进行一个15分钟的连续心电图记录。用定制软件对心电信号进行离线分析：1. RR间期，两者之间的时间间隔，连续R波峰值；2. PQ间期、P波的时间间隔（心房去极化）和QRS波起始（心室去极化）；3. QRS波时间；4. QT间期、QRS发病的时间间隔和T波终点（心室复极）；5. QTc间期、QT间期心率校正公式（Bazett公式）；6.获得心率变异性频域指标（HRV）来增加心率的交感和副交感神经。

　　心外膜电位标测：心外膜电位在七只完成了6个月遥测心电图记录的老龄大鼠（24月龄）和七只对照组动物上实施。 动物用Domitor（0.015 ml/100 g）和Imalgene（0.04 ml/100 g）麻醉。在麻醉过程中提供了额外的麻醉，人工呼吸下的心脏通过内侧切口暴露。体温在红外线灯37uc照射下保持恒定。实验中，暴露的心脏和胸部覆盖一个保持潮湿和恒温的塑料膜。这项研究使用高密度的心外膜电极阵列。有规则的868行和柱电极阵列组装在一个外科纱布上，具有1毫米的正方形网格，对应电极间距离。

　　心肌组织病理学：在心脏标测结束后，处死动物，通过基准标记确定电极阵列的心外膜位置。心脏迅速从胸部取出，称重，并固定在10%的甲醛溶液24-48h。取出心脏的心房和心室 嵌入石蜡中。对每个蜡块进行完全切片，厚度4毫米。这些部分随后被染色进行纤维方向和纤维化分析。对心房和心室心肌进行纤维化评估。

　　结果：遥测心电信号：QRS波形：在六个月的老龄化过程中，遥测心电信号显示QRS波的波形形状渐变，波形复杂。在七只动物中有六只*初正向（R型）和逐渐变负向（rS型）。只有一种动物的QRS波始终正向虽然其形状逐渐改变。图1显示对照组动物典型心电图和老龄动物在六个月内逐渐呈现QRS波极性反转。具体来说，在三个月内，心电图显示间隔中的QRS波是正向， R型和RS型交替出现。第四个月的QRS波又转变为R型，在*后两个月变为RS型。

　　波形和间隔时间：心电图持续时间、波形和时间间隔在六个月的老化过程中测量同对照组相比（图2）。PQ间隔显示初步延长，第四个月后有统计学意义。总增长18%（对照组：48.563.4 ms vs第六个月：57.164.1 ms）。第三个月后，QRS表现为明显的线性增加。第六个月的QRS波群增加时间是53%。*个月后，QT间期显示持续时间逐渐增加。第六个月的QT区间增长率为52%。老龄化过程中心率没有明显变化。

　　心率变异性：心率变异性分析显示从第三个月开始总功率值显著逐渐下降。在第六个月下降率为65%。前五个月高频光谱功率值类似，同对照值相比，第六个月值偏低。第六个月减少47%。，低频/高频比没有显著的变化，根据RR间期无显著差异性。

　　心律失常的发病率：对照组大鼠无自发的心律失常。在六个月的老龄鼠心律失常发病率增加。根据他们的起源划分心律失常的不同类型，如脉冲形成或传导异常。

　　1.脉冲形成心律失常：在这一类中，描述窦性心律失常停顿代表，房性早搏、室性早搏。

　　a. 窦性间歇：图 3A 6个窦性搏动与190ms RR间期后伴随一个300ms RR间期。这一周期长度的增加代表一个窦性停顿，因为SR的恢复。

　　b. 房性期前收缩 : 图3b显示3个窦性搏动与RR间隔150毫秒其次是一个过早的窦性搏动的耦合间隔为100毫秒和一个补偿间歇170毫秒。RR间期恢复连续窦性搏动，150ms。另一个提前的窦性搏动起源于一个耦合间隔为100毫秒和一个170毫秒的代偿性间歇。150ms的RR间期后，恢复连续的窦性搏动。

　　2 脉冲性传导心律失常：在这一类中，描述为二度房室性心律失常事件（AV）和异常心室传导阻滞。

　　a. 二度房室传导阻滞: 图 3D前3个节拍是由PP间期，250 ms和PQ间隔55ms。P波有一个300msPP间期，可能是二度房室传导阻滞特点，因为其不是跟随QRS波出现。QRS波群为代表的交界性逸搏，其之前有一个P波和非常短暂的PQ间期，并显示相同QRS的形状和持续时间。特征是PP间期300ms PQ间期 55ms和相同的QRS持续时间。

　　b.异常心室传导：图3e PP间期180ms .QRS波群特点是有两个不同的形态。虽然有类似的QRS持续时间，3个QRS是R型而其他是rS型。孤立的，离奇的QRS波群并不总是异位心室放电，但可能是由于临时室内传导异常。为了更准确定义这些条件，术语"相位"异常心室传导被引入来区分临时形式从心室传导异常"非相"或"永久"的形式。

　　在老化过程中心律失常事件的数量和复杂性增加，特别是在*后三月龄。图4A显示，所有的心律失常事件属于脉冲形成异常和异常脉冲传导。心律失常事件的数量随着年龄的增加而增加。第4个月脉冲形成异常，第六个月出现脉冲传导异常的高峰。在六个月的记录中，在很大程度上脉冲形成性心律失常的总数超过了脉冲传导心律失常的数量。所有脉冲形成和脉冲传导心率失常被集合根据他们的起源作为室上性和室性心率失常。和室性心律失常从*个月增加，室上性心率失常在第五个月出现高峰，室性心率失常在第六个月出现高峰。总体上，室上性心律失常总数大大超过室性心律失常总数。

　　心肌组织病理学：心脏心房肌的显微分析显示各种各样的心肌细胞束的存在取向。心肌间的空间被疏结缔组织和微循环血管占用通常平行于肌纤维的长轴。老年人心脏的心房心肌的特征显著的胶原沉积分区心肌细胞的肌溶解现象，即横纹肌的核损造成空白区域。

　　结论：我们证明纵向的心电图对心脏老化的进展研究是必不可少的。虽然眼睛采用的是有限的动物模型，但是仍对治疗产生影响。本结果为人类的衰老提供见解，早期检测年龄介导的心脏电生理恶化的可能性与早期治疗的潜力干预以延缓这个过程。