猫冠状动脉缺血与再灌注对房室传导的影响^*

陈士良　冯胜强

摘　要　　急性下壁心肌梗塞常引起房室传导功能障碍, 然而这种障碍与心肌缺血的内在联系并不很清楚。 本实验在去植物性神经传出纤维的猫上进行。 通过模板匹配方法从His束电图检测A, H, V波并测量两心房间期(AA), 心房波与His波间期(AH), His波与心室波间期(HV)和心房波与心室波间期(AV)。 结果如下: 结扎右冠状动脉后, 20只动物的AH间期14只出现增加(A组), 6只未出现增加(B组)。 对B组进行快速心房起搏后再结扎右冠状动脉, AH间期增加。 运用程序控制多步起搏诱发试验, 缺血后的房室结功能曲线向右上移位, 引起房室传导阻滞点的AA间期明显增大。 对A.B两组动物进行再灌注可使增大了的AH间期缩小。 结果表明: 心肌缺血可引起房室传导功能的延长或隐性延长、 并使房室结传导调节功能减弱。 这种异常成为心肌梗塞在某些条件下(如心率加快)发生房室传导阻滞的潜在危险因素和病理基础。
关键词: 心肌梗塞, 房室传导阻滞, 再灌注, 房室结调节功能
学科分类号: Q463

ATRIOVENTRICULAR CONDUCTION CHANGES IN ACUTE
ISCHEMIC AND REPERFUSED CORONARY ARTERY OF CATS

CHEN　SHI-LIANG，　FENG　SHENG-QIANG
(Medical Department,The 305 Hospital of PLA,Beijing 100017)

ABSTRACT　　Acute inferior wall infarction is freguently complicated by conduction disturbance, but the relationship between ischemia and atrioventricular (AV) conduction disturbance is not well understood. The present experiments were made on cats with heart efferent completely denervated.A,H and V waves were picked up by a template-maching algorithm from His bundle electrogram, AA interval (cardiac cycle length), AH interval (AV conduction time), HV and AV intervals were measured . Of 20 cats, 14 showed prolongation of AH interval (Group A), while not in 6 cats (Group B) after ligation of right coronary artery. A fast pacing of right atrium (AA interval=267　ms) was produced in Group B and AH interval was also prolonged after ligation of the artery. By multiple-step pacing, the curve of AV nodal function shifted to the right, AH intrval which induced AV nodal block was prolonged after ischemia. After reperfusion, AH interval was shortened both in Group A and B. The above results show that myocardial ischemia may cause abnormality of AV conduction and accommodation function. The abnormality appears to be a potential danger which will induce AV conducton block during tachycardia.
Key words: myocardial infarction; AV conduction block; reperfusion; atrioventricular accommodation function

　　急性下壁心肌梗塞常伴有Ⅰ°、 Ⅱ°或Ⅲ°房室(AV)传导阻滞, 这种阻滞可引起心衰、 增加患者死亡率^［1～3］。 通常认为上述现象是由于供给房室结动脉的右冠状动脉血流被阻断所致。　 然而临床上报道、 急性下壁心梗患者AV阻滞的发生率仅占9%～33％, 许多患者未出现AV阻滞^［1,2］。 实验结果也同样出现矛盾的看法^［3,5］。 因此, 心肌缺血与AV传导之间的内在联系并不是十分清楚。
　　本课题研究的目的是: (1)确定心肌缺血与AV传导功能损伤是否有直接的联系; (2)观察心肌缺血后AV传导功能发生什么变化; (3)研究再灌注对缺血后AV传导的影响。

1　材料和方法

　　成年猫, 雌雄不拘、 体重2.0～3.5kg、 戊巴比妥钠(30～35mg／kg, ip)麻醉动物, 切开颈部、 放置气管插管, 并以室内的空气和氧气混合气体行正压人工呼吸, 为排除肌肉的影响, 术中给予肌松剂。 动物下部放一加热垫以保持动物体温在37℃左右。 为排除植物神经对AV传导的影响、 本实验采取去除神经的方法: 通过颈部切口将双侧迷走神经分离, 结扎和切除以排除迷走神经的影响; 通过双侧第2肋骨切除后、 分离双侧星状神经节、 结扎其所有的分支以便排除交感神经对AV的影响。 这样, 切断了心脏所有的传出纤维^［6,7］。 由左侧第四肋开胸、 行心包摇篮术。 从主动脉根部分离出右冠状动脉, 并在右冠状动脉套一丝线, 丝线穿过一细塑料管。 通过塑料管钳夹或放松两端丝线可造成冠脉的阻塞或再灌注^［7］。 在右心耳固定一对起搏电极以用于右心房起搏^［8］。 用一导管经右股动脉插入升主动脉以测量平均血压。 从另一股静脉插入导管进行适量的输液。 通过调节呼吸机频率及供氧量, 维持动物的血气在正常生理范围^［9,10］。
　　由右颈动脉插入一电极至主动脉根部记录His束电位^［11,12］, His信号的滤波频率为30～300 Hz。 动物接Ⅱ道心电图。 以上信号通过多道仪显示于荧光屏并通过12位模拟数字转换器, 储存于计算机硬盘(NEX PC-98,　东京)。 计算机采样频率为2000 Hz。
　　为了解AV的传导功能, 采用了逐步起搏方式, 该方式通过计算机程序控制, 它是通过连续的进展性减少心动周期时间(AA间期)。 其起搏间期为: 400,375,350,325,300,275,250,225,210,200,190,180,170,160。 心房起搏间期应考虑刚好小于窦律间期并逐步缩短起搏间期直止AV出现阻滞(Wenckebach 阻滞)。 AV传导时间是从His电位来测量。 AH间期是指心房快速斜波的峰值到His束快速斜波的峰值的时间; HV间期是指His束H波(以上已定义)到心室最早激动的时间^［12,13］; AH_L间期指心房起搏间期最大时的AH时间; AHs间期指心房起搏间期最小时的AH时间; 1∶1时间指能够保持AV传导1∶1时的最短心房起搏间期; Wenckebach阻滞点是指心房逐步起搏时不能使AV保持1∶1传导时的最大心房起搏间期^［14］。
　　实验分三步, 首先观察了右冠状动脉阻塞前及阻塞后30mim血液动力学与电生理的变化。 通过心房持续恒定起搏以排除心率对AV传导影响; 其次通过逐步起搏描绘正常及缺血状态下房室结功能曲线; 每一步起搏坚持2min以便使房室结功能适应并稳定。 最后观察再灌注对AV传导影响, 同样观察了再灌前及再灌注后30min AV传导的变化。
　　由His束电图通过模板匹配的方法检测A.H.V波。 这种方法将需要识别的信号与预先设计的很多模板进行比较, 每一模板都代表某一信号的一种可能模型, 与被识别的信号最相近的那个模板作为识别结果^［15］。 这样AA, AH, HV, AV间期被自动重复测量分析。 并通过10 Hz抗偏滤波器进行校正。
　　统计学处理以配对t检验进行。 数字以均数±标准差(±s)列于表和图中。

2　结果

　　22只猫结扎右冠状动脉后5～15min时, 2只发生室颤予以排除, 20只猫纳入以下实验。 结扎右冠状动脉后: 14只出现AH间期的明显增加(A组), 6只未出现AH间期的明显增加(B组)。
2.1　结扎右冠状动脉对AV传导的影响
　　右冠状动脉结扎后AV传导的典型变化见图1A。 该图记录了缺血早期10min的改变。 结扎右冠状动脉后, 最早的变化是AV.AH间期的快速增大, 3～5min后逐渐回落, 然后保持在一个较高的水平。 AA和HV无明显改变。 由于HV无明显改变, 故AV变化与AH完全相同。 AH的改变可以完全反映AV的变化。
　　14只猫结扎右冠状动脉后出现AH间期增加的血压和电生理变化见表1。 AH间期在30min一直增加; AA.HV无明显改变而血压在缺血10min内出现下降, 10min后出现了回升; 虽有下降趋势, 但无统计学意义。

图　1　　右冠状动脉阻塞(A)与再灌注(B)后AV传导的典型变化
Fig.1　Typical change in AV conduction after occlusion (A) and reper～fusion (B) of the right coronary artery
AA, cycle length; 　 AV, atrial-ventricular interval;　 AH, atrial-His interval; HV, His-ventricular interval.

表 1　右冠状动脉结扎后血压及电生理改变
Table 1　Effects of ligation of the right coronary artery (for different duration) on blood pressure and electrophysiological parameters (Group A)

	Control	Ligation
		1	5	10	15	20	25	30 (min)
BP/kPa	15.4±5.4	13.0±4.2^*	13.3±4.2^*	14.1±4.6^*	14.2±4.2	14.2±4.0	14.2±4.0	14.3±4.1
AA/ms	385±52	387±56	379±56	383±55	390±67	394±75	396±76	395±77
AH/ms	58±6	76±9^**	74±16^**	73±13^**	72±12^**	77±25^**	73±12^**	73±12^**
HV/ms	27±3	27±4	27±3	27±4	28±4	26±5	27±4	27±3

BP, blood pressure; AA, cycle length during sinus rhythm; AH, atrial-His interval; HV, His-ventricular interval.^*P<0.05; ^**P<0.01 compared with control.

　　对B组动物进行快速心房起搏。 起搏间期(AA)持续保持在固定范围内。 然后结扎右冠状动脉30 min。 其变化见表2。 在固定AA间期于267 ms的情况下, 结扎右冠状动脉仍然引起了AH间期的增加, HV无明显变化; 此时伴有动脉血压持续轻度下降。

表 2　快速心房起搏时结扎右冠状动脉对血压和电生理的改变
Table 2　Effect of ligation of right coronary artery on blood pressure and electrophysiological parameters during fast atrial pacing (Group B)

	Control	Ligation
		1	5	10	15	20	25	30 (min)
BP/kPa	18.2±3.3	17.6±3.5^*	17.0±3.5^**	16.4±3.8^**	16.2±4.1^**	16.0±4.1^**	16.0±4.0^**	16.0±4.0^**
AA/ms	267±25	267±25	267±25	267±25	267±25	267±25	267±25	267±25
AH/ms	85±10	88±11^*	93±11^*	94±10^**	94±10^**	95±10^**	95±10^**	95±9^**
HV/ms	25±5	25±4	25±3	25±6	26±4	25±4	25±3	25±4

Abbreviation see Table 1.

2.2　心肌缺血后房室结调节功能的改变
　　对同一动物正常状态及右冠状动脉阻塞后缺血状态进行房室结功能激发试验: 即程序控制的逐步心房起搏试验。 在基础状态下缺血后AH增加, AA无明显变化。 在心房逐步起搏时,缺血后AH_L间期由(62±7)增加为(71±9)ms; 1∶1间期从(184±12)增加为(240±36)ms; 而AHs在缺血前后无明显变化。 在逐步起搏缩短起搏间期引起AH改变所描绘的房室结功能曲线见图2。

图　2　采用多步心房起搏实验描绘的房室结功能曲线
Fig.2　Schematic representation of the atrioventricular nodal function curve of normal (left) and ischemia (right) condition during multiple-step pacing

　　由图2可见心肌缺血后, 房室结功能曲线向右上移位: 随着起搏间期(AA)的减少; AH间期明显增大; 1∶1传导时间从(180±15)增加为(250±30)ms;Wenckebach阻滞点由(173±13)增加为(225±36)ms。
2.3　右冠状动脉再灌注对AV传导的影响
　　对A组夹闭的右冠状动脉放松后再灌注, AV传导的典型变化见图1B。 随着冠脉血流的恢复, AH逐渐降低, 约在3～5min后、 稳定在一个较低水平。 AA.HV仍无明显变化, 故AV的变化与AH完全相同, AH变化反映了AV变化。 右冠状动脉再灌注30min对血压及其电生理变化见表3。

表 3　右冠状动脉再灌注后血压及电生理的变化
Table 3　Effect of reperfusion in right coronary artery on blood pressure and electrophysiological parameters (Group A)

	Control	Reperfusion
		1	5	10	15	20	25	30 (min)
BP/kPa	12.8±4.4	13.4±4.8^*	13.8±5.1^*	14.0±5.6^*	14.0±5.7	13.6±5.5	13.6±5.4	13.6±5.5
AA/ms	374±31	381±33	377±36	378±45	379±44	377±43	377±43	375±44
AH/ms	79±20	73±20^**	67±18^**	66±17^**	65±17^**	64±14^**	64±14^**	64±15^**
HV/ms	26±5	26±4	26±3	26±4	25±4	25±2	26±3	26±4

Abbreviation see Table 1.

　　随着冠脉再灌注血流恢复后, AH间期明显缩短并持续维持在一个低水平。 血压在再灌注后10min内呈现增加, 以后趋于再灌注前水平。 AA, HV间期仍无明显变化。 对B组动物在快速心房起搏情况下, 放松右冠状动脉进行再灌注30min引起的变化见表4。
　　固定AA间期于275ms的情况下, 行右冠再灌注, 仍引起AH间期的持续缩短, HV无明显变化, 此时伴有血压的轻度增高。

表 4　快速心房起搏时右冠状动脉再灌注对血压和电生理的变化
Table 4　Effect of reperfusion in right coronary artery on blood pressure and electrophysiological parameters during fast atrial pacing (Group B)

	Control	Reperfusion
		1	5	10	15	20	25	30 (min)
BP/kPa	14.9±3.7	17.3±3.7^*	16.5±3.5	16.0±3.6^*	16.4±3.1^*	16.5±3.2^**	16.5±3.2^*	16.6±3.1^**
AA/ms	275±27	275±27	275±27	275±27	275±27	275±27	275±27	275±27
AH/ms	100±10	92±11^*	90±10^**	90±10^**	89±9^**	89±9^**	89±9^**	90±9^**
HV/ms	26±5	26±5	27±4	26±4	25±6	26±4	26±4	26±5

Abbreviation see Table 1.

3　讨论

　　虽然临床与动物实验已有大量报道下壁心肌梗塞可以引起AV传导的障碍^［1～3］, 而这都是在植物性神经系统完整和自发心率的情况下观察的。 心脏的AV传导受许多因素的影响, 其中最主要的是植物性神经系统和心率的影响^［6～8］。 因此, 上述结论只能间接反映AV的传导功能,运用心导管技术直接堵塞动物的右冠房室结动脉引起了有效不应期的延长, 但不改变AV间期^［5］, 因此尚缺少心肌缺血与AV间期变化的直接证据。
　　本实验通过结扎右冠状动脉, 引起了部分动物AH间期的增加。 部分动物AH间期虽未增加, 但在快速起搏的情况下, 结扎右冠状动脉仍引起AH间期的增加。 这就反映阻塞冠状动脉确实可以引起AH直接与间接的增加。 另一方面放松右冠状动脉进行再灌注心肌, 无论在快速起搏与未起搏情况下, 均引起AH间期的缩短, 提示这种变化是可逆的。 由于本实验已阻断了迷走神经与交感神经所有的传出纤维以排除植物性神经系统影响; 通过心房固定起搏及观察结扎或再灌注前后心率无明显变化, 直接证明了AH间期长短的变化是冠脉缺血所致。 AV传导包括AH和HV间期两部分, 本文实验中, 无论何种条件, HV均无改变(表1～4)。 AH间期的增加反映了AV传导的延长。 这就直接证明阻塞右冠状动脉引起的心肌缺血造成了AV传导的直接损伤或潜在性损伤。
　　实验发现心肌缺血后所引起AV传导障碍也表现在房室结调节功能上。 表现为房室结功能曲线的右上移位, 在相同起搏间期时AV间期增大, 并随AA间期减小而AH间期增大越明显, 直至房室完全阻滞(Wenckebach 阻滞)。 由于引起阻滞前AHs间期在正常和缺血状态无明显变化; 故缺血状态AH间期的增大更使其易于发生AV传导阻滞, 因而出现1∶1间期和Wenckebach阻滞点的增大。 这些现象反映了心肌缺血使房室结调节范围减小, 功能减弱。 特别在心脏应激的情况下, 心率加快(AA间期缩短)更容易出现房室传导阻滞。
　　心肌缺血引起房室传导功能与调节功能的障碍主要与房室结动脉的供血有关。 据报道, 人类90％的房室结动脉供血来自右冠状动脉, 因此右冠状动脉若发生阻塞, 可引起房室传导的障碍。 但本实验部分动物出现房室传导的延长, 部分动物却没有出现, 这与临床观察的结果一致^［1,2］。 这可用房室结动脉受右冠状动脉和左前降支或右旋支两重供血来解释^［3］。 无论有无出现AH间期的延长, 心肌缺血后, 均引起房室结调节功能的减弱。 这种调节功能的障碍是房室结供血减少后受累的一个重要信号和依据。
　　心肌缺血引起房室传导功能和调节功能的障碍具有重要临床意义。 它揭示了缺血与房室传导功能障碍具有一定联系, 这种传导功能障碍可能是一种可逆的改变, 只要冠脉恢复血供, 其功能亦可恢复。 另一方面, 无论有否引起静息状态时的房室传导功能障碍, 心肌缺血本身已造成房室传导的调节功能障碍。 这种调节功能减弱在静息或心率慢时可以无明显传导阻滞, 但是在活动或心率快时却出现房室传导阻滞, 这一现象可以部分解释下壁心梗患者, 心率快时出现房室导阻滞, 心率正常时而又没有出现; 下壁心肌梗塞伴有前壁心肌缺血时常出现房室传导阻滞, 因为它常伴有心率的增快^［3］。 因此, 在处理下壁心梗的患者时, 应特别注意这一潜在性危险的存在。

*全军医药卫生科研基金部分资助课题 (No.98M158)

作者单位：解放军305医院内科, 全军老年病研究中心,　北京 100017

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1998-04-10收稿　　1998-06-26修回