前言急性心梗幸存的人群中,50%以上仍死于致命性室性心律失常。心肌梗死(Myocardial infarction,MI)患者在恢复期常发生室性心律失常或猝死。目前认为MI后心脏性猝死大多与室性心律失常相关,它的预防一直是临床工作的重点与难点。对于MI后的猝死机制,目前主要认为与心肌重构及电重构有关。2000年曹济民博士对53例心脏移植者心脏神经分布密度、室性心律失常和心脏性猝死病史作了相关分析后发现心肌损伤病灶周围有非常密集的再生交感神经分布,且室性心律失常—猝死阳性组的神经分布密度明显高于室性心律失常—猝死阴性组。于是大胆提出了MI或其他心肌损伤在修复期发生室性心律失常及心脏性猝死与心脏的交感神经过度再生即神经重构有关。此后神经重构这一新概念逐渐被人们所认识,并成为研究的热点。如能在MI的早期采取积极的手段来干预神经重构,使心脏神经的再生和增生达到合适的水平,而不是异常重构,可能对MI后室性心律失常甚至猝死的预防起到更积极的作用。包绕纤维瘢痕的梗死周边区在心梗后慢性期室速、室颤的发生机制起重要作用,急性心肌梗死后梗死周边区存在着交感神经重构现象,表现为交感神经再生和过度再生。交感神经重构和电重构共同促进了室速、室颤的发生,这可能是急性心梗支配心脏的神经受到损伤,度过急性期后,在心肌局部或循环中增加的神经生长因子(NGF)等神经营养因子的作用下,受损的神经发生重构,以梗死周边区最为明显。心梗早期交感神经适度的再生是机体合理的损伤修复反应,但是慢性期的再生往往是不均一的过度再生,以神经纤维过度再生为特点的交感神经重构与心梗后室性心律失常和猝死的发生有关,交感神经过度增生带来交感活性的亢进,梗死周边区心肌细胞长期处于高浓度去甲肾上腺素(NE)的作用下,辅以缺血缺养等不利因素共同导致局部心肌电生理性质发生改变。产生这种变化的原因除了三层心肌固有的电生理异质性及心梗带来的直接效应以外,过度再生的交感神经在三层心肌内的分布紊乱以及各层心肌对去甲肾上腺素的敏感性不同可能亦发挥了重要作用。这些因素的综合效应改变了外向钾通道电流(Ito)、延迟整流性钾电流(Ik)、L型钙离子通道(ICa,L)等离子通道的性质,进而改变了复极过程。梗死周边区Ito、Ik、ICa,L均明显缩小,以中层细胞变化最为明显,这些离子流的改变与交感神经重构的关系有待进一步研究,交感神经刺激能引起心肌电生理性质改变。心下交感神经包含绝大部分再生的交感神经纤维。对于正常心肌,交感神经刺激时增加IKs和ICl的作用大于增加ICa的作用,复极加速,因而各层心肌细胞的有效不应期(ERP)缩短,跨室壁复极离散度(TDR)减小。而在交感经重构明显的梗死周边区,交感神经刺激却显著增加TDR,多数诱发出尖端扭转性室速。推测这可能与中层心肌细胞殊的电生理性质有关,中层心肌细胞固有的小IKs电流在心梗后进一缩小,使得交感神经刺激时增加ICa的作用相对增强,复极相对减缓,因而中层心肌ERP缩短的幅度不及内膜和外膜,导致TDR明显增大。对人类健康造成威胁的重大疾病中心血管病的死亡率最高,全球每年因血管病死亡约1700万人。虽然目前不主张急性心梗冠脉搭桥(死亡率高),但是急性心梗幸存的慢性人群中,50%以上仍死于致命性室性心律失常。我们已经开展了急性心梗冠脉搭桥手术,并取得了良好疗效。心肌梗死周边区周围伴有冬眠心肌,心功能的降低不是完全由瘢痕引起,随着缺血时间的延长和/或缺血程度的加重,冬眠心肌同样会发展为坏死心肌。这些患者血运重建术的效果要好于单纯药物治疗。交感神经重构和电重构共同促进了室速、室颤的发生,研究神经重构的临床意义大,如能在心梗早期就采取积极的手段预防交感神经的过度再生,使其达到合理的再生状态,就可能对防止室性心律失常和猝死的发生产生积极的作用。以往有关急性心肌梗死周边区神经重构的研究通常采取药物及介入方法作为干预措施,这些措施避开了心脏表面分布的交感神经及迷走神经破坏的可能,不能足以说明冠脉搭桥对梗死周边区交感神经重构与电重构的影响。本实验通过犬急性心梗冠脉搭桥作为干预手段探讨是否可以减轻梗死周边区交感神经重构与电重构,从而减少室性心律失常或猝死的发生,改善急性心梗的预后,为急性心梗早期冠脉搭桥提供理论依据。本研究通过不同时间段急性心梗冠脉搭桥作为干预手段,应用电生理检测方法测定梗死周边区跨室壁复极离散度,刺激交感神经时梗死周边区跨室壁复极离散度的变化及室颤阈值,探讨急性心梗冠脉搭桥对梗死周边区心肌电生理特性的影响。在犬心室肌中存在丰富的Ito离子通道蛋白Kv4.3的表达,最近报道由Kv4基因编码的通道蛋白亚基与KChIP基因家族编码的β亚基(KChIP2)有协同作用,二者结合导致电流的显著增加,并且增加钝化通道恢复的几率。KChIP2作为Ito在犬心肌中有丰富的表达。通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测离子通道蛋白Cav1.2、Kv4.3及KchIP2的mRNA表达水平进一步说明梗死周边区心肌电重构的机制。通过RT-PCR方法检测神经生长因子(NGF),生长相关蛋白43(GAP43)及神经突触递质(SYN)的mRNA表达,进一步探讨神经相关因子在神经重构中的作用,从而间接表达急性心梗冠脉搭桥对神经重构的影响。材料和方法健康杂种犬30只(由中国医科大学动物实验中心提供)雌雄不拘,体重16～26kg。随机分为心梗搭桥实验组(22只)和心梗不搭桥对照组(8只)。结扎犬冠状动脉前降支制备心梗模型。分别在心梗后1、2、4、6周行冠脉搭桥作为实验组,其中第2周4只,其余每组6只;对每个实验组分别设立心梗不搭桥对照组,每组2只。8周后开胸分别测量梗死周边区ERP、TDR;交感神经刺激时ERP、TDR的变化和室颤阈值。每只犬分别切取梗死周边区或相应部位的组织标本,标本采用RT-PCR方法检测离子通道蛋白Cav1.2、Kv4.3、KchIP2 mRNA及神经相关因子GAP43、NGF、SYN mRNA表达水平。结果1、每个实验组各存活4只,对照组均存活。2、基础状态下1、2、4周实验组梗死周边区心肌TDR明显低于对照组(P＜0.05)。与1、2周实验组相比,4、6周实验组梗死周边区三层心肌的ERP及TDR明显延长(P＜0.05)。与实验组相比,交感神经刺激时对照组外层心肌的ERP缩短最明显,TDR并没有缩小反而增大(P＜0.05)。3、室颤阈值:所有犬在梗死周边区采用高强度电刺激均成功诱发出室颤。对照组室颤阈值较实验组明显降低(13.0±3.21V;24.44±3.98V)(P＜0.01)。4、对照组心肌三种离子通道蛋白表达明显低于正常及实验组心肌(p＜0.01);4、6周搭桥组Car1.2mRNA表达明显低于正常组(p＜0.05);4、6周搭桥组Kv4.3及KchIP2 mRNA表达明显低于正常及1、2周搭桥组(p＜0.05)。对照组心肌Cav1.2mRNA表达减少的程度明显高于各实验组(p＜0.05),各个实验组组间无明显差异;对照组心肌Kv4.3及KchIP2 mRNA表达减少的程度明显高于各实验组(p＜0.05),其中4、6周搭桥组Kv4.3及KchIP2 mRNA表达减少的程度明显高于1、2周搭桥组(p＜0.05)。5、对照组GAP43mRNA、NGFmRNA及SYNmRNA表达明显高于实验组及正常心肌(P＜0.01),4、6周实验组GAP43mRNA、NGFmRNA表达明显高于1、2周实验组及正常心肌(P＜0.05)。各实验组及正常心肌SYNmRNA表达无明显差异。结论1、犬急性心梗早期冠脉搭桥可以减轻梗死周边区心肌TDR的变化,降低梗死周边区心肌对交感神经的敏感性,进而减少心律失常的发生,提高室颤阈值,减少缺血对梗死周边区心肌电生理的影响。2、2周内冠脉搭桥可以最大限度减少梗死周边区心肌电生理的变化。最大限度控制离子通道蛋白Kv4.3及KchIP2 mRNA表达的减少。3、犬急性心梗早期冠脉搭桥可以减轻梗死周边区心肌GAP43mRNA、NGFmRNA及SYNmRNA表达,减轻梗死周边区心肌神经再生及神经递质的释放。尤其2周内冠脉搭桥可以最大限度减少神经再生。虽然6周搭桥组梗死周边区心肌中神经再生明显高于正常组及其他搭桥组,但是这些交感神经很少有SYN表达。