乌头类中药属于毛茛科植物，在我国使用已有2000多年的历史。其植物主根为乌头，侧根为附子，独根为天雄，均可入药，是临床常用的祛风散寒、除痹止痛之品。其中附子有回阳救逆之功效，在现代医学中常用于救治急性心肌梗塞所致的休克、低血压状态、冠心病、风心病和多种疑难疾病，在救治冠心病、风心病和低血压等方面均表现出良好的治疗效果，乌头类生物碱为其有毒的成分。因此，乌头的显著疗效与毒性作用并存。其毒性主要表现为中枢神经系统和心血管系统，而对心脏的毒性最为明显。可出现多形性心律失常，如单源室性早搏、单源多形室性早搏、室速及室颤，病人常因心律失常及呼吸中枢麻痹死亡。对乌头中毒患者的血液学分析表明，其主要毒性成分为乌头碱（ACO）、新乌头碱（MACO）等。ACO是目前常用的制备心律失常的工具药，常用于抗心律失常药物的机制研究。MACO是ACO的结构类似物，共同拥有C19母核结构，但其是否具有致心律失常的毒性作用尚未见报道，对其作用机制更是鲜有研究。心肌细胞动作电位的产生是细胞膜多种离子通道共同作用的结果，细胞膜离子转运失衡可导致心律失常的发生。一般认为，ACO的致心律失常作用和其促进钠离子内流，使细胞内钠离子浓度（[Na+]i）增加，通过生电性的钠钙交换体（Na+/Ca2+exchanger）使细胞内钙离子浓度（[Ca2+]i）增加，导致细胞内钙超载有关。此外，近年来的研究发现ACO对L-型钙通道、HERG和Ikur通道也有不同程度的抑制作用。ACO对以上离子通道共同作用的结果，可能使APD延长，进而出现迟后除极（DAD）和触发活动（TA）。然而，研究发现，ACO在细胞外液低钙条件下，可缩短APD并诱发DAD和TA。由此可以认为，ACO诱发的心律失常和APD的改变有关，APD延长或缩短可能和所选用的细胞外液及动物种属有关。采用细胞内微电极技术，在豚鼠乳头肌的动作电位记录中，我们也发现，ACO可通过缩短APD诱发DAD的产生，而这一点不能单纯用Na+电流兴奋来解释。Na+/K+泵可通过消耗ATP，将动作电位期间细胞内过多的Na+泵出细胞外，维持细胞静息膜电位的稳定，并保持细胞的兴奋性。ACO对中枢的Na+/K+泵有明显的抑制作用，但其对心脏的Na+/K+泵是否有抑制作用尚未见报道。综合以上所述，ACO所致的心律失常不能单纯用促进Na+电流或抑制Ca2+及K+电流来解释，MACO是否具有致心律失常作用及其致心律失常的机制尚未见报道。因此，在本次研究中我们拟采用整体动物模型，观察并比较ACO和MACO的致心律失常作用，并在细胞和离子通道水平对其致心律失常的机制进行分析。该研究可丰富ACO和MACO的致心律失常理论，为临床避免和降低其毒副作用提供理论基础；另外，还可以为药理实验中选择心律失常模型提供实验证据。第一部分ACO和MACO对豚鼠心电图的影响目的：观察ACO和MACO对豚鼠整体心电图的影响，并对二者出现的心律失常类型及严重程度进行对比分析。方法：选取体重在300-350g的雄性健康豚鼠25只，随机分为溶剂对照组（5只）、ACO25μg/Kg组（10只）和MACO25μg/Kg组（10只）。将豚鼠称重，用1.2%的戊巴比妥钠（0.3ml/100g）麻醉后固定。实验组动物分别股静脉注射ACO或MACO，注射剂量均为25μg/Kg，对照组静脉给予等容积的生理盐水。用RM6240CD型多道生理信号采集处理系统记录各组实验动物给药前后ECG的变化，最长记录120min。结果：对照组动物连续记录120min，心电图未见明显异常。ACO组给药前及给药后20min内豚鼠的心电图未见明显异常，在22.75±5.70min时出现室性早搏（8/10），在27.75±13.0min时发生房室传导阻滞（5/10），在42.30±15.69min时发生室性心动过速（5/10），在39.65±7.17min时发生室颤（3/10），在56.32±11.40时有40%动物死亡。MACO组动物在给药后1.46±0.66min时即发生室性早搏（9/10），在1.46±0.66min时发生房室传导阻滞（7/10），2.53±0.87min时发生室性心动过速（9/10），在3.51±1.19min时发生室颤（9/10），在23.1±14.92min时动物全部死亡。MACO组豚鼠发生室性早搏、房室传导阻滞、室性心动过速及室颤的时间均明显早于ACO组（P均<0.05），且室颤及死亡发生率明显高于ACO组（P均<0.05）。结论：ACO和MACO均可使豚鼠诱发心律失常，且其二者诱发心律失常的类型基本相同。在同等剂量下，MACO诱发的心律失常发生时间明显早于ACO及动物死亡率高于ACO。第二部分ACO和MACO对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响和机制分析目的：观察ACO和MACO对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响，并分析其作用机制。方法：急性分离豚鼠心室肌细胞，采用全细胞穿孔膜片钳技术，在电流钳的模式下记录：（1）ACO和MACO对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响。（2）在非特异性和特异性Na+/K+泵抑制剂偏钒酸钠（SMV）、哇巴因（OUA）存在的条件下，记录ACO和MACO对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响。（3）在特异性Na+通道抑制剂河豚毒素（TTX）存在的条件下，观察ACO和MACO对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响。结果：（1）10-7M ACO对AP的各项参数均未见明显影响。ACO3×10-7M和3×10-6M均能缩短APD30和APD690。此外，3×10-M尚可使RMP和APA明显减小，并出现DAD和TA。而MACO10-7M和3×10-7M亦能缩短APD30和APD。此外，3×10-790M尚可使RMP和APA明显减小，并出现EAD、DAD和TA。（2）在SMV（10-3M）存在的情况下，ACO (3×10-7M)对APD30和APD90未见明显缩短作用，但对高浓度的ACO（3×10-6M）所致的DAD和TA无明显影响；另外，SMV（10-3M）消除了高浓度的ACO（3×10-6M）对RMP, APA的影响。SMV（10-3M）不能够抑制MACO对APD30，APD90的影响，但能够消除的高浓度的MACO（3×10-7M）对RMP, APA的影响，对DAD,EAD,TA的发生无明显影响。OUA（10-7M）能够明显缩短APD30，APD90，抑制低浓度ACO（3×10-7M）缩短APD30，APD90的作用，消除高浓度的ACO（3×10-6M）对RMP, APA的影响，对DAD和TA的发生无明显影响。OUA仅能够消除高浓度的MACO（3×10-7M）对RMP, APA的影响。（3）TTX（2×10-6M）能使RMP水平明显下移，对动作电位其它参数无明显影响；在TTX存在的条件下，高浓度的ACO（3×10-6M）仅能够使APD30，APD90明显缩短，但无DAD, TA发生，低浓度ACO对动作电位的作用被完全消除。低浓度的MACO（10-7M）对动作电位的作用被完全消除，高浓度的MACO（3×10-7M）能够明显缩短APD30，APD90，但仅能诱发出EAD且发生率明显降低。结论：1.ACO和MACO均可通过缩短APD诱发DAD和TA，MACO尚诱发EAD;在同一浓度下，MACO较ACO更容易诱发心肌细胞的电生理活动异常。2. ACO可通过抑制Na+/K+泵及兴奋Na+通道电流而影响动作电位，而MACO主要通过兴奋Na+通道电流而影响动作电位。第三部分ACO和MACO对豚鼠心肌细胞Na+/K+泵电流（INa/K）和Na+通道电流的影响（INa）目的：研究ACO和MACO对豚鼠心肌细胞INa/K和INa的影响。方法：利用全细胞膜片钳技术，通过负压吸破细胞膜的方法建立全细胞记录，在电压钳模式下：（1）鉴定INa/K的电生理学特征。（2）分别记录ACO和MACO对INa/K的影响。（3）分别记录ACO和MACO对INa的影响。结果：（1）在我们的实验条件下记录出的INa/K符合豚鼠心室肌细胞INa/K的电生理学特征。（2）ACO能够浓度依赖性的抑制INa/K，ACO（3×10-7M）可抑制INa/K26.8±4.46%，ACO（3×10-6M）可抑制INa/K48.6±14.6%；MACO能够浓度依赖性的抑制INa/K, MACO（10-7M）可抑制INa/K28.0±7.5%，MACO（3×10-7M）可抑制INa/K41.8±9.3%。相同浓度下，MACO对INa/K的抑制作用强于ACO（P <0.05）。（3）ACO能够浓度依赖性的激动INa，低浓度的ACO（3×10-7M）能使INa增加25.5±9.2%，高浓度的ACO（3×10-6M）能使INa增加37.2±9.5%；MACO能够浓度依赖性的激动INa，低浓度的MACO（10-7M）能使INa增加13.0±1.9%，高浓度的MACO（3×10-7M）能使INa增加26.1±5.3%。相同浓度下，MACO对INa的兴奋作用和ACO相当（P>0.05）。结论：ACO和MACO均能浓度依赖性的抑制INa/K，激动INa。相同浓度下，MACO对INa/K的抑制作用强于ACO,而对INa的增强作用和ACO相当。