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第一部分吗啡对家兔窦房结细胞自发电生理活动的效应。
目的:近年来对阿片受体的研究工作取得了很大的进展,除了阿片类作为镇痛药在临床的广泛应用外,吗啡也普遍用于急性心肌梗塞的镇痛及心脏手术的术前用药,阿片受体还参与了体内多个系统的病理过程,如对兔心供体保存的保护作用和对大鼠急性心肌缺血/再灌注损伤的保护作用等。特别是阿片受体激动参与缺血预适应的心肌保护作用,使人们更加关注阿片受体与心血管系统的关系。但吗啡对于无神经递质作用的离体兔窦房结细胞自律性有何影响,国内外尚少见报道。本实验利用细胞内玻璃微电极技术,研究了吗啡对于离体兔心窦房结的电生理效应,重点探讨了其影响窦房结自律性的作用机制。
方法:取健康家兔,雌雄不拘,体重2.5-3.5kg,击枕部致昏,颈动脉放血,然后迅速开胸取出心脏,浸泡于氧饱和的冷(0-4℃)K-H液中,分离出窦房结,将离体标本心内膜面向上,固定于恒温浴槽底部的硅胶上恒温(36.0±0.5℃),恒速(4ml/min)灌流。标本稳定一段时间后,应用细胞内玻璃微电极技术记录兔窦房结自律细胞动作电位,动作电位经微电极引出后,经镀氯化银的银丝输入微电极放大器,最后由计算机的医学信号采集及分析软件记录并分析跨膜动作电位。观察并记录窦房结自律细胞的自发放电频率(RSF)、动作电位幅值(APA)、0相最大上升速率(V<,max>)、4期自动除极速度(VDD)、复极50%的动作电位时程(APD<,50>)、复极90%的动作电位时程(APD<,90>),并观察药物对动作电位各参数的影响。
结果:(1)正常窦房结自律细胞的动作电位幅值(APA)为65.7±2.7,0期最大上升速率(V<,max>)为6.1±3.2,4期自动除极速度(VDD)为50.1±3.3,自发放电频率(RSF)为167.5±5.4,复极化90%(APD<,90>))的时间为155.4±12.3。 (2)吗啡10<-5>mol/L、10<-4>mol/L、10<-3>mol/L剂量依赖性地降低窦房结细胞的APA、V<,max>、VDD和RSF。吗啡10<-5>mol/L使窦房结细胞的APA降至62.9±8.3,V<,max>降至5.8±2.6,VDD降至48.6±3.7,RSF降至163.8±4.2;吗啡10<-4>mol/L使APA、V<,max>、VDD和RSF分别降至57.9±5.3,4.9±1.8,45.1±6.6及155.8±6.2;吗啡10<-3>mol/L使APA、V<,max>、VDD和RSF分别降至53.5±3.8,4.0±1.3,39.2±5.3及150.8±5.9。(3)应用L型钙通道开放剂Bay K8644(0.25gmol/L)或者提高灌流液中钙离子浓度(5nmol/L)均可增加动作电位的APA、V<,max>、VDD和RSF,同时应用吗啡(10<-4>mol/L)可对抗由Bay K8644和高钙引起的窦房结细胞的兴奋效应。(4)应用阿片受体拮抗剂纳洛酮(10μmol/L)后,吗啡对窦房结细胞的作用消失。
结论:(1)吗啡可剂量依赖性地抑制家兔窦房结的自发放电活动。 (2)吗啡的电生理效应与其抑制钙离子内流有关。 (3)吗啡的电生理效应可被阿片受体拮抗剂纳洛酮完全阻断,吗啡的作用是由激动阿片受体引起的。
第二部分吗啡对离体豚鼠乳头肌电生理特性的影响。
目的:受体放射配基结合实验表明,除中枢神经系统外,外周组织亦存在阿片受体及内源性阿片肽,外周组织阿片受体对其所存在的器官的多种功能,具有重要的调节作用,阿片肽可由心脏自身合成,释放,以自分泌或旁分泌的方式调节正常心脏活动。吗啡为阿片受体激动剂,已被证明能降低大鼠心肌缺血后再灌注心律失常(RPAr)的发生率,但其对心脏的直接作用研究甚少,尤其对心肌电生理的影响缺乏研究,其心肌保护、抗心律失常作用的机制也不清楚。为了研究吗啡对心血管保护作用机制,采用玻璃微电极技术观察吗啡对豚鼠心室肌细胞动作电位(AP)及钙电流的影响。
方法:选用体重300-350g成年豚鼠,雌雄不拘,击昏后迅速开胸,取出心脏,置于95%O<,2>与5%CO<,2>混合气体饱和的K-H液中,打开右心室,选择分支少,大小约0.6mm×1mm×3 mm的柱状乳头肌,固定于恒温浴槽底部的硅胶上,用K-H液恒温恒速灌流标本,采用标准玻璃微电极技术记录心肌细胞电活动,由刺激器提供波宽1ms,频率1HZ,强度为1.5倍阈刺激的方波信号,以双极起博电极以场刺激驱动标本,产生动作电位,动作电位经微电极引出后,经镀氯化银的银丝输入微电极放大器,最后由计算机的医学信号采集及分析软件记录并分析跨膜动作电位。观察静息膜电位(RP)、动作电位幅值(APA)、0相最大上升速率(V<,max>)、复极50%的动作电位时程(APD<,50>)、复极90%的动作电位时程(APD<,90>)。
结果: (1)吗啡10<-5>mol/L、10<-4>mol/L、10<-3>mol/L可剂量依赖性的缩短乳头肌细胞的动作电位时程(APD),动作电位复极化50%时间(APD<,50>)及动作电位复极化90%时间(APD<,90>),APD由对照组的179.3±5.5ms分别降至171.0±4.9ms,163.7±6.6ms,149.5±7.8ms;APD<,50>由对照组的147.7±8.6 ms分别降至140.3±7.4 ms,129.7±2.6 ms,118.4±3.7ms;APD<,90>由对照组的164.1±5.7 ms分别降至159.8±9.5ms,148.3±5.5ms,133.5±6.3ms。(2)ISO(50μmol/L)可显著延长乳头肌细胞APD并诱发心室肌细胞产生早后除极(EAD),其发生率为100%,吗啡(10<-3>mol/L)可明显降低ISO所致的APD延长,并完全抑制ISO引发的早后除极(EAD)。(3)应用L型钙通道开放剂Bay K8644(0.25μmol/L)可增加动作电位的APD、APD<,50>、APD<,90>,吗啡(10<-3>mol/L)可完全逆转Bay K8644(0.25μmol/L)对乳头肌细胞的兴奋效应。(4)模拟缺血再灌注。缺血后,无论是对照组还是吗啡组,乳头肌的APD<,30>、APD<,50>、APD<,90>均随缺血时间延长而降低。再灌注后,对照组和吗啡组APD<,30>、APD<,50>、APD<,90>均随灌注时间延长而延长,再灌注15min时,对照组基本恢复到缺血前的水平。而在吗啡组时,在20分钟时才基本恢复到缺血前水平且对照组8例标本均发生了再灌注心律失常,而吗啡组未出现心律失常。
结论:吗啡可缩短正常乳头肌细胞的动作电位时程,并对抗ISO所致的EAD,抑制钙通道开放剂Bay K8644所致的APD延长。吗啡减少再灌注心律失常的发生,对缺血再灌注损伤有直接的电生理保护作用。吗啡的电生理效应与其抑制钙离子内流有关。