全麻药(吸入麻醉药和静脉麻醉药)对心肌细胞有变时、变力作用,如心脏节律的改变及心肌抑制。静脉麻醉药造成心率的变化多数是由于静脉麻醉药干扰自主神经系统的平衡所致,心脏的电稳定依赖于迷走神经、交感神经和体液调节之间的平衡。自主神经的作用是通过化学递质来完成的,交感神经通过释放去甲肾上腺素(Norepinephrine, NE)和肾上腺素(绝大部分是前者)作用于受体,激动时活化腺苷酸环化酶引起环磷酸腺苷(Cyclic Adenosine monophosphate, cAMP)变化,继而引起K+、Ca+、Na+等离子活动改变。迷走神经末梢通过释放乙酰胆碱(acetycholine, Ach),作用于心脏M受体(主要是M2受体亚型),抑制腺苷酸环化酶的活性,减少cAMP生成,调节细胞膜离子通道电流,进而影响心脏的电活动。迷走神经分布最多的部位为窦房结,其次为房室结,心室的迷走神经分布最少；而交感神经无此种上下分布差异,交感神经的节后纤维则分布于整个心脏。自主神经通过压力感受器、心肺感受器和化学感受器等组成的心血管反射实施对心脏节律的调节。如果交感和迷走神经之间相互制约机制不能达到平衡,即可使心内传导系统的功能发生改变。在围手术期常常使用多种麻醉药以达到一定的麻醉深度,大多数麻醉药对心脏具有负性变时变力作用,导致麻醉期间心血管系统的显著变化。近二十年来麻醉药物引起室性心律失常、窦性心动过缓、房室传导阻滞等的报道和研究逐渐增多,自主神经张力及均衡性改变在药物致心律失常中具有重要的作用。心脏交感神经张力增高可导致心动过速,室速室颤；迷走神经张力增高可导致窦房结、房室结功能异常,引起缓慢性心律失常及传导阻滞。麻醉药物所致的心律失常将给患者带来风险,因此充分了解麻醉药物致负性变时变力作用机制具有重要的临床意义。右美托咪定(Dexmedetomidine, Dex)是一种新型高效、高选择性的a2肾上腺素受体(α2-AR)激动剂,1999年美国国家食品药品监督局批准将其用于重症监护病房的镇静,在我国已进行辅助全身麻醉有效性和安全性的临床试验,Dex在围手术期麻醉和症监护病房中的使用已显示出优越性和应用价值。现已明确,Dex通过作用于大脑的蓝斑核发挥镇静催眠效应,主要通过作用于脊髓后角发挥抗伤害性感受效应,通过作用于外周及中枢共同发挥抗交感活性效应。Dex镇静作用具有独特的“清醒镇静”的特点,在接受长期机械通气的重症监护室患者,右美托咪定是不逊色于咪达唑仑和异丙酚维持轻到中度的镇静作用。近五来国内右美托咪定的研究呈大幅度上升趋势,从万方数据库的数据显示2010年的每百万期刊论文中命中4.78篇到2014年命中225.78篇,其中约百分之九十以上都是与Dex稳定血流动力学、抑制应激反应、减少麻醉剂及阿片类药物的用量、辅助镇静镇痛作用的优点有关,动物实验中Dex与器官保护作用的研究较多。临床医师除了关注Dex的疗效,亦应更加关注其安全性,促进其合理应用。国外文献报道低血压和心动过缓是Dex最常见的不良反应。两项Dex对儿童心内传导系统的研究中临床推荐剂量的Dex可能显著抑制窦房结和房室结功能,近年来也有使用推荐剂量的Dex后发生心脏停搏的病例报道,在患者身上发生与用药相关的心动过缓和房室传导阻滞等副反应尚未引起足够重视。Dex通过抑制交感神经活性使迷走神经占优势下引起心内传导系统功能的改变目前已基本明确,然而直接增加心脏迷走神经活性的机制尚无确切结论。第一章临床试验通过静息12导联心电图、经食道心房起搏技术获得心脏窦房结及房室结功能的电生理指标,观察产生中度镇静剂量的Dex对健康自愿者的心率、房室传导时间、室内传导时间、QT间期、校正QT间期、窦房结及房室结功能的影响,第二章临床试验观察Dex给药过程中青年人的心率变异性(heart ratevariability, HRV)变化,分析药物所引起的自主神经功能的变化规律。通过以上试验研究获得药物对心内传导系统影响的临床研究数据,为更好的预测药物使用过程中的不良反应提供客观的依据。缝隙连接(gap junction, GJ)介导心肌细胞间电偶联,为电兴奋的顺序传播构成细胞间的通路进而调控心肌同步收缩,缝隙连接通道的再分布和数量的改变可导致相应部位心肌组织的传导速度及方向发生改变。第三章观察Dex对家兔离体及在体心脏模型心率影响,观察Dex对心脏的直接影响,分析Dex对在体心脏心率影响的量效关系,确定制备家兔窦性心动过缓动物模型的药物剂量。第四部分通过Dex建立家兔窦性心动过缓动物模型观察窦房结缝隙连接蛋白Cx45、Cx31.9、Cx40表达的变化,初步探讨Dex致心脏负性频率和负性传导的作用是否与窦房结缝隙连接蛋白的表达量改变有关。第一章右美托咪定对健康自愿者心内传导系统的影响目的通过观察临床推荐剂量的右美托咪定对健康自愿者心率、房室传导时间、室内传导时间QT间期、校正QT间期、窦房结功能、房室结功能的影响,研究药物对心内传导系统影响。方法本试验用药前后进行自身对照。健康志愿者20名,受试者接受右美托咪啶1.0μg/kg负荷量(泵注时间大于10分钟),持续泵注量0.5μg·kg-1·h-1进行试验观察。于静脉泵注Dex前(to),静脉泵注Dex20min (t1)、静脉泵注Dex40min(t2)进行静息十二导联心电监测,自动分析记录心率、PR间期、QRS波宽度、QT间期、校正QT间期；并于t0、t1、t2时点记录收缩压(SBP)、舒张压(DBP)及血氧饱和度(SP02)。于Dex静脉泵注前、Dex静脉泵注后(30±5)min经食道左心房调搏测定窦房结恢复时间(SNRT)、校正窦房结恢复时间(CSNRT)、窦房结总恢复时间(TRT)。于Dex静脉泵注前(To)、Dex静脉泵注后15-20min(T1)及35～40min(T2)经食道左心房调搏测定房室结前传文氏点、2：1阻滞点；于Dex静脉泵注前(To)、Dex静脉泵注后(20±5)min(T1)、Dex静脉泵注后(50±5)min(T2)测定房室结相对不应期(AVNRRP)、房室结有效不应期(AVNERP)。结果(1)静息12导联心电图指标：心率用药后显著降低(P<0.05),PR间期用药后显著延长(P<0.05),用药后QRS波时限显著增加(P<0.05),QT间期用药后显著延长(P<0.05),校正QT间用药后无显著变化(P>0.05)；(2)窦房结功能指标：泵注Dex前后比较R-R间期、SNRT、CSNRT、TRT均较基础值显著延长(P<0.05)。(3)房室结功能指标：房室结前传文氏点、2：1阻滞点用药后T1和T2时点与To比较显著提前(P<0.05)；AVNRRP及AVNERP用药后T1和T2时点与T0比较均显著延长(P<0.05)。结论Dex药物注射后导致心率减慢,房室传导时间、室内传导时间、QT间期均延长,校正QT间期无显著变化,右美托咪定抑制窦房结及房室结的功能,各指标未达到病理性临床心脏传导系统改变的异常临界值。药物引起的心内传导系统不良反应存在明显的个体差异,基础迷走张力高的受试者临床麻醉推荐剂量的右美托咪定亦可导致严重的心动过缓和房室传导阻滞。第二章右美托咪定对青年人心率变异性影响的临床研究目的 观察右美托咪定对青年患者心率变异性(heart rate variability, HRV)的影响,观察药物给予过程中自主神经张力和均衡性的改变。方法24例择期手术的青年患者,按随机数字表随机分为2组(n=12)。所有临床观察均在早上8点至10点间进行,麻醉手术前C组泵入生理盐水,I组泵入Dex 1.0μg/kg负荷量,持续泵注量0.5μg·kg-1·h-1。分别于药物泵注前(To)、Dex静脉泵注后15-20min(T1)、Dex静脉泵注后45-50min(T2)通过数字化心电工作站监测给药过程中HRV时域指标及频域指标。HRV时域指标包括5min心搏总量、平均心室率、R-R间期值的标准差(SDNN)、相邻正常R-R间期差值的均方根(RMSSD)、相邻正常R-R间期差值≥50ms的心搏数占总R-R间期数的百分数(PNN50)；HRV频域指标包括标化低频功率(LFnorm)、标化高频功率(HF norm)、交感／迷走张力的平衡比值(LF/HF)的变化。结果(1)一般情况比较受试者男女构成比、年龄、身高、体重、BMI比较差异均无统计学意义(P>0.05)。(2)术中监测无创血压变化无显著差异(P>0.05),血氧饱和度用药后显著降低但仍在临床正常范围内(P<0.05)。(3)HRV的时域指标随时间变化趋势,与To时点基线值比较,C组各指标无显著变化(P>0.05),Ⅰ组各指标均有显著变化(P<0.05),T1、T2时点5min心搏总量、平均心室率均显著减低(P<0.05),T2时点的SDNN显著增高(P<0.05),T1、T2时点的]RMSSD、PNN50均显著增加(P<0.05)。时域指标组间比较,两组T0时点基础值比较无显著差异(P>0.05),Ⅰ组T1、T2时点的5min心搏总量、平均心室率较对照组显著降低(P<0.05),Ⅰ组T1、T2时点的SDNN、RMSSD、PNN50较对照组显著升高(P<0.05)(4)HRV的频域指标随时间变化趋势：与T0时点基线值比较,C组各指标无显著变化(P>0.05),Ⅰ组的LFnorm随时间变化无显著变化趋势(P>0.05),Ⅰ组的T1时点的HFnorm升高(P<0.05),Ⅰ组的T1时点的LF/HF显著降低(P<0.05),T2时点的LF/HF回升(P>0.05)。频域指标组间比较,两组T0时点基础值比较无显著差异(P>0.05),Ⅰ组的T1、T2时点的HFnorm较对照组升高,LF/HF在Ⅰ组T1时点较对照组降低(P<0.05),T2时点与对照组比较无显著差异(P>0.05)。结论HRV时域指标5min心搏总量、平均心室率、SDN、RMSSD、PNN50的结果,HRV频域指标LFnorm(nu)、HFnorm(nu)、LF/HF的结果提示给药过程中交感神经张力降低,迷走神经张力增高,交感与迷走神经张力平衡比值降低,负荷量泵注结束后心率最慢,迷走神经张力最高。第三章右美托咪定对家兔离体及在体心脏心率的影响目的：观察右美托咪定对家兔离体及在体心脏模型心率影响,以探讨其引起心动过缓的原因,分析药物对在体心脏心率影响的量效关系。方法制备家兔Langendoff离体心脏灌注模型24个,按随机数据表分为三组(n=8)。对照组(C组),右美托咪啶3、30ng/ml(El、E2组)。家兔麻醉肝素化后取出心脏,连接离体灌注装置,用95%01+5%C02混合气体平衡的K-H液进行恒温恒压逆行灌注,灌注5 min后切开左心耳,经左心房和二尖瓣,将心室内压球囊测压管送入左心室,测压导管的另一端连接生物信号采集处理系统监测心率(HR),左心室收缩压(LVSP),左心室舒张压(LVDP),左心室内压最大上升速率(+dP/dtmax),左心室内压最大下升速率(-dP/dtmax)指标。离体心脏在平衡灌注15min之后,C组持续灌注K-H液30min, E1、E2组分别灌注含Dex的3、30ng/ml的K-H液30min。所有指标于平衡灌注15min(T0)、灌注30min(T1)、灌注45min(T2)记录。在体家兔模型经耳缘静脉泵注不同剂量Dex(3、6、9、12、15μg/kg)于Dex静脉泵注前(T0)、Dex静脉泵注后15min(T1)、Dex静脉泵注后40min(T2)记录平均动脉压和心率,并分析Dex对心率影响的量效关系。结果：(1)离体组：固定分组进行不同时间点比较,结果显示三组HR、LVSP、 LVDP、±dP/dtmax不同时间点比较差异有统计学意义(P<0.05)；同一时间点对三组进行组间比较,HR、LVSP、LVDP、±dP/dtmax组间比较均无显著差异(P>0.05),离体心脏左心功能随时间逐渐下降,但组间比较无明显差异(P>0.05)。(2)在体心脏组除3μg/kg剂量组外负荷量泵注结束后10～15min心率显著下降(P<0.05),6、9μg/kg负荷剂量组40min后心率恢复基础水平(P>0.05),12.15μg/kg负荷剂量组40min后心率未完恢复到基础水平(P<0.05),不同剂量Dex与心率差值(基础心率-泵药后15min心率)/基础心率呈直线正相关关系(F=203.8243,P<0.001),相关系数r=0.948,决定系数R2=0.899。结论：不同灌注浓度的Dex对离体心脏HR, LVSP, LVDP, ±dP/dtmax无显著影响,Dex对窦房结及心肌无直接抑制作用,在保留自主神经的在体模型中药物剂量与心率减慢的幅度呈直线正相关(F=203.823,P<0.001,r=0.948,R2=0.899),自主神经在Dex致心动过缓中具有重要的作用。第四章右美托咪定致家兔窦性心动过缓模型中Cx45、Cx31.9和Cx40表达的变化目的：观察右美托咪定致家兔窦性心动过缓模型中心脏窦房结中缝隙连接蛋白Cx45、Cx31.9和Cx40表达量的变化,初步探讨Dex致心脏负性频率和负性传导的作用是否与缝隙连接蛋白的表达量改变有关。方法：成年健康新西兰家兔48只分为两组,每组24只分别按随机数字表分为三个亚组(n=8),通过耳源静脉注射Dex制备家兔窦性心动过缓模型,心率下降幅度为基础心率的30%以上为动物模型制备成功。戊巴比妥钠基础麻醉后,迅速完成获取心脏电生理指标、血压和心电图的基本操作。C组持续泵注生理盐水,D1组泵入Dex10μg/kg负荷量,持续泵注量5μg·kg-1·h-1,D2组泵入Dex 60μg/kg负荷量,持续泵注量30μg·kg-1·h-1,三亚组观察时间为药物开始泵注后60分钟,观察结束后迅速开胸取出心脏准确分离家窦房结组织,第一组窦房结组织通过免疫组化法检钡Cx45、Cx31.9、Cx40蛋白平均光密度,第二组窦房结组织通过实时荧光定量法检测Cx45、Cx31.9、Cx40基因相对表达量变化。结果不同实验组间比较结果显示；(1)t0时点三组MAP、HR的基础值比较无显著差异(P>0.05),组间比较的结果显示t1、t2、t3时点D1、D2组MAP显著小于C组(P<0.05),Dl组与D2组的MAP比较无显著差异(P>0.05)。组间比较结果显示t1、t2、t3时点D1、D2组的HR显著小于C组(P<0.05),t1、t2、t3时点与D2的HR显著小于D1组(P<0.05)。(2)基因相对表达量的变化：Cx45基因相对表达量D2组比C组显著增加(P<0.05),D2组比Dl组显著增加(P<0.05),D1组与C组比较无显著差异(P>0.05)；Cx31.9基因相对表达量Dl组比C组显著增加(P<0.05),D2组与C组、D1组与D2组比较无显著差异(P>0.05)；Cx40基因相对表达量D2组比C组显著增加(P<0.05),D1组与C组、D1组与D2组比较无显著差异(P>0.05)。(3)蛋白平均光密度的改变：Cx45蛋白平均光密度D2组比C组显著增加(P<0.05),D2组比D1组显著增加(P<0.05),D1组与C组比较无显著差异(P>0.05)；Cx31.9蛋白平均光密度D1组、D2组比C组显著增加(P<0.05),D1组与D2组比较无显著差异(P>0.05)；Cx40蛋白平均光密度D1组、D2组比C组显著增加(P<0.05),D2组比D1组也显著增加(P<0.05)。结论：10μg/kg以上剂量的右美托咪定可造成家兔窦性心动过缓,血压显著降低。右美托咪定可能通过引起缝隙连接蛋白基因表达量和蛋白表达量的变化影响心脏的电生理特性,心脏在窦房结区的传导速度有减慢的趋势。Dex导致的心脏负性频率和负性传导作用与心脏低导电性缝隙连接蛋白Cx45的增加,低导电性Cx31.9/Cx40异型缝隙连接通道表达增加可能有关。