心臟自主神經重構與室性心律失常的關系及干預研究.pdf

1、心臟的正常生理功能受自主神經系統(tǒng)調節(jié)，支配心臟的自主神經系統(tǒng)包括交感神經和副交感神經系統(tǒng)，一般來說，副交感神經和交感神經對心臟的作用是拮抗的，交感神經興奮時，末梢釋放的去甲腎上腺素與心肌細胞膜上的腎上腺素能β受體結合，可導致心率加快，房室交界傳導加速、心肌收縮力加強。這些作用分別稱為正性變時作用、正性變力作用、正性變傳導作用;當副交感神經興奮時，節(jié)后神經元末梢釋放的遞質乙酰膽堿與心肌細胞膜上的M型膽堿能受體結合，可導致心率減慢、房室傳導

2、延遲和心肌收縮力減弱，甚至出現(xiàn)房室傳導阻滯，這些作用即負性的變時、變傳導和變力作用，在正常情況下，它們相互協(xié)調，使心臟在生物電和機械運動上實現(xiàn)同步而成為一個“合胞體”，實現(xiàn)心臟正常的泵血功能。許多病理狀態(tài)則會引起心臟自主神經病變，從而影響心臟的正常功能，糖尿病和心肌梗死是常見的引起心臟自主神經病變的疾病。
　　支配心臟的自主神經具有較高的可塑性，在心血管疾病的不同階段交感神經和迷走神經的活性有所變化。MI后心臟自主神經包括交感神經

3、和膽堿能神經重新分布，以交感神經再生為主，交感神經活性增加的同時迷走神經活性降低，造成心臟自主神經支配的不均衡分布。因此，心梗誘發(fā)的心臟自主神經異常會導致交感神經過度興奮，降低室性心律失常的閾值，出現(xiàn)危及生命的室性心動過速和室顫。心肌梗死后心臟神經再支配分布由神經生長因子(nerve growth factor, NGF)決定，也通過如semaphorin3A(sema3A)等化學驅動因子調控。sema3A是一種分泌型蛋白，調控軸突/樹

4、突生長和神經遷移。它觸發(fā)生長錐塌陷，抑制軸突生長，并在神經生長、心臟和外周血管張力等方面起重要作用。在本研究第二部分中，通過局部心肌內注射慢病毒攜帶的Sema3A-shRNA和靜脈注射重組Sema3A蛋白調節(jié)心臟Sema3A的表達來研究Sema3A在梗死心肌中對心臟自主神經分布的調控。我們的數據顯示，沉默Sema3A惡化交感神經過度支配，增加心肌腎上腺素水平和室性心律失常易感性。相反，外源性補充Sema3A減輕這些異常，并保護梗死心臟免

5、于室性心律失常發(fā)生。
　　DM與冠狀動脈粥樣硬化心臟病罹患率的增加密切相關，其使冠心病發(fā)病率顯著提高了至少2-4倍而被認為是冠心病的等效因子等危癥。此外，流行病學研究亦顯示，DM合并心肌梗死（myocardial infarction，MI）患者的死亡率明顯高于非DM患者，其中，室性心律失常(ventricular arrhythmias，VAs)及心源猝死(sudden cardiac death，SCD)是DM合并MI患者最常

6、見、最重要的死亡原因，但其中的具體機制目前仍尚不清楚。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病可導致心臟迷走-交感神經支配失衡及神經支配在空間上的不均衡，這可能是糖尿病心臟自主神經病變導致惡性心律失常事件高發(fā)的重要機制。此外，近年一系列研究證明MI后心臟自主神經存在增生、過度增生即神經重構現(xiàn)象，交感神經的過度增生與MI后期VAs和SCD的發(fā)生關系密切。但DM基礎上合并MI后是否仍存在交感神經重構，以及是否與糖尿病合并心肌梗死患者室性心律失常發(fā)生率較高有

7、關少有報道。本研究第三部分設計糖尿病合并心肌梗死的動物模型，觀察糖尿病合并心肌梗死后心臟自主神經的變化及其與室性心律失常易發(fā)性的關系。
　　第一部分 糖尿病大鼠心臟自主神經病變的特點及其對室性心律失常易感性的影響
　　目的:探討高血糖狀態(tài)對心臟自主神經損傷的特點及其對心臟電生理的影響，為DCAN的研究提供神經解剖學證據。
　　方法:雄性SD大鼠隨機分為2組:糖尿病組(腹腔注射鏈脲佐菌素(streptozotocin，S

8、TZ))及對照組（腹腔注射同等體積的生理鹽水），造模成功后上述兩組再隨機分為4組:3個月組(Control-3，n=10; STZ-3，n=12)和6個月組(Control-6，n=12; STZ-6，n=12)。成模3個月或6個月后所有成活大鼠分別利用心率變異性評估大鼠的電生理特性，并利用程序性電刺激誘發(fā)室性心律失常。利用免疫組化和實時RT-PCR法檢測左心室近端和遠端膽堿乙酰基轉移酶(cholineacetyltransferase

9、，ChAT，標記迷走神經)和酪氨酸羥化酶(tyrosine hydroxylase，TH，標記交感神經)陽性神經纖維及其相應的mRNA表達水平。
　　結果:STZ-3組糖尿病大鼠ChAT陽性神經纖維密度及其mRNA均有不同程度減低，尤以心臟遠端為著，但TH陽性神經纖維未見明顯減少。而STZ-6組大鼠心肌近端及遠端ChAT、TH陽性神經纖維均有明顯降低。反映交感神經活性的LF/HF比值在糖尿病大鼠中升高，尤其是STZ-6組糖尿病大鼠

10、。同時，STZ-6組糖尿病大鼠心律失常易感性顯著升高。
　　結論:糖尿病可導致心臟迷走-交感神經支配失衡及神經支配在空間上的不均衡，這可能是糖尿病心臟自主神經病變導致惡性心律失常事件高發(fā)的重要機制。
　　第二部分 Semaphorin3A干預對心肌梗死后心臟自主神經重構及室性心律失常的影響
　　目的:研究心梗大鼠semaphorin3A(sema3A)對心臟自主神經的調控和及其對心梗后室性心律失常(VAs)的影響。

11、r>　　方法:為了研究sema3A在梗死后心臟中的作用，在梗死心肌灶周分別注射攜帶Sema3A shRNA的慢病毒(沉默sema3A)及空白病毒，與此同時，靜脈注射重組Sema3A及空白對照（0.9％ NaCl溶液）來驗證sema3A的潛在治療效果。
　　結果:與空白心臟相比，梗死心肌sema3A的水平明顯升高。然而，sema3A沉默導致交感神經過度增生，心肌內去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)水平增高，室性心律失

12、常易感性增加。與此相反，靜脈內注射sema3A則減輕交感神經增生，同時改善心臟自主神經功能，并降低室性心律失常的易感性。與相應對照組相比，心臟梗死面積和心功能無明顯改變。
　　結論:沉默Sema3A惡化交感神經過度支配，增加心肌腎上腺素水平和室性心律失常易感性，相反，外源性補充sema3A上調其水平可以改善心電穩(wěn)定性，減少室性心律失常的發(fā)生，改善心肌梗死后的自主神經功能失調。因此，Sema3A可作為潛在的治療心臟自主神經異常致心律

13、失常的靶點。
　　第三部分 糖尿病兔心肌梗死后心臟交感神經重構及其與室性心律失常關系的研究
　　目的:探討糖尿病合并心肌梗死心臟交感神經重構的特點及機制，進一步明確糖尿病合并心肌梗死后心臟交感神經重構與室性心律失常的關系。
　　方法:選取40只新西蘭兔作為研究對象并隨機分為4組:對照組，DM組，MI組，DI(DM合并MI)組。心梗模型成模8周后進行心臟電生理檢查留取心肌標本，利用免疫組化檢測梗死灶周及左室游離壁心肌組織

14、中酪氨酸羥化酶(TH，標記交感神經)陽性神經纖維表達及分布;實時RT-PCR法檢測TH及神經生長因子(nerve growth factor，NGF)相應mRNA表達水平。
　　結果:DI組QTc以及QTcd長于對照組、DM組以及MI組，其室性心律失常易感性也顯著高于其他3組。DM組可觀察到交感神經失支配現(xiàn)象，表現(xiàn)為TH陽性神經纖維密度降低，MI組TH陽性神經纖維密度顯著增加，而DI組TH陽性神經纖維密度介于DM組與MI組之間，但