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美国生理学杂志心脏循环生理学。2013年10月1日;305(7):H1020–H1030。
2013年7月26日在线发布。 数字对象标识:10.1152/ajpheart.00056.2013
预防性维修识别码:项目经理3798747
PMID:23893168

左右星状神经节对复极区域离散度和T峰至T端间期的调节

摘要

左星状或右星状神经节刺激(分别为LGSG或RSGS)与室性快速心律失常相关;然而,其电生理机制尚不清楚。我们评估了1)RSGS和LSGS期间心肌复极的区域离散度2)T波改变的区域电生理机制,包括与室性快速心律失常/心室颤动相关的T峰至T端(Tp-e)间期。在10只猪的心脏周围放置了一只56电极的袜子,两个星状神经节都暴露出来。在RSGS和LSGS之前和期间记录单极电图,以评估激活恢复间隔(ARI)和复极时间(RT),以及12导联心电图。LSGS和RSGS均增加复极离散度;LSGS组左室前壁和左室心尖部的区域离散度最大,而RSGS组右室后壁的区域离散性最大。基线、LSGS和RSGS离散度与Tp-e相关。RT离散度的增加是由于ARI离散度的增大,与Tp-e间期的增加相关(R(右)2=0.92 LSGS;和R2=0.96 RSGS)。LSGS期间,侧壁和后壁上的ARI和RT短于LV前壁(<0.01)以及在顶端与底部(<0.05),解释了T波矢量后移/下移。RSGS导致前壁与侧壁或后壁的ARI和RT缩短更大(<0.01)和基底与顶点(<0.05),解释了T波矢量前移/上移。LSGS和RSGS对局部心肌复极产生不同影响,解释了心电图T波形态。交感神经刺激与其促心律失常作用一致,可增加Tp-e间期,这与心肌复极离散度增加有关。

关键词:交感神经系统、室性快速心律失常、心肌复极

心脏性猝死(SCD)主要由室性快速心律失常[室性快速心率失常(VT)/心室颤动(VF)]引起,在美国造成300000多人死亡(47). 自主神经系统在VTs的发生中起着重要作用(3746)神经调节作为一种创新的治疗方法出现在这些心律失常的治疗中(1473334). 左星状神经节(LSG)刺激被认为是致心律失常的,与早期后去极化、延迟后去极化,整体心肌复极离散度以及基线和缺血期间心室颤动的发生率增加相关(1524262729). 右侧星状神经节(RSG)的作用尚不明确,在心律失常和弥散方面存在可变性(15192730). 双侧星状神经节刺激与心室复极方向的逆转有关(18). 最近成功的双侧星状神经节切除术表明RSG也可能参与心律失常的发生(1). 鉴于交感神经支配在调节VT中的重要作用,全面评估RSG和LSG控制区域心室复极和离散的电生理机制非常重要。先前的研究虽然为RSG和LSG的作用提供了重要的见解,但受到起搏或间接VF间期引起的心室不应期的限制,这两种技术都可以改变自主神经张力(13).

通过定义LSG和RSG刺激期间区域心肌弥散度之间的关系以及与SCD相关的心电图(ECG)复极指数(T波形态和向量)的变化,有助于进一步了解心律失常发生中的交感神经控制。在猪心脏中,LSG刺激将T波矢量移向后轴和下轴,而RSG刺激则使T波矢量前移和前移(31). 肾上腺素能刺激期间T波变化的机制尚不清楚,可以从局部心肌复极差异中获得潜在信息。此外,T峰至T端(Tp-e)间隔被发现是SCD的独立危险因素(28)VT前犬梗死模型的Tp-e间期延长(44); 然而,LSG和RSG刺激对该间隔的影响尚待确定。

本研究的目的是1)评估LSG和RSG刺激期间与VT/VF相关的局部心肌复极和复极离散度的变化,以及2)评估区域激活恢复间隔(ARI)和复极时间(RT)、整体ARI和ARI以及RT离散度的变化与T波形态和Tp-e的关系,这与室性心律失常有关。

方法

手术准备。

动物处理和护理遵循美国国立卫生研究院的建议实验动物护理和使用指南加州大学洛杉矶分校动物保护和使用委员会。动物实验方案由加州大学洛杉矶分校校长动物研究委员会批准。

雌性约克郡猪(n个=10)体重为25至40 kg的患者,肌注特拉唑(8–10 mg/kg)和芬太尼(50–100μg),然后插管并通气以维持CO的动脉分压238–42 mmHg。全麻采用吸入异氟醚(1.2-1.5%)和间歇注射芬太尼维持镇痛。动物接受正中胸骨切开术和双侧开胸术,以暴露心脏的前表面和后胸的交感神经。整个手术过程中持续静脉注射生理盐水,以维持低血。在手术结束时,通过静脉注射致死剂量的戊巴比妥钠(100 mg/kg)对动物实施安乐死。

星状神经节刺激。

暴露的LSG和RSG被电刺激5分钟,每个都使用连接到Grass S88双输出刺激器(Grass Technologies,West Warwick,RI)的铂双极电极。星状刺激由持续时间为5毫秒的重复方波脉冲组成,以5 Hz的频率传递,刺激幅度为4–10 V,与先前的研究类似(202131). 动物被随机分配接受LSG刺激,然后接受RSG刺激,反之亦然,两次刺激之间间隔30分钟。

血流动力学记录。

在超声引导下,使用连接至MPVS Ultra处理器(Millar Instruments,德克萨斯州休斯顿)的5-Fr猪尾12极导管,通过颈动脉鞘放置在左心室内,连续记录左心室(LV)压力。通过心脏超声和检查适当的节段容积信号来确定导管的正确位置。刺激开始时观察到左心室压力增加,证实刺激成功。通过股动脉测得持续收缩压(SBP)。

表面心电图记录。

使用动态心电图监测系统(H12+数字监护仪;威斯康星州密尔沃基Mortara Instruments)记录连续12导联心电图数据。正面电极置于标准位置。为了适应开胸手术程序,将胸前导联电极V1至V6放置在V6至V11位置的后部,以镜像标准、前部、胸前导引电极的放置并记录水平面。人工分析心电图。使用后置导联和肢体导联评估腹背(水平面)和上下(额面)的T波矢量变化。用最清晰的T波记录,从肢体导联的最大T波电压到T波结束,测量T波从峰值到结束的时间(Tp-e)。

血浆去甲肾上腺素分析。

为了确保星状刺激的血液动力学反应不是由于循环儿茶酚胺的改变引起的,在刺激星状神经节之前和期间还收集了外周动脉、静脉和冠状窦去甲肾上腺素(NE)。在闭塞期间用球囊导管收集冠状窦NE。虽然冠状窦NE水平可能不会直接反映NE的心室间质释放(因为它们更可能反映NE从冠状窦肌肉组织释放),但它们提供了充分LSG和RSG刺激的替代物。(10)使用灵敏度为1.5 pg/样品的超灵敏酶免疫联用分析法(ELISA 5200)测量NE浓度(Rocky Mountain Diagnostics),并使用ELISA微孔板阅读器(马萨诸塞州沃尔瑟姆Fisher Scientific)量化结果。最初对血液样本进行离心(1500,15分钟),在执行ELISA之前分离血浆部分。

ARI记录。

使用ARI方法测量局部心外膜动作电位持续时间(APD)。通过同时获得的细胞内记录和单相APD记录,ARI已被证实是APD的可靠替代物,并已在动物模型和人类中验证(61216224043). 简单地说,在每一张心电图中,活化时间被测量为电压的最小一阶导数时间(dV/dt吨)在去极化波中,固有偏转和RT被测量为最大dV/d的时间t吨复极波峰值附近(T波);差异ARI反映了电极部位的APD。最大力矩dV/dt吨已经证明与局部复极反应良好(8). 这种方法还具有允许同时测量心脏复极的优点。此外,为了本研究的目的,干预期间特定部位ARI的变化与微电极测量的APD的变化密切相关(6121622)该方法允许测量局部APD,而无需起搏、额外刺激或诱发心室颤动来改变自主神经张力。再极化时间定义为激活时间加ARI。

对于激活时间、ARI和RT分析,在心脏上放置一个56电极的柔性尼龙袜,使其包围整个心室心外膜。在LSG或RSG刺激之前(滤波器设置,0.05–500 Hz)和在使用专用动物Prucka Cardiolab EP系统(GE Healthcare,Waukesha,WI)刺激期间,获取所有电极的基线电图记录。获得心外膜、单极电图,并使用定制软件Scaldyn M(犹他大学盐湖分校)分析ARI。在峰值刺激之前和峰值刺激时,对每个电极的至少15张心电图进行分析。就本文而言,前部指动物的腹侧,后部指动物的背侧。心脏被分为八个部分:前左室、侧左室、后左室、前右室、侧右室、后右室、右室流出道或基底和心尖。在猪模型中,心外膜心尖部主要由左心室占据。分析了刺激对ARI持续时间和前后右心室和左心室、基底部和心尖部变化的影响。每个区域的电极中位数为5个,范围为4-7。使用Map3D(犹他大学)创建激活时间、ARI和RT极坐标图,以更好地描述LSG和RSG刺激期间ARI和RT的变化。

统计分析。

为了比较连续变量,配对的Studentt吨-采用检验或Wilcoxon秩和检验。对于区域分析,使用参数重复测量ANOVA模型比较ARI和RT的均值和方差,刺激类型(LSG/RSG)、位置及其相互作用作为固定效应,动物作为随机效应。NE浓度的基线变化用于评估星状体刺激的充分性。ARI和RT的整体离散度定义为从整个心室的所有电极记录的平均ARI的方差。ARI的区域离散度定义为某一区域内电极的方差。为了解释基线差异,还比较了复极离散度和Tp-e间期的变化,并将其定义为刺激值和基线值之间的差异除以基线值。除非另有说明,否则数据以平均值±SE表示。SAS9.1用于统计分析。A类<0.05的值被认为具有统计学意义。

结果

血流动力学和NE对星状神经节刺激的反应。

LSG和RSG刺激后血液动力学反应峰值分别出现在刺激后约1.3±0.16分钟和1.7±0.14分钟。RSG刺激使心率从71±3增加到109±5次/min,<0.05,全身收缩压从77.5±3.3到112±4.7 mmHg,<0.05,LV压力的最大一阶导数(dP/dt吨最大值)从974±131到2548±362 mmHg/s,峰值刺激时<0.05。LSG刺激对心率无显著影响(73±4至75±5次/min,=0.5),但全身收缩压从77.4±3.4增加到100.9±4.7 mmHg,<0.05,LV dP/dt吨最大值从930±156到2084±446毫米汞柱/秒。RSG刺激对心率的影响明显大于LSG刺激(< 0.01,图1). 在RSG期间,冠状窦NE从0.9±0.3 ng/ml增加到5.0±1.4 ng/ml,在LSG刺激期间,冠状静脉窦NE由0.9±0.2增加到8.4±5 ng/ml(LSG和RSG刺激与基线相比<0.05),中央动脉或下腔静脉NE水平无明显变化。当基线值正常化时,RSG刺激时血浆NE水平增加6.1±3.3倍,而LSG刺激时增加8.3±4.3倍;然而,RSG和LSG刺激之间的差异在统计学上并不显著(= 0.3).

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左星状神经节(LSG)和右星状神经神经节(RSG)刺激的血流动力学反应(LSGS和RSGS);顶部). RSGS和LSGS均导致收缩压(SBP)和最大压力一阶导数(dP/d)显著升高t吨最大值)而只有RSGS对心率(HR)有显著影响。刺激;bpm,拍数/分钟。

LSG和RSG刺激期间的心电图变化。

刺激RSG和LSG可增加Tp-e间期。RSG刺激使表面ECG上的Tp-e间期从64±2延长至73±2 ms,= 0.03. 使用Bazett公式调整刺激期间与基线相比Tp-e间期的差异,以调整心率(从基线时的Tp-e 67±2到刺激期间的98±3 ms,< 0.01). LSG刺激也显著延长了表面心电图上的Tp-e间期,从68±2延长到108±5 ms,< 0.001. 当对心率的最小变化进行调整时,这种延长仍然显著(从71±2到112±5ms,< 0.01),图2LSG刺激比RSG刺激延长Tp-e间期更长(< 0.05,图2). 除了Tp-e增加外,还注意到T波矢量的变化。基线时,水平方向(前后方向)和额叶方向(上下方向)的T波矢量是可变的。在RSG刺激期间,所有动物的T波矢量从21.1±19.1°前移(腹侧)至106.7±15°(图3)从73.1±8.6°至283.8±5.7°向RV倾斜(图4). LSG刺激有相反的效果。在LSG刺激期间,所有动物的T波矢量在水平面从15.5±18°向后(背向)移位至315.3±8.5°,在额面从78.1±5.3°向下移位至90.6±5.3°(图3和44).

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星状刺激后T峰至T端(Tp-e)间期的变化。显示了一只动物RSGS和LSGS期间aVF导联中的T波变化示例。在RSGS和LSGS期间,与基线相比,Tp-e增加,尽管LSGS时这些变化更大。

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水平面上T波矢量的偏移与复极相关。顶部:分别在RSGS和LSGS期间水平面上的T波矢量变化。白色三角形表示刺激前这些动物体内的向量。请注意,在RSGS期间,T波矢量向前移动,而在LSGS期间矢量向后移动。这些变化反映了刺激期间复极的变化。在RSGS期间,前壁表现出最短的激活恢复间隔(ARI)和复极时间(RT),而在LSGS期间的左心室(LV)和右心室(RV)的后壁和侧壁表现出最大最短的ARI和RT。区域RT的差异解释了T波矢量在LSGS期间向后移动,在RSGS期间向前移动*在刺激期间,比较左室前壁与左室外侧壁和左室后壁的ARI和RT以及右室前壁和右室外侧壁与右室后壁之间的ARI与RT时,<0.05。†当比较基线左室前壁和左室后壁时,<0.05。矢量箭头周围阴影区域中的三角形表示刺激期间T波矢量的SD。

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额叶平面T波矢量的偏移与复极相关。顶部:分别在RSGS和LSGS期间,正面的T波矢量变化。白色三角形表示刺激前这些动物体内的向量。请注意,在RSGS期间,T波矢量优先偏移,而在LSGS期间矢量优先偏移。RSGS期间,ARI(最大ΔARI)和RT的最大缩短发生在基底部,而LSGS期间ARI和RT的最短缩短发生在LV和RV的顶点。RT的根尖差异解释了在LSGS期间T波矢量的移动不如RSGS期间的T波矢量移动。矢量箭头周围阴影区域中的三角形表示刺激期间T波矢量的SD。请注意,RT中反映T波矢量的区域变化是由ARI的变化驱动的。

区域ARI和RT对RSG和LSG刺激的反应。

插座电极配置示例如所示图5LSG刺激期间激活时间的平均值或标准偏差与基线相比没有显著差异(49±3.5 vs.48±3.0 ms,=无显著性)和RSG刺激期间与基线相比(53.3±2.5 vs.52.5±3.0 ms,=不重要)。此外,在激活时间上没有观察到明显的区域差异。基线检查时,左前壁的平均ARI和RT与左后壁相比有显著差异(平均ARI为487±25 vs.452±27 ms,平均RT为528±26 vs.504±27 ms,<0.05),但左室前壁和左室外侧壁之间无统计学差异(ARI为477±25 ms,RT为528±26 ms,= 0.1). RT的差异是由于ARI的差异造成的。LSG刺激期间,左室前壁平均ARI降至460.9±23 ms(RT=510±24 ms),左室外侧壁ARI降至414.6±25 ms(RT=465±25 ms),右室后壁降至383±29 ms(RT=334±28 ms)。因此,在LSG刺激期间,与左室前壁相比,左室后壁的平均ARI和RT较短(<0.01)和LV侧壁(< 0.05). RV的区域ARI和RT遵循与LV相同的模式。平均ARI从470±27降至464±24 ms(<0.05),从474.1±26到456±25.5 ms,从468±28到421±32 ms(<0.05)。前壁上的平均RT从524±28降至515±24 ms,RV侧壁上的RT从528±26降至507±26 ms,而RV后壁上的RT从521±30降至472±31 ms。因此,与RV前壁相比,LSG刺激期间RV后壁的ARI和RT最短(<0.01)和RV侧壁(< 0.05). 因此,LSG刺激大大加剧了基线时存在的任何区域性复极差异,对LV和RV后壁产生最大影响。区域RT的这些变化解释了LSG刺激期间T波矢量在水平面后移的原因(图3).

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插座电极配置。心脏上的插座电极(A类)极坐标图的电极位置(B类)显示了用于一般ARI和RT的。左前降支。

然后,我们比较了基线和LSG刺激期间RT和ARI的基础与根尖差异,以了解是否可以解释LSG刺激过程中心电图T波矢量的下移。基线时平均ARI为468.3±19.6,基线时降至447.9±26.5 ms;基线时心尖的平均ARI为483±16,在LSG刺激期间降至402.6±24.8ms。RT遵循与ARI相同的模式。在心脏底部,平均RT为523±27,降至500±26 ms。在心尖,基线RT为537±25,在LSG刺激期间降至451±24 ms。因此,在LSG刺激期间,根尖ARI和RT的差异进一步加剧,根尖的平均RT比根尖短得多(<0.05),解释了T波矢量偏移的劣化(图4). 根尖叶RT的差异是由于ARI的差异,因为激活时间没有显著变化。

在RSG刺激期间,平均ARI从491±18 ms降至276±26 ms,平均RT从543±16降至320±24 ms(<0.01)。在左室侧壁,平均ARI从470±18降至284±29 ms,平均RT从541±18降至346±27 ms(<0.01),左室后壁的平均ARI从450±16变为305±23 ms,平均RT从502±15变为359±22 ms(< 0.01). 在RSG刺激期间,左室前壁与后壁的平均ARI和RT有显著差异(<0.01)和左室侧壁与左室后壁(<0.05),左前壁缩短大于左外侧壁,左外侧壁缩短大于右后壁。RV的区域平均ARI和RT反映了LV的区域均值,RV前壁的平均ARI与RT分别从470.9±21.3缩短至270.3±27.8 ms,从522±19缩短至311±24 ms(< 0.01). 在RV侧壁上,平均ARI从469±21降至271±28 ms(<0.01),平均RT为521±19至326±26 ms,< 0.01. 在RV后壁上,平均ARI从464±20变为295±28 ms,平均RT从519±21变为346±24 ms(< 0.01). 与后壁相比,心脏前壁的RT较短(RV前部与RV后部<0.01右心室外侧与右心室后侧<0.05)可以解释为什么在RSG刺激期间T波矢量向前移动。然而,RT的变化主要是由ARI的变化驱动的。然后,我们研究了RSG刺激期间平均ARI和RT的根尖区域差异。基线时心脏底部的平均ARI为468±20 ms,降至272±28 ms(<0.01),在RSG刺激下,心尖平均ARI为483±16 ms,在刺激期间降至308±29 ms。在激活时间没有改变的情况下,RT变化与ARI变化一致,心脏底部的RT从514±17降至318±22 ms,心尖部的RT从529±13降至354±22 ms。因此,在RSG刺激期间,心底的RT比心尖部短(<0.05),更好地解释了T波矢量偏移(图4). 一种动物的激活、ARI和RT极坐标图示例如所示图6。基线检查时以及RSG和LSG刺激期间的区域分析表明,基线检查时平均ARI和RT的任何区域差异都会加剧,有时会完全逆转。

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基线和响应RSGS和LSGS的激活时间、ARI和RT。激活时间极坐标图(顶部),急性呼吸道感染(中间的)、和RT(底部)由短袜电极产生的电流显示在基线处(左边),RSGS期间(中间的)和LSGS期间(正确的)对于一只动物来说。RSGS显示左室和右室前壁的ARI和RT较短。然而,在LSGS期间,后壁和侧壁的ARI和RT比其他区域短。注意,基线时以及RSGS和LSGS期间,激活时间没有显著的区域差异,这表明导致区域复极差异的主要变化是由于ARI(局部动作电位持续时间)而不是激活时间。

RSG和LSG刺激导致ARI的全球和区域扩散。

考虑到平均激活时间或激活时间方差没有全局或区域变化,ARI的离散度与RT的离散度相同。在LSG刺激期间,心外膜复极的离散度从534±127增加到1574±198 ms2(< 0.01). 所有10只动物的平均心外膜ARI(和RT)离散度增加。此外,LSG刺激在10只动物中有4只自发引起心室颤动。这在没有起搏或心室颤动诱导的情况下发生,并证实了先前研究的结果,即LSG刺激会增加心室颤动的发生率(59). RSG刺激使心外膜复极离散度从678±70增加到958±131 ms2< 0.05. 在八个猪心脏中,RSG刺激增加了离散度,而在两个心脏中,整个心外膜离散度降低。RSG刺激导致一只动物出现心室颤动。基线检查时、RSG和LSG刺激期间的心外膜复极整体离散度与基线检查时和刺激期间的Tp-e间期相关(R(右)2= 0.6,< 0.01). LSG和RSG刺激期间平均RT(和ARI)的变化与表面心电图上的Tp-e间期增加密切相关并呈线性增加(R(右)2= 0.92,LSG刺激<0.01,以及R(右)2= 0.96,对于RSG刺激,<0.01)(图7). 这意味着,特别是在基线检查时,尽管可能有其他因素调节Tp-e间期,但交感刺激通过增加心脏心外膜表面RT的离散度来增加Tp-e间隔,将Tp-e作为心律失常前心电图标记物与解释心律失常前的潜在心肌机制联系起来。

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基线及RSGS和LSGS期间Tp-e间期与心外膜离散度的相关性。Tp-e与基线及RSGS和LSGS期间的心外膜离散度相关(左边). 当校正基线Tp-e间期时,Tp-e间隔的变化与离散度的变化密切相关(中间的正确的)在RSGS和LSGS期间,表明Tp-e间期的增加与心外膜复极离散度的增加密切相关。然而,在基线检查时,可能还有其他因素影响Tp-e间期。

基线检查时左心室或右心室的离散度没有显著的区域差异。虽然大多数区域在LSG刺激下心外膜ARI增加,但并非所有区域的离散度都增加。LSG刺激导致左室前壁和心尖ARI离散度最大,从265增加。±25至2381±929毫秒2(=0.028)和从308±62到2390±750 ms2(=0.014)。心尖部和前壁心外膜离散度明显大于右心室前壁、右心室外侧壁、右心房后壁、右室流出道和左心室后壁(<0.05(对于区域比较)。然而,RSG刺激导致RV后壁弥散度增加最大,从450±124 ms增加到940±198 ms2(= 0.04). 右心室后壁上的离散度大于左心室后壁(<0.01),左心室侧壁(=0.02),RV侧壁(=0.048),RV前部(<0.01),和顶点(= 0.02). 因此,在RSG和LSG刺激期间,ARI最长的区域的离散度最大,这表明重叠神经支配的区域最容易在LSG和RSG刺激期间复极离散度增加(图8).

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ARI的全局和区域心外膜离散度。显示了基线(BL)以及RSGS和LSGS期间ARI的全局心外膜离散度(左边). 注意RSGS和LSGS局部动作电位持续时间的离散度增加。显示了区域离散度对RSGS和LSGS的响应(中间的正确的). 显示了RSGS期间所有8只动物的区域心外膜离散度的平均变化。注意,尽管所有区域的离散度都增加了,但RSGS期间RV后壁的离散度最大。在LSGS期间,尽管所有区域的复极离散度都有所增加,但与RSGS期间不同,最大的离散度出现在左室前壁和心尖*LSGS期间左心室前壁和心尖与左心室后壁、右心室前壁、右室外侧壁、右心房后壁和右心室流出道(RVOT)的比较<0.05。†右心室后壁与左心室前壁、左心室外侧壁、左室后壁、右心室前壁,右心室外侧壁和右心室流出道的比较<0.05。

讨论

主要发现。

交感神经刺激期间心肌复极离散度的增加增加了Tp-e间期。这是本研究的一个新发现,并有可能解释这种促心律失常的SCD心电图标志物的潜在机制。

LSG刺激引起左室前壁和心尖部最大的区域弥散;RSG刺激导致RV后壁上的最大区域弥散。这是第一项评估这一重要差异的研究。

最大弥散发生在每个星状神经节具有相对稀疏的功能神经支配的区域。在这项研究中,刺激期间最大ARI离散度并不是发生在ARI最大缩短的区域。尽管ARI缩短最大的区域与离散度增加相关,但离散度最大的区域通常出现在平均ARI最长的区域。

LSG刺激导致RV和LV侧壁和后壁ARI和RT缩短最大。与LSG刺激后的心脏基底部相比,心尖部ARI和RT缩短也更大;这些发现对本研究来说也是新颖的。RT中的这些变化反映并可能解释心电图T波向量的变化,在LSG刺激期间,T波向量向后和向下移动。

相反,RSG刺激导致左室和右室前壁心外膜ARI和RT最大缩短。此外,与心尖部相比,ARI和RT缩短在基底部发生得更多。这些根尖改变以前没有报道过。这些RT变化再次反映了在RSG刺激期间向前和向上(朝向RV基底)移动的T波矢量变化。

RSG和LSG刺激:心外膜RT和ARI离散度和Tp-e间期。

Tp-e间期正在成为SCD风险增加的一个新的有力标志(28). 在获得性长QT综合征患者中,山口等(41)显示Tp-e间期比QT离散度或QTc更能预测尖端扭转型心肌病。运动后LQT1患者的Tp-e间期增加(36). 此外,在肥厚型心肌病患者中,Shimizu等人(35)表明Tp-e而非QTc预测SCD。在有VT和器质性心脏病病史的患者中,延长Tp-e与诱发性和自发性室性心动过速相关(39). 据报道,Tp-e与整个心脏离散度相关,而不是纯粹的跨室壁离散度(25). 在本研究中,基线和刺激期间的Tp-e间期与复极离散度相关。由于QRS或激活时间没有变化,因此RT中的离散由ARI中的离散驱动。这一发现也证实了Izumi等人之前的研究(14)这表明肢体心电图导联上的Tp-e间期反映了总体空间离散度,而非跨壁离散度(14). 重要的是,我们已经表明,Tp-e间期随着交感神经刺激而增加,并且这种增加与心外膜复极离散度的增加密切相关。当QRS恒定时,Tp-e间期反映了第3阶段APD复极。肾上腺素能刺激对IKs的重要作用第3阶段APD的差异可能暗示了本研究中观察到的Tp-e间期和复极离散度之间的强烈联系背后的机制。因此,本研究提供了对肾上腺素能刺激、促心律失常之间的联系以及Tp-e间期作为SCD表面心电图标记物的强可预测性背后的原因的见解。

在本研究中,LSG刺激比RSG刺激更能增加复极离散度,对Tp-e间期的影响更大,且更易诱发心律失常,导致40%的动物自发心室颤动。此前也有报道称,在缺血和正常犬、猪心脏中,LSG刺激引起的弥散度和心律失常增加(2324262738). 在开胸犬中,电刺激LSG、左中颈、心肺左尾极或腹外侧神经导致22只正常犬心脏中的13只发生VT,等时标测显示最早的电刺激发生在心室后部(5). 室性心动过速的可能性与冠状窦NE水平升高相关(23). 电刺激左锁骨下袢、LSG和双侧星状神经节增加缺血期间室性心律失常的发生率(911). 此外,通过测量局部心室颤动间隔,Opthof等人(26)结果表明,LSG刺激可以通过缩短非缺血部位的不应期而增加不应期,同时在冠状动脉闭塞期间不改变或增加缺血部位的应期,从而增加缺血边界的不应度离散度14-59%。另一方面,在心肌梗死犬模型以及缺血性和非缺血性心肌病患者中,左颈胸交感神经切除术已被证明可以减少室性心律失常的负担(43234). 我们的研究结果与上述研究结果一致,即星状神经节刺激增加的整体心外膜离散度大于RSG刺激。

目前,尚不清楚哪些患者从左颈胸交感神经切除术和右颈胸交感觉神经切除术中获益,并且考虑到某些心肌病更可能影响心肌的特定区域,了解交感神经刺激对正常心肌(包括右心室)区域变化的影响变得重要。在某些冠状动脉分布中出现的结节病、ARVD或瘢痕等病理过程中,发生最大弥散的心肌区域可能具有特殊意义。这项研究首次证明,LSG刺激在前壁和心尖造成最大弥散,而RSG刺激在RV后壁造成最大弥散度。以前的研究证明,通过RSG刺激评估弥散度存在争议,可能是因为电极数量少,或者缺乏对某些区域的采样,例如RV后基底壁。令人惊讶的是,ARI缩短最快的区域并没有出现最大离散区域。虽然LSG刺激期间左室外侧壁和后壁等缩短最大的区域实际上也显示了弥散度的增加,但弥散度最大的区域总是在功能神经支配最不明显或ARI最长的区域。这意味着在LSG或RSG功能神经支配期间,弥散度显著增加可能是由于特定星状体的交感神经分布稀疏且不均匀,这两个星状体通常会重叠。

RSG和LSG刺激:区域变化和T波相关性。

1966年,Yanowtiz等人(42)结果表明,右侧星状切除术对前壁有效不应期影响最大,而左侧星状切除对后壁影响最大。随后,在1975年,Kralios等人(17)结果表明,反复心脏神经刺激(RSG分支)和腹内侧心脏神经刺激术(LSG分支)导致室间隔和前壁不应期缩短。心腹外侧神经(LSG的另一分支)在心脏后部产生了明显的难治性变化。同一项研究还发现,在反复和腹内侧心脏神经刺激的情况下,单个心电图导联上的T波倒置,而腹外侧心脏神经刺激增加了导联上T波的阳性率(17). Armour等人(2)通过刺激星状神经节的不同分支以及犬心脏中的神经节本身,观察到心肌收缩力的局部变化。刺激RSG后,RV的收缩力增加,而刺激左腹外侧心脏神经则增加了LV后壁的收缩力。Opthof等人在研究交感神经刺激期间停跳犬心脏的心室颤动间期时(27)结论是,在一些心脏中,LSG对后壁的影响最大,而在其他心脏中,对前壁的影响更大。此外,RSG刺激主要支配前壁。我们的研究在猪模型的某些方面证实了这些发现。然而,我们的数据表明,与犬类模型相比,猪模型中的区域变化可能表现出较小的动物间变异性。我们进一步使用ARI方法通过LSG和RSG对心肌的功能性神经支配进行了更详细的区域评估。与可以改变自主神经张力的刺激外起搏或心室颤动不同,ARI记录的优点是可以同时进行测量,而不会引起交感神经输出的显著变化。本研究表明,心肌的几乎所有区域都受LSG和RSG的支配。LSG刺激期间功能神经支配最少的区域是左室前壁和右室前壁及基底。最大的功能神经支配发生在左室中外侧、后壁和心尖。另一方面,RSG刺激导致左室和右室前壁和侧壁ARI缩短最大。LSG为心尖提供更大的功能性神经支配,而RSG似乎比心尖提供更多的心脏基底,尤其是RV基底,这是本研究中的一个新发现,具有潜在的临床意义。这些发现也与散斑追踪超声心动图获得的机械应变数据一致,该数据显示,在LSG和RSG刺激期间,我们观察到ARI最短的区域的径向和周向应变增加(45). 心外膜局部RT改变反映并可能解释表面ECG结果,从而进一步了解LSG与RSG刺激相比T波改变的机制。LSG刺激期间,T波矢量在水平面向后移动,在额面向下移动,与LV和RV后壁和心尖的较短RT一致。RSG刺激期间出现相反的变化,T波矢量指向前方和上方,反映了RT下降最大的区域,这些区域发生在RV和LV前壁和基底部。

限制。

全身麻醉剂异氟烷可以抑制交感神经活动,并可能影响我们的结果,尽管我们在所有动物中保持药物浓度不变且相似。然而,在本研究中,在LSG和RSG刺激期间均观察到强烈的血流动力学反应,因此我们的结果可能代表了对星状神经节刺激真实效果的保守估计。刺激RSG对ARI和RT的影响没有校正心率,因为在正常生理反应期间,刺激RSG也会增加心率。此外,心率对离散度的任何影响在生理上都很重要。最后,心率不会影响RSG刺激中分散或缩短的区域差异比较,这是本研究的主要目标。由于缺乏心内膜和壁内记录,因此在此模型中未研究交感神经刺激对心内膜和跨壁弥散的影响。因此,本研究只能探讨复极时心外膜离散度对Tp-e间期的影响。

结论。

本研究表明,在具有完整自主神经支配的活体猪模型中,LSG刺激的左室前壁和心尖的区域弥散最大,LSG的功能神经支配减少的区域,而RSG刺激导致右室后壁和右室后基底的最大弥散,RSG功能性神经支配减少的区域。此外,功能性区域神经支配不遵循冠状动脉分布,LSG和RSG的心肌控制可能代表心脏的胚胎发育。区域RT变化为肾上腺素能刺激期间观察到的表面心电图T波变化提供了潜在的机制性见解。最后,我们发现肾上腺素能激活增加了Tp-e间期,这是SCD的一个危险因素,整体离散度的变化程度与Tp-e的变化相关,进一步证实了心肌的变化与肾上腺素能激活的促心律失常作用一致。

赠款

M.Vaseghi获得AHA全国院士到教师过渡奖的支持11英尺5550004;。K.Shivkumar得到了R01-HL-084261; RO1-HL-067647.

披露

作者未声明任何利益冲突,无论是财务还是其他方面。

作者贡献

M.V.、W.Z.、O.A.A.、R.L.L.、M.M.L.、K.S.和A.M.研究概念和设计;M.V.、K.Y.、W.Z.、O.A.A.、R.L.L.和M.M.L.进行了实验;M.V.、K.Y.、A.S.、W.Z.、R.L.L.、M.M.L.、K.S.和A.M.分析数据;M.V.、K.Y.、A.S.、W.Z.、O.A.A.、R.L.L.、M.M.L.、K.S.和A.M.解释实验结果;M.V.、K.Y.、A.S.、W.Z.、K.S.和A.M.准备的数字;M.V.、K.Y.、K.S.和A.M.起草的手稿;M.V.、A.S.、W.Z.、O.A.A.、R.L.L.、M.M.L.、K.S.和A.M.编辑和修订手稿;M.V.、K.Y.、A.S.、W.Z.、O.A.A.、R.L.L.、M.M.L.、K.S.和A.M.批准了手稿的最终版本。

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文章来自美国生理学杂志-心脏和循环生理学由以下人员提供美国生理学会