劉慧霞

(菏澤醫(yī)學(xué)專科學(xué)校，山東菏澤274000)

硫化氫對異丙腎上腺素所致早后除極和觸發(fā)活動的影響

劉慧霞

(菏澤醫(yī)學(xué)?？茖W(xué)校，山東菏澤274000)

目的探索硫化氫對異丙腎上腺素所致豚鼠乳頭肌早后除極及觸發(fā)活動的影響。方法應(yīng)用細(xì)胞內(nèi)玻璃微電極技術(shù)記錄豚鼠乳頭肌動作電位，用異丙腎上腺素誘發(fā)早后除極和觸發(fā)活動，觀察硫化氫對早后除極和觸發(fā)活動的影響。結(jié)果1）含異丙腎上腺素(50 nmol/L)的K-H液灌流可引起豚鼠右心室乳頭肌產(chǎn)生早后除極并出現(xiàn)觸發(fā)活動，有時觸發(fā)活動會出現(xiàn)持久的節(jié)律性活動。2)NaHS(100、200μmol/L)預(yù)處理可顯著降低異丙腎上腺素誘發(fā)的早后除極波幅及發(fā)生率和觸發(fā)活動的發(fā)生率（**P＜0.01），NaHS 200μmol/L還明顯延長早后除極的潛伏期（*P＜0.05）。結(jié)論硫化氫抑制異丙腎上腺素所致早后除極及觸發(fā)活動的發(fā)生。

硫化氫；早后除極；觸發(fā)活動

早后除極(early afterdepolarization,EAD)發(fā)生在動作電位(action potential,AP)尚未結(jié)束前，是在AP復(fù)極2相或3相過程中出現(xiàn)的膜電位的瞬時性或振蕩性改變，常伴隨AP時程的延長。當(dāng)EAD幅度＞10mV時，形成非驅(qū)性AP，稱為觸發(fā)活動(Triggerd activity, TA)。許多臨床和實(shí)驗(yàn)室研究均表明EAD和TA在QT間期延長中發(fā)揮重要作用[1]，導(dǎo)致長QT間期綜合征，由此引起人們對EAD研究的高度重視。

硫化氫（H2S）作為繼一氧化氮（nitric oxide，NO）、一氧化碳（CO）之后的第三種新型內(nèi)源性氣體信號分子，它不但可以在體內(nèi)內(nèi)源性的產(chǎn)生，并發(fā)揮重要的生理調(diào)節(jié)功能[2-4]。研究發(fā)現(xiàn)它對于整個心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)具有重要的作用。而目前H2S與疾病關(guān)系的研究較少，有關(guān)H2S在一些心血管疾病如心律失常方面作用的研究尚未見報道。本文采用微電極技術(shù)，研究硫化氫對異丙腎上腺素（Iso）所致豚鼠離體心室乳頭肌EAD及TA的影響，旨在為硫化氫的抗心律失常作用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1主要試劑硫氫化鈉(NaHS)，購自美國Sigma公司，其它試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2實(shí)驗(yàn)動物健康純色雄性豚鼠8只，體重300～400 g。

1.3主要實(shí)驗(yàn)儀器多道生理信號采集處理系統(tǒng)RM6240BDJ型、微電極放大器SWF-2型、數(shù)字式超級恒溫浴槽HSS-1型、微電極拉制儀WD-1型均購自成都儀器廠，微推進(jìn)器CZ-6型(上海儀表機(jī)械制造廠)、電子蠕動泵DDB-300型(寧波石浦海天電子儀器廠)、酸度計(jì)SPM-10A型(梅特勒-托利多儀器上海有限公司)。

1.4營養(yǎng)液成份正常K-H液成分(mmol/L):NaCl 118.0，KCl 4.7，CaCl22.5，MgSO4·7H2O 1.6，KH2PO41.2，NaHCO325.0，葡萄糖11.1。

1.5方法將豚鼠擊昏后迅速打開胸腔，取出心臟，置于95%O2、5%CO2氧飽和的0～4℃K-H液(pH值7.38±0.03)中，輕輕擠出積血，沿前室間溝右緣剪開右心室，選擇分支少、大小約0.6mm×1mm×3mm的柱狀乳頭肌，用線結(jié)扎腱索端剪下乳頭肌，用不銹鋼針固定于標(biāo)本槽底部的硅膠上。用35.5±0.5℃的K-H液恒溫恒速灌流乳頭肌，流速為4mL/min。將尖端電阻10～20MΩ、充灌KCl(3mol/L)的玻璃微電極尖端插入乳頭肌標(biāo)本，由刺激器提供波寬1ms，頻率2Hz，強(qiáng)度為1.5倍閾刺激的方波信號以場刺激驅(qū)動標(biāo)本，生物電信號經(jīng)微電極放大器放大后，經(jīng)RM6240BDJ型多道生理信號采集處理系統(tǒng)輸入計(jì)算機(jī)。標(biāo)本在正常的K-H液中平衡1 h后，改用含Iso (50 nmol/L)的K-H液灌流，誘發(fā)EAD和TA，記錄EAD的潛伏期、幅值和發(fā)生率，TA的發(fā)生率。然后分別預(yù)先用含NaHS(50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L的K-H液灌流10min，隨后再加入含Iso(50 nmol/L)的K-H液灌流標(biāo)本，記錄EAD和TA各參數(shù)，最后用KH液沖洗至AP恢復(fù)正常。

2結(jié)果

2.1異丙腎上腺素誘發(fā)早后除極及觸發(fā)活動特性

Iso 50 nmol/L使豚鼠乳頭肌AP的復(fù)極時間明顯延長，但不影響除極過程。在延長復(fù)極時間的過程中，可誘發(fā)豚鼠乳頭肌出現(xiàn)EAD，并可發(fā)展為TA，甚至可見TA發(fā)展為持久的節(jié)律性活動，此外，有的還會伴有遲后除極的出現(xiàn)。

2.2硫化氫對Iso所致早后除極及觸發(fā)活動的影響

NaHS 50μmol/L對Iso所誘發(fā)的豚鼠乳頭肌早后除極和觸發(fā)活動無明顯影響，NaHS 100μmol/L可顯著降低EAD幅度及EAD和TA發(fā)生率，NaHS 200μmol/L還明顯延長TA潛伏期。見表1。

表1 HS對Iso所致豚鼠乳頭狀肌EAD及TA的影響（±s）2

表1 HS對Iso所致豚鼠乳頭狀肌EAD及TA的影響（±s）2

*P＜0.05，**P＜0.01。

組別n EAD TA發(fā)生率（%）潛伏期（min）幅值（mV）發(fā)生率（%）Iso(50 nmol/L)8 100 16±9 21±3 100 NaHS（50μmol/L）8 100 18±7 18±2 100 +Iso(50 nmol/L) NaHS（100μmol/L）8 75**27±18**11±6 62** +Iso(50 nmol/L) NaHS（200μmol/L）8 50**37±18**4±3*38** +Iso(50 nmol/L)

3討論

觸發(fā)活動根據(jù)其時相特征分為早期后除極化（EAD）及延遲后除極化（delayed afterdepolarization，DAD）兩種類型。目前認(rèn)為凡能使動作電位2、3時相正離子內(nèi)流增加或外流減少的因素均可延長動作電位和復(fù)極時程，從而引起EAD[5-6]。Ca2+內(nèi)流，可使心肌細(xì)胞動作電位平臺期延長，復(fù)極時間延長而導(dǎo)致EAD的發(fā)生。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載時，肌漿網(wǎng)Ca2+釋放增多，進(jìn)一步引發(fā)EAD。異丙腎上腺素通過激活心肌細(xì)胞的β2受體[7]，進(jìn)一步激活腺苷酸環(huán)化酶，進(jìn)而提高細(xì)胞內(nèi)cAMP水平，最終激活cAMP依賴性蛋白激酶，而達(dá)到增加Ca2+內(nèi)流[8]。細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載又將引起肌漿網(wǎng)Ca2+釋放增多，加重細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載，進(jìn)一步促進(jìn)EAD的發(fā)生。

內(nèi)源性H2S是由L-半胱氨酸在磷酸吡哚醛-5'-磷酸依賴性酶，即胱硫醚-β-合成酶（cystathionie-βsythase,CBS）和胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine-γlyase,CSE）、半胱氨酸轉(zhuǎn)移酶等催化作用下產(chǎn)生的[9]。在心血管系統(tǒng)內(nèi)源性H2S主要是通過CSE催化產(chǎn)生[10]。現(xiàn)有的研究報告表明H2S能夠濃度依賴性地縮短離體豚鼠乳頭肌的動作電位時程，降低動作電位幅值和超射值，減慢零相最大上升速度，其機(jī)制可能通過興奮KATP通道促進(jìn)K+外流，同時抑制Ca2+內(nèi)流，進(jìn)而影響豚鼠乳頭狀肌電生理效應(yīng)[11]。到目前為止，H2S被確認(rèn)為第一個作用于血管平滑肌細(xì)胞KATP通道的氣體開放劑[12]，在心肌細(xì)胞上也有KATP通道的廣泛分布。有文獻(xiàn)報道，H2S可借助KATP通道的開放，使鉀離子外流增加，從而造成心肌細(xì)胞膜的超極化；同時，由于鉀離子外流，可抑制鈣離子內(nèi)流[13]。激活KATP通道還可縮短動作電位平臺期，使Ca2+內(nèi)流減少，從而減輕心肌細(xì)胞內(nèi)的鈣超載。以上研究顯示，H2S可能通過開放KATP通道，抑制鈣離子內(nèi)流進(jìn)而抑制EAD和TA的產(chǎn)生，這為H2S的抗心律失常作用提供了重要依據(jù)。

[1]Takeshi A,Wataru S,Masashi I,et al.Cellular and ionic mechanism for drug-induced long QT syndrome and effectiveness of verapam il[J].Am CollCardiol,2005,45：300-307.

[2]Wang R,Two’s company,three’s a crowd.can H2S be the third endogenous gaseous transmitter[J].FASEB J,2002,16(13)：1792-1798.

[3]Zhang Z,Huang H,Liu P,et al.Hydrogen sulfide contributes to cardioprotection during ischem ia-reperfusion injury by opening KATP channels[J].Can JPhysiol Pharmacol,2007,85(12)：1248-1253.

[4]Bian JS,Yong QC,Pan TT,et al.Role of hydrogen sulfide in the cardioprotection caused by ischemic preconditioning in the rat heart and cardiac myocytes[J].JPharmacol Exp Ther,2006,316 (2)：670-678.

[5]彭章平,朱建華.現(xiàn)代缺血性心臟病學(xué)[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2000:22-30.

[6]ClusinWT.Calcium and cardiac arrhythmias：DADs,EADs,and alternans[J].CritRev Clin Lab Sci,2003,40(3)：337-375.

[7]P rio ri SG,Co rr PB.M echanism s underlying early and delayed afterdepo larizat ions induced by catecho lam ines[J].Am JPhysiol,1990,258(6 P t2)：H1796-H1805.

[8]Song Y,Thedford S,L erman BB,Belardinelli L.A deno sine2sensit ive afterdepo larizat ions and t riggered act ivity in guinea p ig vent ricularmyocytes[J].C irc R es,1992,70(4)：743-753.

[9]耿彬,杜軍保,唐朝樞.內(nèi)源性H2S—一種新的氣體信號分子[J].生理科學(xué)進(jìn)展，2002，33:255-258.

[10]PFluPan TT,Neo KL,Hu L F,etal.H2S preconditioning-induced PKC activation regulates intracellular calcium handling in rat cardiomyocytes[J].Am JPhysiolCellPhysiol,2008,294(1)：169-177.

[11]Xu M,Wu YM,etal.Electrophysiologicaleffectsof hydrogen sulfide on guinea pig papillary muscles in vitro[J].Acta Physiologica Sinica,April25,2007,59(2)：215-220.

[12]Wang R.Two′s company,three′s a crowd：can H2S be the third endogenous gaseous transmitter[J].FASEB J,2002,16(13)：1792-1798.

[13]孫燕,杜軍保.硫化氫心血管效應(yīng)的細(xì)胞與分子機(jī)制研究進(jìn)展[J].實(shí)用兒科臨床雜志,，2008,23:1371-1374.

Effects of H2S on Early A fterdepolarization and Triggered Activity Induced by Isop renaline in Guinea Pig Pap illary M uscles

Liu Huix ia
（HezeMedicalCollege，Heze 274000，Shandong）

ObjectiveTo investigate the effects of H2S on early afterdepolarization and triggered activity(TA)induced by isoprenaline in guinea pig papillarymuscles.M ethodsThe action potentials of guinea pig papillarymuscleswere recorded w ith a glass m icroelectrode，and the effects of H2S on EAD and TA induced by Iso were also observed.Resu ltsW ith K-H solution containing Iso superfusing guinea pig papillarymuscles,the EAD and TA can be induced w ith durable rhythm ic activities of TA sometimes.A fter pretreatmentw ith NaHS(100、200 mol/L),the EAD amplitude and occurrence rates of EAD and TA can be decreased significantly (**P＜0.01).NaHS solution(200mol/L)also can prolong the incubation period of EAD.ConclusionH2S can inhibite EAD and TA induced by Iso(*P＜0.05).

H2S;Early afterdepolarization;Triggerd activity

R542.2 R331.31

：A

：1008-4118（2013）01-0001-03

10.3969/j.issn.1008-4118.2013.01.01

2013-01-19

菏澤醫(yī)學(xué)專科學(xué)?？蒲许?xiàng)目，項(xiàng)目編號:H09K01。