周丽平，余锂镭，王松云，王 卓，黄 兵，廖 凯，萨仁高娃，江 洪

(武汉大学人民医院心内科，湖北 武汉 430060)

·论 著·

不同自主神经干预对心房神经节活性的影响

周丽平，余锂镭，王松云，王 卓，黄 兵，廖 凯，萨仁高娃，江 洪

(武汉大学人民医院心内科，湖北 武汉 430060)

目的 研究不同自主神经干预对心房神经节活性的影响。方法24只健康成年家犬随机分为四组：低强度耳屏刺激(LL-TS)组(n=6)、低强度颈动脉窦压力感受器刺激(LL-CBS)组(n=6)、低强度脊髓神经刺激(LL-SCS)组(n=6)和对照组(n=6)。各组分别给予自主神经干预：LL-TS组通过连接于刺激仪的自制耳夹以降低窦性心率阈电压80%对双侧耳屏给予耳屏刺激3 h；LL-CBS对颈动脉窦压力感受器以使血压下降的阈电压80%进行LL-CBS 3 h；LL-SCS组在T1～5脊髓节段放置刺激电极以使肌肉收缩的阈电压80%给予SCS 3 h；对照组不给予干预观察3 h。别在基础状态和3 h干预后，将电极置于左上神经节(SLGP)发放高频电刺激(HFS)诱导窦性心率减慢，将微电极插入右前神经节(ARGP)记录神经放电，分测定各组SLGP的功能和ARGP的活性。结果LL-TS、LL-CBS和LL-SCS降低了高频刺激SLGP产生的减慢窦率作用，并且抑制了从ARGP记录到的神经活性频率和振幅。结论LL-TS、LL-CBS和LL-SCS自主神经干预方法可以抑制心房神经节的功能和活性。

自主神经系统；心房神经节；神经活性记录；脊髓神经刺激

心房颤动(简称房颤)是临床上最常见的一种快速性心律失常。房颤的发生机制很复杂，相关研究很多，在神经机制方面，目前的研究认为心脏迷走神经和交感神经在房颤的发生和发展过程中发挥重要作用。位于心外膜脂肪垫内的心房神经节是心脏内源性自主神经系统的重要组成部分，可以调控中枢和内源性心脏自主神经之间的相互作用，是外源性和内源性心脏自主神经系统之间的集成中心[1-2]。研究表明，神经节刺激可显著降低心房有效不应期，增加房颤可诱导性；而脂肪垫神经节消融可显著降低房颤的可诱导性，说明心房神经节在房颤发生发展中具有重要作用[3-4]。根据Amour的心脏神经等级学说[5-6]，上游神经系统(高级中枢、延髓、脊神经等)可对下游神经系统(星状神经节、心脏内源性神经系统等)发挥调控作用。目前的研究发现，耳缘迷走神经刺激[7]、颈动脉窦压力感受器刺激[8]或脊髓神经刺激[9-10]这些自主神经干预方法可对心律失常发挥保护作用。此次的研究目的是探讨这些自主神经干预方法对心房神经节功能及活性的影响，进一步阐明这些自主神经干预方法对心律失常发挥保护作用的神经机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物准备 本研究由武汉大学动物实验伦理委员会审核并批准。24只成年家犬(体重18～22 kg)由武汉大学人民医院动物中心提供。实验犬随机分为四组：低强度耳屏刺激(LL-TS)组(n=6)、低强度颈动脉窦压力感受器刺激(LL-CBS)组(n=6)、低强度脊髓神经刺激(LL-SCS)组(n=6)和对照组(n=6)。所有的犬以戊巴比妥钠30 mg/kg静脉麻醉，以2 mg·kg-1·h-1维持麻醉。静脉滴注生理盐水50～100 ml/h以补充液体损失量。气管插管正压呼吸机通气，调整氧流量为4～6 L/min。持续记录体表标准肢体导联心电图，股动脉置管监测动脉血压，信号接入32导电生理记录仪(LEAD2000)监测生命体征。

1.2 自主神经干预

1.2.1 低强度耳屏刺激(LL-TS) 用连接于特制的刺激仪的耳夹以频率20 Hz、脉宽1 ms的耳屏刺激(迷走神经刺激)按照开启5 s再关闭5 s的循环发放至双侧外耳廓的耳屏。首先用递增的电压刺激耳屏直至降低窦性心律，此时的电压定为刺激电压阈值，以80%的阈电压进行LL-TS 3 h。

1.2.2 低强度颈动脉窦压力感受器刺激(LL-CBS) 充分暴露并分离颈总动脉和颈内动脉交叉处，将自制的银-氯化银刺激电极环形植入于颈动脉窦周围，连接刺激仪。刺激电压从1 V开始CBS，并以每5 min 0.2 V(50 Hz，脉宽0.5 ms)递增直至出现血压下降，血压下降时的电压作为CBS的电压阈值。以80%阈电压(频率50 Hz，脉宽0.5 ms)进行LL-CBS 3 h。

1.2.3 低强度脊髓神经刺激(LL-SCS)X线透视指导下，T1～5脊髓节段硬膜外穿刺，接入刺激导线，导线进入到硬膜外T1～5脊髓节段水平，在前后位X线透视下将导线定位于脊髓正中稍偏左处。连接Grass-88刺激仪，设定可引起肌肉收缩的最低电压值为阈电压，以80%阈电压(频率50 Hz，脉宽0.02 ms)进行LL-SCS刺激3 h。

1.3 SLGP功能测定 经左侧第四肋间开胸，剪开心包，暴露心脏，于左上肺静脉与左房连接处确定SLGP位点，将直径0.1 mm的自制银丝电极插入SLGP，连接刺激仪(Grass88)，给予HFS(电压10 V，频率20 Hz，脉宽0.1 ms)测定SLGP功能。进行SLGP高频刺激时诱导的窦率减慢的最大值作为SLGP胆碱能作用的功能指标。

1.4 ARGP神经活性记录 经右侧第四肋间开胸，剪开心包，暴露心脏，于右上肺静脉与右心房连接处确定ARGP位点，将三个钨丝微电极用微型固定器并列固定，调整微电极尖端距离2～3 mm，微电极尖端插入ARGP记录神经活性。分别在基础状态和自主神经干预后记录30 s的ARGP活性。神经活性信号定义为高于噪音振幅3倍的记录信号。

1.5 试验流程 24只健康成年家犬随机分为四组：LL-TS组(n=6)：通过连接于刺激仪的自制耳夹以降低窦性心率的阈电压80%对双侧耳屏给予耳屏刺激3 h。分别在基础水平和3 h干预后通过高频电刺激SLGP测定SLGP功能，并记录ARGP神经活性。LL-CBS组(n=6)：对颈动脉窦压力感受器以使血压下降的阈电压80%进行LL-CBS 3 h。分别在基础水平和3 h干预后通过高频电刺激SLGP测定SLGP功能，并记录ARGP神经活性。LL-SCS组(n=6)：在T1～5脊髓节段放置刺激电极以使肌肉收缩的阈电压80%给予SCS 3 h。分别在基础水平和3 h干预后通过高频电刺激SLGP测定SLGP功能，并记录ARGP神经活性。对照组：不给予干预观察3 h。分别在基础水平和3 h干预后通过高频电刺激SLGP测定SLGP功能，并记录ARGP神经活性，作为对照。

图1 实验设计流程图

1.6 统计学方法 采用SPSS17.0系统进行统计学分析。所有数据均采用Kolmogorov-Smirnov检验判断是否符合正态分布。符合正态分布的计量资料以平均值±标准差的形式进行处理。采用独立样本t检验或单因素方差分析进行组间比较，采用配对样本t检验进行组内比较，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 LL-TS、LL-CBS和LL-SCS对SLGP功能的影响 高频电刺激SLGP诱导的窦性心律减慢最大值作为SLGP功能指标。SLGP功能变化如图2所示，与基础状态比较，3 h的LL-TS、LL-CBS和LL-SCS使HFS刺激SLGP诱导的窦率减慢作用显著降低(P＜0.05)。以LL-TS组为例，基础状态时，高频刺激SLGP诱导窦率减慢最大值为(28±3)次/min，3 h LL-TS后窦率减慢最大值降至(17±3)次/min(P＜0.05)。对照组3 h前后SLGP功能无显著变化(P＞0.05)。

图2 干预3 h后HFS刺激SLGP诱导的窦率减慢情况的变化。

2.2 LL-TS、LL-CBS和LL-SCS对ARGP神经活性的影响 3 h前后ARGP神经活性变化如图3所示。与基础状态比较，3 h LL-TS、LL-CBS或LL-SCS后，从ARGP直接记录到的神经活性频率和振幅都显著降低(P＜0.05)。以LL-TS组为例，基础状态时ARGP神经活性频率为(80±5)impulse/min，振幅为(0.40±0.03)mV；3 h LL-TS干预后，ARGP神经活性频率和振幅分别降至(34±3)impulse/min(P＜0.05)和(0.16±0.02)mV(P＜0.05)。对照组中ARGP神经活性的频率和振幅无明显改变(P＞0.05)。

图3 干预后3 h后ARGP神经活性频率和振幅的变化

3 讨论

位于心外膜第三脂肪垫内的神经节是外源性和内源性心脏自主神经系统之间的集成中心，可以调控中枢和内源性心脏自主神经之间的相互作用，在房颤等心律失常发生和维持中发挥重要作用。研究发现内源性心脏神经系统活性增高，心脏神经节活性增强，可独立诱发房颤[11]，而消融GP可提高房颤消融的成功率[12]，临床研究也证明GP消融可提高肺静脉隔离治疗房颤的成功率[13]。

目前的研究认为支配心脏的交感神经和迷走神经等外源性心脏自主神经系统可以抑制内源性心脏自主神经系统。根据Amour的心脏神经等级学说[5-6]，上游神经系统(高级中枢、延髓、脊神经等)可对下游神经系统(星状神经节、心脏内源性神经系统等)发挥调控作用。研究发现，耳缘迷走神经刺激、颈动脉窦压力感受器刺激或脊髓神经刺激这些自主神经干预方法可对心律失常发挥保护作用。Yu等[7]在犬模型中研究发现，电刺激耳缘迷走神经可增强神经节活性，缩短心房有效不应期，增宽房颤诱发窗口。脊髓神经刺激也可通过抑制心房神经节活性抑制房颤的诱导[9-10]。此次的研究结果显示这些自主神经干预方法可以抑制心房神经节功能及活性，进一步阐明LL-TS、LL-CBS和LL-SCS这些自主神经干预方法对心律失常发挥保护作用的潜在神经机制。

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Effects of different autonomic nervous intervention on the activity of atrial ganglionated plexi.

ZHOU Li-ping, YU Li-lei,WANG Song-yun,WANG Zhuo,HUANG Bing,LIAO Kai,SAREN Gaowa,JIANG Hong.
Department of Cardiology,People's Hospital of Wuhan University,Wuhan 430060,Hubei,CHINA

ObjectiveTo investigate the effects of different autonomic nervous intervention on the activity of atrial ganglionated plexi(GP).MethodsTwenty-four dogs were randomly divided into four groups:the low-level tragus stimulation(LL-TS)group(n=6),the low-level carotid baroreceptor stimulation(LL-CBS)group(n=6),the low-level spinal cord stimulation group(n=6)and the control group(n=6).LL-TS was delivered to bilateral tragus with ear-clips connected to a custom-made stimulator at voltages 80%below the threshold which could slow sinus rate for 3 hours.LL-CBS was delivered to the carotid baroreceptor at voltages 80%below the threshold which could reduce BP for 3 hours.LL-SCS was delivered to the T1～5via wire electrodes at voltages 80%below the threshold which could cause muscular twitching for 3 hours.No intervention was performed to the dogs in control group.One electrode was attached to the superior left GP(SLGP)to deliver high frequency stimulation(HFS),and the maximum heart rate slowing change was measured as the function of SLGP.Microelectrodes were inserted into the anterior right GP(ARGP)to record neural firing.ResultsLL-TS,LL-CBS and LL-SCS decreased the HR slowing change when HFS was delivered to the SLGP.The neural activity of ARGP was also suppressed.ConclusionLL-TS,LL-CBS and LL-SCS could suppress the function and activity of atrial ganglionated plexi.

Autonomic nervous system;Atrial ganglionated plexi;Neural activity recording;Spinal cord stimulation

R541.7+5

A

1003—6350（2015）13—1873—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.13.0675

2015-02-11)

国家自然科学基金(编号：81270339、81300182)；武汉市科技攻关计划项目基金(编号：201306060201010271)；湖北省自然科学基金(编号：2013CFB302)；中央高校基本科研业务费专项资金(编号：2042012kf1099、2042014kf0110)；武汉大学博士研究生自主科研项目(编号：2012302020206)

江 洪。E-mail：whujianghong@163.com