温晓竞，张三明，陈彦静，焦 宏，马建伟，王雪芳

(1．河北北方学院基础医学院生理教研室，河北张家口 075000;2．河北北方学院附属第一医院心脏内科，河北张家口 075000;3．中国中医科学院中医基础理论研究所，北京 100700)

参麦注射液对低钾心肌自律细胞电生理特性的影响*

温晓竞1，张三明2，陈彦静3△，焦 宏1，马建伟1，王雪芳1

(1．河北北方学院基础医学院生理教研室，河北张家口 075000;2．河北北方学院附属第一医院心脏内科，河北张家口 075000;3．中国中医科学院中医基础理论研究所，北京 100700)

目的:探讨在低钾灌流液灌流情况下，家兔心肌自律细胞电位的变化特点以及参麦注射液的干预作用。方法:采用细胞内玻璃微电极记录技术，描记家兔离体窦房结起搏细胞和左心室流出道慢反应自律细胞的电活动，分别记录正常灌流液和低钾灌流液，以及低钾灌流液+参麦注射液灌流情况下的跨膜电位曲线，测量出MDP、APA、Vmax、VDD和RPF。结果:与在正常灌流液中比较，低钾灌流20 min后，窦房结P细胞和左心室流出道慢反应自律细胞的VDD和RPF均显著加快;而低钾灌流液中加入参麦注射液后，与低钾对照比较，2种自律细胞的VDD和RPF均明显减慢。MDP、APA和Vmax在低钾灌流和加入参麦注射液后变化均无统计学意义。结论:家兔心肌自律细胞在细胞外低钾时自律性显著升高，参麦注射液可明显减小其自律性变化。

参麦注射液;低钾;窦房结;左心室流出道;动作电位

心律失常是常见的心血管疾病，属于中医“心悸”、“怔忡”、“脉结代”等范畴。临床常用的西药抗心律失常药，因治疗量与中毒量接近，在治疗过程中易加剧原有症状或诱发新的心律失常。而中药比较温和，副作用较小，因此受到越来越多临床医师的青睐。参麦注射液(shenmai injection，SMI)由红参和麦冬组方而成，具有益气固脱、养阴生津、生脉之功效，是临床治疗心血管疾病的常用注射液，对心律失常也有较好的疗效［1］。低钾血症是指血清钾低于3.5 mmol/L，可引起多种心律失常，包括房性和室性早搏、窦性心动过速、阵发性房性或交界性心动过速、房室传导阻滞，甚至造成室性心动过速和室颤［2］。但其机制尚未完全阐明，且低钾时心脏自律细胞的电活动变化也报道较少。因此，本实验观察了在低钾灌流液的影响下，窦房结优势起搏细胞和左心室流出道慢反应自律细胞的动作电位变化以及参麦注射液的干预作用，旨在深入探讨低钾诱发心律失常的机制，并为参麦注射液在临床的广泛应用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 动物及分组

健康新西兰白兔，雌雄不拘，体质量2.0～2.5 kg，由中国医学科学院实验动物研究所提供。按随机数字表法将心电图描记正常的家兔18只分为窦房结起搏细胞组和左心室流出道自律细胞组，每组各9只。

1.2 药品和试剂

参麦注射液(神威药业有限公司，国药准字Z13020888，批号11122523，10 ml/支，含红参、麦冬各1 g);氯化钾(KCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化钠(NaCl)、碳酸氢钠(NaHCO3)、葡萄糖(Glucose)等试剂均为化学分析纯。

1.3 主要实验仪器

SWF-1B型高阻抗微电极放大器、RM6280C型多道生理信号采集处理系统、YC-2型程控刺激器、WD-1型微电极拉制仪(成都仪器厂);BT50-1J型蠕动泵(保定兰格恒流泵有限公司);HS-4(B)型恒温水浴槽(成都仪器厂);BS-600LI电子天平(上海有声衡器有限公司)。

1.4 灌流液配制

正常灌流液为改良Locke液，其中成分为(单位:mmol/L)KCl 5.6，CaCl22.1，NaCl 157，NaHCO31.8，Glucose 5.6，pH7.4。灌流之前最后加Glucose，灌流液中持续通以纯O2［3］;低钾灌流液其中KCl浓度为2.8 mmol/L，其他成分浓度与正常灌流液相同。

1.5 标本制备和灌流方法

将家兔击颅致昏后，自剑突处迅速打开胸腔，剪开心包、暴露心脏，从心脏背侧剪断相连的各血管，取出心脏用灌流液经冠状动脉冲洗干净后，参照文献［3］制备家兔的窦房结和左心室流出道标本。

心肌标本采用恒温恒速方法灌流。浴槽内的灌流液由恒温水浴泵加热并维持恒温，经蠕动泵恒速泵入。灌流液温度维持在(36.5±0.5)℃，灌流速度为5 ml/min。2组标本均先采用正常灌流液灌流，然后改用低钾灌流液灌流，最后加入参麦注射液灌流，每100 ml灌流液中加入2.5 ml原药，故参麦注射液的浓度为2.5%［4］。

1.6 观测指标

每种灌流液灌流时均采用连续记录方式，灌流时间20 min。观测指标包括:①窦房结优势起搏细胞的最大舒张电位(maximal diastolic potential，MDP)、动作电位幅值(amplitude of action potential，APA)、0期最大除极速率 (maximalrateof depolarization of phase 0，Vmax)、4期自动除极速率(velocity of diastolic depolarization of phase 4，VDD)和自发放电频率(rate of pacemaker firing，RPF);②左心室流出道自律细胞的MDP、APA、Vmax、VDD 和RPF。

1.7 统计学方法

应用SPSS 17.0统计软件进行统计分析，采用用药前后的自身对照，各项观测指标以均数±标准差(±s)表示，数据间比较采用单因素方差分析，P ＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 参麦注射液对低钾灌流家兔窦房结起搏细胞动作电位的影响

表1图1显示，家兔窦房结优势起搏(P)细胞在正常灌流液中稳定20 min后描记动作电位，然后用低钾灌流液灌流，连续记录其电位变化，发现其最大舒张电位(MDP)的绝对值逐渐减小，动作电位幅值(APA)也有所变小，最大除极速率(Vmax)渐渐加快，但在20 min时间里变化无统计学意义(P＞0.05);连续记录20 min后，测得P细胞动作电位的4期自动除极速率(VDD)和自发放电频率(RPF)均显著加快(P＜0.01)。向低钾灌流液中加入参麦注射液后，与低钾对照组比较，MDP绝对值和APA增大，Vmax减慢，但20 min后变化仍不明显(P＞0.05);给药20 min后可观察到VDD和RPF显著变慢(P＜0.05或P＜0.01)。

表1 参麦注射液对低钾灌流窦房结起搏细胞的电生理影响(±s)

表1 参麦注射液对低钾灌流窦房结起搏细胞的电生理影响(±s)

注:与对照组比较:＊＊P＜0.01;与低钾灌流组比较:#P＜0.05，##P＜0.01

分组 例数 时间(min) MDP(mV) APA(mV) Vmax(V/s) VDD(mV·s－1) RPF(bpm) 对 照 组 9 20 －62.37±5.89 65.06±6.31 5.06±1.28 50.96±4.92 147.14±11.56 低 钾 灌 流 组 9 20 －56.17±8.30 57.36±9.05 5.47±0.85 69.87±6.51＊＊185.17±13.22＊＊低钾+参麦灌流组 9 20 －60.73±6.18 62.68±8.73 5.38±0.96 54.79±7.33#159.31±12.94##

2.2 参麦注射液对低钾灌流家兔左心室流出道慢反应自律细胞动作电位的影响

表2图2显示，左心室流出道自律细胞在正常灌流液中稳定20 min后，描记正常动作电位，然后采用低钾灌流液灌流。连续记录20 min后发现，最大舒张电位(MDP)的绝对值和动作电位幅值(APA)均小幅下降(P＞0.05)，最大除极速率(Vmax)也略有增加(P＞0.05)，4期自动除极速率(VDD)明显变快(P＜0.05)，自发放电频率(RPF)显著加快(P＜0.01)。向低钾灌流液中加入参麦注射液后，连续记录20 min，测得的数据与低钾对照组比较，MDP绝对值和APA略有加大，Vmax稍稍减小，变化均无统计学意义(P＞0.05);VDD和RPF出现明显减慢(P＜0.05或P＜0.01)。

表2 参麦注射液对低钾灌流左心室流出道自律细胞的电生理影响(±s)

表2 参麦注射液对低钾灌流左心室流出道自律细胞的电生理影响(±s)

注:与对照组比较:*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01;与低钾灌流组比较:#P ＜0.05，##P＜0.01

组别 例数 时间(min) MDP(mV) APA(mV) Vmax(V·s－1) VDD(mV·s－1) RPF(bpm) 对 照 组 9 20 -58.74±6.03 56.25±5.20 11.06±1.27 33.12±5.69 135.19±13.72 低 钾 灌 流 组 9 20 -54.23±8.45 52.14±8.22 13.30±2.08 45.76±6.55*167.83±15.28＊＊低钾+参麦灌流组 9 20 -57.90±9.11 54.72±9.01 11.94±1.77 35.84±8.67#142.11±16.10##

3 讨论

低血钾是临床常见的电解质紊乱，可造成严重的心律失常，近年来临床报道［5］较多，但从心肌自律细胞入手研究其机制的报道鲜见。心室流出道是指左心室的主动脉前庭和右心室的动脉圆锥，教研室的前期工作表明，左心室流出道组织细胞具有自律性，属于慢反应自律细胞［3-6］。而临床病例观察也发现，某些心律失常的发生与心室流出道的形态结构或功能异常有关［7］。有实验研究表明，家兔左心室流出道自律细胞的跨膜电位特征及其离子电流基础，与窦房结的P细胞相似［3］。因此，本实验针对2种自律细胞在低钾灌流时以及参麦注射液干预后的电位变化特点进行记录和分析。

从实验结果可以看出，窦房结P细胞和左心室流出道自律细胞在低钾灌流液中，4期自动除极速率(VDD)和自发放电频率(RPF)明显加快。P细胞的4期自发性除极离子流包括延迟整流K+电流(IK)、背景 Na+电流(IB)和 ICa，T通道介导的 T型Ca2+电流(ICa，T)。P细胞受到细胞外低钾刺激后，VDD和RPF显著增加，表明其自律性增大，可能与低钾导致的细胞膜对K+的通透性降低，使K+外流的衰减速度加快相关;另外一个原因可能为细胞外K+浓度降低之后对Ca2+内流的抑制作用减弱，导致T型Ca2+电流增强。左心室流出道自律细胞动作电位的特征与P细胞相似，而其在细胞外低钾时的改变也表现为自律性的升高，其具体机制仍有待进一步的深入研究。

图1 参麦注射液对低钾灌流窦房结起搏细胞的电生理影响

图2 参麦注射液对低钾灌流左心室流出道自律细胞的电生理影响

参麦注射液(Shenmai injection，SMI)源自古方生脉散，由红参和麦冬组方而成。人参是五加科植物人参的干燥根，蒸熟晾干或烘干后称红参，其味甘微苦、性温，归肺、脾、心经，有大补元气、生津止渴、安神等功能。人参中含有人参皂苷、挥发油、有机酸、维生素、多种糖类和微量元素等成分，其中人参皂苷为治疗心脏疾病的主要有效成分［8］。麦冬是百合科植物麦冬的干燥块根，其味甘、微苦、性微寒，入心、肺、胃经，具有养阴润肺、益胃生津、清心除烦等功效。麦冬中富含多种皂苷、多糖及黄酮等有效成分［9］。人参和麦冬均为名老中医治疗快速性心律失常的高频药［10］，二者组方、药性相辅相成，具有扩张冠脉、改善心肌代谢、抗心律失常的功效。

本实验还观察到，参麦注射液对低钾灌流情况下，P细胞和左心室流出道自律细胞的跨膜电位干预作用，是使其VDD和RPF明显减慢，即显著降低二者的自律性。现代医学研究证实，人参皂苷Rb1对各种原因导致的心律失常均有治疗改善作用，包括心肌自律性增高、异常自律性与触发活动致冲动形成异常等［8］。另有实验研究［11］发现，人参皂苷Re对心肌细胞的Na+通道和Ca2+通道均有阻滞效应，因而可以减少Na+、Ca2+内流，同时可增强延迟整流K+电流，这三方面影响均可降低自律细胞的自律性。此外，麦冬总皂苷也有抗心律失常的功效［9］。有临床观察［12］发现，急性心肌梗塞(AMI)早期易发生低钾血症，一般表现为心肌兴奋性增强，可出现心悸和心律失常。而我们前期的研究［13］表明，参麦注射液能明显缓解AMI后的心室重构，改善其心功能。现又证明，其在低血钾时的抗心律失常效应，为其更广泛地临床应用提供了坚实的实验基础。

［1］ 刘章碧，严红玉．参麦注射液治疗心律失常的疗效观察［J］．中国医学工程，2013，21(4):81．

［2］ 王迪浔，金惠铭．人体病理生理学［M］．2版．北京:人民卫生出版社，2002:572-577．

［3］ 张晓云，陈彦静，葛赋贵，等．兔主动脉前庭自律细胞与窦房结电生理特性的比较分析［J］．生理学报，2003，54(4): 405-410．

［4］ 徐叔云，卞如濂，陈修．药理实验方法学［M］．3版．北京:人民卫生出版社，2001:202-203．

［5］ 赵广珍．低钾血症致心律失常68例分析［J］．临床心电学杂志，2013，22(5):352-353．

［6］ 陈彦静，葛赋贵．豚鼠主动脉前庭组织的自律性研究和形态学观察［J］．生理学报，1994，48(5):458-464．

［7］ Srivathsan K S，Bunch T J，Asirvatham S J，et al．Mechanisms and utility of discrete great arterial potentials in the ablation of outflow tractventriculararrhythmias［J］．Circ Arrhythm Electrophysiol，2008，1(1):30-38．

［8］ 陈梅卿，李卫华，石桂秀．人参皂苷Rb1对心血管系统的药理作用研究进展［J］．医学综述，2015，21(3):506-509．

［9］ 于学康．麦冬的药理作用研究进展［J］．天津药学，2012，24 (4):69-70．

［10］ 庞庆荣，陈守强，徐亮，等．名老中医治疗快速性心律失常用药频率分析［J］．世界中西医结合杂志，2015，10(1):133-135．

［11］ Bai CX，Sunami A，Namiki T，et al．Electrophysiological effects of ginseng and ginsenoside Re in guinea pig ventricular myocytes ［J］．Eur J Pharmacol，2003，476(1):35-44．

［12］ 曾凡永．急性心肌梗死患者早期血钾变化与心律失常的关系［J］．中国现代医生，2010，48(31):35-40．

［13］ 李建东，温晓竞，陈彦静，等．参麦注射液对急性心肌梗塞大鼠心功能和心室重构的影响［J］．中国中医基础医学杂志，2007，13(6):422-424．

R285．5

B

1006-3250(2015)10-1235-03

2015-02-24

河北省教育厅青年基金资助项目(2011203);张家口市科技局科技攻关项目(0711046D-13)

温晓竞(1973-)，女，河北深州人，副教授，医学硕士，从事心脏生理及中药对心脏保护作用的研究。

陈彦静(1966-)，女，河北人，教授，医学博士，从事心血管疾病的基础研究，Tel:010-64089029，E-mail: chenyj010@163．com。