李 华, 王仁俊

(吉林师范大学 生命科学学院, 吉林 四平 136000)



氨基甲酸乙酯对蟾蜍心电活动的影响

李 华, 王仁俊

(吉林师范大学 生命科学学院, 吉林 四平 136000)

利用生物机能实验系统对用不同浓度、不同剂量的氨基甲酸乙酯溶液处理后的蟾蜍的心率和心电图各项指标进行测定和分析,结果表明:在一定范围内,蟾蜍的心率与心电图中的R波的电压值均与氨基甲酸乙酯浓度呈显著负相关,心电图中的P、T波的电压值直到给药30 min后才呈显著的负相关,而蟾蜍心电图中的各间期时值与氨基甲酸乙酯浓度呈显著正相关;蟾蜍的心率与心电图中的P、T、R波的电压值以及蟾蜍心电图中的各间期时值与氨基甲酸乙酯剂量均不存在线性相关关系;高浓度组在给药后出现窦性心动徐缓、心律失常及心搏停止现象。由此可见,氨基甲酸乙酯对蟾蜍的心率有较强的抑制作用,并对其心电活动产生直接的影响。

氨基甲酸乙酯; 麻药; 蟾蜍; 心率; 心电图

0 引 言

氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate;ethyl urethane;carbamic acid ethyl ester,简称为EC)[1],是动物实验中常用的全身麻醉剂,具有致癌作用。 氨基甲酸乙酯是突触传递阻断剂,通过腹腔或静脉注射进入血液,然后通过血液循环作用于靶器官而产生麻醉作用。它不仅可对外周神经产生影响,使坐骨神经的兴奋性降低,动作电位时程延长,还可直接影响心脏,使心率和心肌收缩力明显的降低。至于氨基甲酸乙酯对心电活动产生怎样的影响至今尚未见文献报道。心电信号是衡量心脏生理活动过程的重要指标,可以反映出心脏的射血功能[2],心脏机械性收缩之前,心肌首先发生电激动,产生心脏动作电流,由于心电反映心肌电位的变化[3],因此心电技术成为检测药物心肌毒性的重要手段之一。本实验通过观察不同浓度和剂量下的氨基甲酸乙酯对在体蟾蜍心率与心电活动的影响,研究氨基甲酸乙酯的心脏毒性,为心肌功能实验用麻醉药的选择和进一步探讨麻醉剂的作用原理提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

中华大蟾蜍(Bufogargarizans)属蟾蜍科,蟾蜍属,采集于沈阳市郊区,选取体重基本一致,活性良好的蟾蜍成体置于玻璃缸内静养,48 h后用于试验,雌雄不限。

1.2 仪器和药品

BL-420生物机能实验系统(成都泰盟科技有限公司),联想台式计算机,标准任氏液,氨基甲酸乙酯(中国医药上海化学试剂公司)。

1.3 实验方法

1.3.1 溶液的配置

本文以麻醉剂常用(哺乳动物)浓度为最高浓度,依次设置2组低浓度组:氨基甲酸乙酯浓度为20%、10%、5%,对照组为标准任氏液,所有溶液均用标准任氏液配制。蛙类麻醉时,正常腹腔注射剂量2 mL,本实验还设置了高剂量组,注射剂量为5 mL。

1.3.2 实验材料处理

按照麻醉剂浓度的从低到高,分成3组,每组5只蟾蜍,采用腹腔注射的办法,将相应浓度的麻醉剂2 mL或5 mL注射到蟾蜍的体内,对照组注射等量的标准任氏液,经处理的蟾蜍放置在蛙板上,分别在给药前和给药后20 min、40 min,对每组中的5只蟾蜍进行双毁髓,用生物机能实验系统,时间常数为0.1 s、平滑滤波、50z抑制,记录标准的二导联心电图。

1.4 数据统计

所有数据用平均数加减标准差表示(X±SD)。加药前后结果的差异显著性用双尾t检验。以P<0.05为差异显著,P<0.01为差异高度显著。根据记录的实验数据,通过一元回归分析蟾酥溶液的浓度与蟾蜍的心率和心电活动的各项指标之间的关系,再用单因子方差分析用不同浓度的麻醉剂处理蟾蜍,蟾蜍的心率和心电各项指标的差异[4],所有数据均采用SPSS 13.0进行处理。表中数据均为平均值±标准差(Data are Mean士SD)。

2 结 果

2.1 不同浓度、剂量的氨基甲酸乙酯对蟾蜍心率及心电指标的影响

不同浓度、剂量的氨基甲酸乙酯处理前后蟾蜍的心率和心电各项指标数据如表1所示。

表1 不同浓度、剂量的氨基甲酸乙酯溶液处理后蟾蜍的心率和心电图

续表1

浓度%剂量mL时间h心率Stroke·min-1R波mvT波mvQRS期msQ-T间期ms52给药前38.6±2.3021.368±0.0230.255±0.0170.419±0.0250.460±0.037给药后2030.6±2.0470.990±0.0280.250±0.0120.561±0.0620.712±0.031给药后4030.2±0.9670.971±0.0270.275±0.0220.760±0.0280.850±0.0465给药前41.3±2.0141.269±0.0180.322±0.0230.540±0.0730.486±0.048给药后2035.1±2.3680.996±0.0190.269±0.0190.522±0.0630.591±0.064给药后4033.6±2.1450.892±0.0270.235±0.0140.611±0.0360.813±0.05802给药前41.6±2.3020.984±0.1390.212±0.0070.426±0.0140.523±0.028给药后2040.8±1.9240.953±0.1060.227±0.0300.451±0.0470.612±0.016给药后4039.8±1.6350.921±0.0780.190±0.0360.510±0.0240.689±0.0125给药前40.0±1.5810.865±0.0830.232±0.0270.572±0.0710.460±0.018给药后2039.6±1.1400.769±0.0820.231±0.0480.622±0.0540.552±0.041给药后4038.6±1.1400.729±0.0460.236±0.0620.691±0.0420.630±0.017

相同剂量、不同浓度的氨基甲酸乙酯处理后,单因素方差分析结果如表2所示,注射不同浓度的氨基甲酸乙酯的蟾蜍在给药前其心率及心电各项指标组间差异不显著,给药后心率及心电各项指标组间差异显著或极显著。说明氨基甲酸乙酯的浓度对蟾蜍的心率及心电各项指标的影响是显著的。高浓度组在给药后出现窦性心动徐缓、心律失常及心博停止现象。

表2 相同剂量、不同浓度的氨基甲酸乙酯处理后组间差异的数据分析结果Tab.2 The results of data analysis sprayed by EC solutions with different concentrations and same dose

相同浓度、不同剂量的氨基甲酸乙酯处理后,单因素方差分析结果如表3所示,注射不同剂量的氨基甲酸乙酯,给药前组间差异一般不显著,给药后心率、R波、T波、QRS期、Q-T间期组间差异大多达到显著或极显著水平,且浓度越高,差异越显著;而P波、P-R间期组间差异不显著,说明不同剂量的氨基甲酸乙酯对心率、R波、T波、QRS期、Q-T间期有一定的影响,而对P波、P-R间期影响不大。

表3 相同浓度、不同剂量的氨基甲酸乙酯处理后组间差异的数据分析结果Tab.3 The results of data analysis sprayed by EC solutions with same concentrations and different dose

2.2 氨基甲酸乙酯的浓度与蟾蜍心率及心电指标的关系

根据表中不同剂量、不同浓度氨基甲酸乙酯处理后蟾蜍的心率和心电图各项指标的平均值,用SPSS软件对蟾蜍心率和心电各指标与氨基甲酸乙酯浓度的相关关系进行一元回归分析,可知蟾蜍的心率与心电图中的R波的电压值均与氨基甲酸乙酯浓度呈显著负相关,心电图中的P、T波在给药20 min时还没有呈显著的负相关,在给药40 min时才呈显著的负相关,说明随着时间的延长,心电图中的P、T波逐渐受到影响;而蟾蜍心电图中的各间期时值与氨基甲酸乙酯浓度呈显著正相关。拟合回归方程如下:

用SPSS软件对蟾蜍心率和心电各指标与氨基甲酸乙酯剂量的相关关系进行一元回归分析,可知蟾蜍的心率与心电图中的P、T、R波的电压值,蟾蜍心电图中的各间期时值与氨基甲酸乙酯剂量均不存在线性相关关系。

3 讨 论

氨基甲酸乙酯又名乌拉坦,为镇静催眠药,常用作小动物麻醉剂。本实验中氨基甲酸乙酯对蟾蜍心脏的心率有较强的抑制作用,这与朱河水、Holobotovbkyy 等的研究结果一致[5-6]。且本实验经过一元回归数据分析知,蟾蜍的心率与氨基甲酸乙酯的浓度存在一定的线性关系,即氨基甲酸乙酯的浓度越大,对蟾蜍心率的抑制作用越强。说明药物的作用引起蟾蜍心脏搏动减慢,心动周期延长。

由于本实验中蟾蜍已经进行了双毁髓,故氨基甲酸乙酯对蟾蜍在体心脏心率的影响,已与中枢神经系统的调节无关,出现的变化应该是麻醉剂直接作用于心脏的结果。其原因可能是氨基甲酸乙酯影响了心肌细胞蛋白质的合成,进而影响r心肌细胞跨膜离子通透性,使窦房结P细胞的自动去极化速率减慢,延长了到达阈值的时间而导致心率减慢。在氨基甲酸乙酯的作用下蟾蜍心电图各波电压值降低,各间期时间延长,其原因可能是氨基甲酸乙酯影响了Na-K泵、Ca离子通道的活动,从而影响了心室肌去极化和复极化的过程而导致各波电压值降低,各间期时间延长[2]。有关氨基甲酸乙酯影响蟾蜍心电活动的具体机制还有待于进一步研究。

本实验中高浓度组在给药后出现窦性心动徐缓、心律失常及心搏停止现象,说明单独使用氨基甲酸乙酯麻醉存在风险,实验动物可因麻醉剂量过大而导致死亡,这与李志梅等的研究结果一致[7]。因此,在麻醉的过程中可采取全麻药和局麻药相联合的方法,如用25%氨基甲酸乙酯与2%利多卡因联合麻醉,大大提高麻醉成功率[7],用利多卡因和水台氯醛联台作用,对抗水台氯醛引起兔的心率失常[8],在做动物实验时要根据实验目的选用不同的麻醉剂,或联合使用,以获得较理想的实验结果。

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[4]王玢,左明雪. 人体及动物生理学[M]. 2版. 北京:高等教育出版社, 2001:201-211.

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Influences of EC onBufogargarizansheart activities

LI Hua, WANG Renjun

(College of Life Science, Jilin Normal University, Siping 136000, China)

By applying biological functional test systems, the different of concentrations and different dose of EC on the heart rate and electrocardiog ram(ECG) ofBufogargarizanswere analysised and measured. The results show that toad’s heart rate and ecg of R wave voltage value in electrocardiogram(ecg) was significantly negative correlation with concentration of EC, the P and T waves voltage value in electrocardiogram(ecg) was significantly negative correlation until dosing 30 minutes and the time of all intervals and durations was significantly positive related with the concentration of EC. Toad’s heart rate and P, T, R wave voltage value, and the time of all intervals and durations in electrocardiogram(ecg) were not exist linear correlation with the dose of EC. Sinus heart gently, arrhythmia and cardiac were arrested after dosing in high concentration group. Thus, EC has strong inhibitory effect to toad's heart rate, and direct influence on its electrical activity.

EC; anesthes;Bufogargarizans; heart rate; electrocardiogram

2015-12-23。

国家自然科学基金青年基金资助项目(81202527); 吉林省科技厅科技发展项目(20130522002JH)。

李 华(1980-),女,辽宁阜新人,吉林师范大学讲师,硕士。

1673-5862(2016)03-0263-04

Q424

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2016.03.002