胰高血糖素样肽― 1受体激动剂Exendin―4在大鼠缺血性室性心律失常中的作用
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摘要：目的 探究胰高血糖素样肽- 1（GLP -1）受体激动剂exendin-4（Ex-4）在大鼠缺血性室性心律失常中的作用及机制。方法 40只雄性SD大鼠随机分为4组。缺血组（MI）；Ex-4+缺血组（MI + Ex-4）； 5-羟基葵酸+ Ex-4+缺血组（MI-Ex-4-5-HD）；5-羟基葵酸+缺血组（MI-5-HD）。各组在制作MI模型前分别给予生理盐水、Ex-4+5-HD、5-HD预处理。持续心电监护，观察缺血30 min内各组室性心动过速（VT）和心室颤动（VF）发生率、VT+VF持续时间、发生次数和室性心律失常的严重程度。结果 Ex-4显著减少大鼠心肌缺血30 min发生率（P
关键词：室性心律失常；心肌梗死；Exendin-4；线粒体ATP敏感性钾离子
中图分类号：R541.7 R285.5 文献标识码：A
doi：10.3969/j.issn.1672-1349.2014.09.040 文章编号：1672-1349（2014）09-1109-03
Glucagon-like Peptide-1 Receptor Agonist Exendin-4
Attenuates Ischemia-induced Ventricular Arrhythmias in Rats
Zhang Kai，Peng Biwen
Central Hospital of Huangshi（Huangshi 435000）；School of Basic Medical Sciences，Wuhan University （Wuhan 430071）
Abstract：Objective To investigate whether glucagon-like peptide-1（GLP-1） and its receptor agonist exendin-4 （Ex-4） could provide benefi cial effects for ischemia-induced ventricular arrhythmias in rats.Methods Forty SD male rats （250 g to 300 g） were randomly divided into four groups：Myocardial infarct group （MI group，n=10），myocardial ischemia plus Ex-4 group （MI+Ex-4 group，n=10），myocardial ischemia plus Ex-4 plus 5-hydroxydecanoic acid group （MI+Ex-4+5-HD group，n=10），myocardial ischemia plus 5-hydroxydecanoic acid group （MI+5-HD group，n=10）.During 30-minute ischemia，the incidence of ventricular tachycardia （VT） and ventricular fibrillation （VF），duration of VT+VF，number of VT+VF，and severity of arrhythmias were monitored and analyzed.Results During the 30 minute ischemia，Ex-4 significantly reduced the incidence of VF （P
Key words：ventricular arrhythmias；exendin-4；myocardial ischemia；mitochondrial ATP-sensitive potassium
胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是一种在摄入食物时由肠道内的L细胞分泌的闹常态，主要用于降低血糖素激素，目前被认为可以用于有效管理和控制的2型糖尿病；此外，Exendin-4（Ex-4）作为一种胰高血糖素样肽-1受体激动剂，含有39个氨基酸，可以通过激动胰高血糖素样肽-1受体，增加胰腺泡细胞内cAMP的水平，对VIP受体和功能没有影响[1]。胰高血糖素样肽-1与Ex-4均可以在心血管系统疾病中有效发挥保护作用[2-5]。Chinda等[6]实验发现，二肽基肽酶-4抑制剂作为一种可以延缓胰高血糖素样肽-1降解的药物，在心肌缺血过程中可以有效发挥抗心律失常作用，胰高血糖素样肽-1及其激动剂Ex-4均有可能在缺血性心律失常中发挥重要保护作用。线粒体ATP敏感性钾通道（KATP）在心肌缺血再灌注损伤中有效发挥缺血预处理和药物预处理的调节器或触发器作用[7-9]。KATP是在急性心肌梗死中可以有效发挥抗心律失常作用，而这一作用机制可能与其能触发和调节缺血预处理及药物预处理的作用相关[10-12]。本实验建立大鼠心肌梗死模型，探究GLP-1受体激动剂Ex-4是否可以在心肌缺血过程中有效发挥抗室性心律失常作用，而这一作用机制是否与线粒体KATP通道的信号转导相关有待探讨。
1 材料与方法
1.1 动物分组与模型建立 雄性SD大鼠（由武汉大学医学院动物实验中心提供），体重250 g～300 g，共40只，随机分成以下4组。缺血组（MI）：大鼠经股静脉注射1 mL生理盐水，10 min后行冠状动脉左前降支（LAD）结扎30 min； Ex-4+缺血组（MI + Ex-4）：Ex-4（5 μg/kg， 购于美国Sigma公司）溶解于生理盐水后经大鼠股静脉注入[13]，1 h后LAD 30 min； 5-羟基葵酸+ Ex-4+缺血组：Ex-4（5 μg/kg）溶液后经大鼠股静脉注入，50 min后经大鼠对侧股静脉注入线粒体ATP敏感性钾通道抑制剂5-羟基葵酸（5HD，10 mg/kg，购于美国Sigma公司），10 min后LAD结扎
； 5-羟基葵酸+缺血组（MI-5-HD）：大鼠经股静脉注射5-羟基葵酸（10 mg/kg），10 min后行冠状动脉左前降支结扎30 min。用20%乌拉坦腹腔麻醉大鼠，气管插管连接动物呼吸机，造成MI。心电图I、Ⅱ、aVL导联ST段抬高及心肌表面局部由红润变成紫绀，则MI模型成功。
1.2 室性心律失常分类 根据Lambeth评分规则[11，12]对缺血性室性心律失常进行分类：明确提前的QRS波群定义为室性早搏（VEBs）；连续4个或4个以上的VEBs，且频率大于静息窦性心率者，为室性心动过速（VT）；心室颤动（VF）为不可辨认的低电压QRS波群。其他如二联律、成对VEBs、三连VEBs等均按VEBs计算。VF可持续或自动转复为窦性心律，其中导致大鼠死亡的VF或持续时间大于5 min的VF称为不可逆性VF。
1.3 室性心律失常的时间和次数 根据心电图记录，计数VEBs、VT和VF的发生次数。分别测量VT和VF的持续时间并将两者相加，即为VT+VF持续时间。
1.4 室性心律失常的严重程度评分 在30 min缺血期间，仅有（0～50）个VEBs计0分； 有（50～500）个VEBs计1分；有500个以上VEBs或1阵自动 转复性VT或VF计2分； 有（2～30）阵自动转复性VT和（或）VF计3分； 有30阵以上自动转复性VT和（或）VF计4分； 有不可逆性VF计5分。
1.5 统计学处理 SPSS 17.0软件包分析。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间均数比较采用方差分析，组间率的比较采用卡方检验。
2 结 果
2.1 各组大鼠血流动力学情况 缺血30 min后，各组大鼠心率（HR）与平均动脉血压（MBP）均低于缺血前，但差异无统计学意义（P>0.05）。详见表1。
表1 各组缺血前后心率和平均动脉压比较（x±s）
2.2 各组大鼠的缺血性室性心律失常情况 大鼠MI模型中，严重室性心律失常的峰值在冠状动脉结扎（5～25）min后出现。
2.2.1 各组大鼠缺血性VT和VF的发生率 MI组比较，与MI + Ex-4组大鼠室颤发生率显著降低（1/10，10% vs 7/10，70%，P
。然而，与MI + Ex-4组比较，5-HD能显著消除GLP-1受体激动剂Ex-4的抗缺血性室颤作用（6/10，60%）有统计学意义（P0.05，见图1）。
图1 VT和VF发生率
2.2.2 各组大鼠缺血性VT+VF的持续时间 与MI组比较，在MI + Ex-4组的大鼠缺血性VT+VF的持续时间显著减少（24.8 s±10.5 s vs 78.4 s±21.9 s，P
图2 VT+VF的持续时间、VT+VF、VEBs发生次数
2.2.3 各组大鼠发生缺血性VT+VF和VEBs的次数情况 与MI组比较，在MI + Ex-4组的大鼠每分钟发生缺血性VT+VF和VEBs的次数（19.8±9.8 & 2.2±0.9 vs 45.5±11.3 & 6.9±1.9）（P
2.2.4 各组大鼠的缺血性室性心律失常严重程度 与MI组比较，MI + Ex-4组缺血室性心律失常严重程度明显减轻，[ 3（中位数）， 2.25～3.00（四分位数间距） vs 4，4.00～4.00，P
3 讨 论
本研究显示，GLP-1受体激动剂Ex-4可以有效减轻大鼠的缺血性室性心律失常。应用线粒体ATP敏感性钾通道抑制剂5-羟基葵酸可以显著消除Ex-4的抗缺血性室性心律失常作用。表明GLP-1受体激动剂Ex-4有效减轻大鼠的缺血性室性心律失常的作用可能与调节线粒体ATP敏感性钾通道的信号转导相关。
GLP-1与GLP-1受体激动剂均可以有效减轻缺血再灌注心肌损伤并显著改善心功能[2-5，14]。Chinda等[6]研究表明，有效延长的降解时间可以显著增强在心肌梗死过程中GLP-1的心肌保护作用，并促进GLP-1缩短心肌的有效不应期，减少室早的发生次数以及增加室颤阈值，从而发挥抗缺血性室性心律失常作用。在本研究中，应用GLP-1受体激动剂Ex-4在不显著影响大鼠的血流动力学情况下，也可以有效发挥抗大鼠缺血性室性心律失常作用。此外，Yamamoto等[14]研究表明，应用GLP-1受体激动剂Ex-4可以呈剂量依赖性增加血压和心率，这种增加血压和心率的作用在（40～50）min可以恢复基础值。而在本研究中，应用在缺血前50 min注射Ex-4，待血流动力学恢复正常后行LAD结扎，所以在本实验中注射Ex-4并没有显著影响大鼠在心肌梗死过程中的血流动力学。
在心肌缺血过程中，通过激活线粒体ATP敏感性钾通道可以有效显著线粒体的钙超载并维持线粒体的钙稳态[15-17]；同时，线粒体的钙稳态在维持细胞液中游离钙离子稳态过程中发挥重要作用，有效阻止缺血诱导细胞液中的游离钙离子超载；细胞液中的游离钙离子超载在缺血诱导的室性心律失常中发挥重要作用[18，19]。本研究表明，GLP-1受体激动剂Ex-4有效减轻大鼠的缺血性室性心律失常的作用可能与调节线粒体ATP敏感性钾通道的信号转导相关。
GLP-1受体激动剂Ex-4可以有效减轻大鼠的缺血性室性心律失常。同时，应用线粒体ATP敏感性钾通道抑制剂5-羟基葵酸可以显著消除Ex-4的抗缺血性室性心律失常的作用。但是，其涉及的具体作用机制、临床意义、Ex-4对心肌细胞内钙离子水平以及通道的影响还有待进一步探究。
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作者简介：张凯，男，副主任医生，硕士研究生，现工作于武汉大学基础医学院，湖北省黄石市中心医院（湖北理工学院附属医院，邮编：430000）；彭碧文（通讯作者），工作于武汉大学基础医学院（邮编：430000）。
（收稿日期：2014-01-21）