本课题我们拟通过观察皮肤神经活性与星状神经节活性的关系、低强度迷走神经刺激对心房颤动的影响以及环左房消融对心房颤动及心脏电生理的影响,来探讨心房颤动与自主神经系统的关系,同时进一步研究心房颤动诊疗的策略。本课题的研究内容主要包括以下三个部分:(1)观察胸部皮肤神经活性与星状神经节活性关系,探讨应用胸部皮肤神经活性间接评估星状神经节活性的可行性及其与心率变化的关系。(2)观察低强度迷走神经刺激对心房颤动的影响,研究自主神经干预治疗房颤的新方法,探讨心房颤动与自主神经系统的关系及迷走神经刺激抑制心房颤动的作用机制。(3)观察环左房消融对心房颤动及心脏电生理的影响,评价心外膜环左房消融联合肺静脉消融治疗心房颤动的有效性和安全性,进一步完善外科治疗心房颤动的策略。研究结果表明:(1)胸部皮肤神经活性可用于间接评估犬星状神经节活性,与心率变化存在很好的相关性,可用来预测心律失常的发生。(2)低强度迷走神经刺激可以减慢房颤时的快速心室率,其作用机制可能是通过:(1)增加下腔静脉-心房下部神经节丛活性(inferior vena cava-inferior atrial ganglionated plexus nerve activity,IVC-IAGPNA),减慢房室结的传导;(2)诱导星状神经节(stellate ganglion,SG)内神经节细胞凋亡,减弱SG的交感神经活性。(3)心外膜环左房消融联合肺静脉消融可以安全、有效的隔离消融左房顶部及后壁。与单纯肺静脉消融相比,环左房消融联合肺静脉消融可以更有效的终止房颤的维持、抑制房颤的复发,提高房颤的治疗效果。第一部分胸部皮肤神经活性与星状神经节活性的关系目的:星状神经节活性与心律失常的发生密切相关,被认为是心律失常发生的重要基础。直接记录星状神经节活性需要开胸手术,不仅操作复杂,而且创伤较大。相关研究,已证实上胸部的皮肤主要受来自星状神经节的交感神经的支配。本研究拟通过观察胸部皮肤神经活性与星状神经节活性的关系,来探讨应用胸部皮肤神经活性间接评估星状神经节活性的可行性。方法:实验用杂种犬9只,体重22~30Kg,5只用于急性实验研究,4只用于慢性实验研究。急性实验:麻醉状态下,将蜂毒明肽直接注射到犬的右侧星状神经节,同时记录10分钟犬右侧星状神经节活性、胸部皮肤神经活性及心电图。慢性实验:左侧开胸,将神经活性记录仪植入犬体内记录左侧星状神经节活性;待犬恢复2周后,在犬清醒状态下,同时记录30分钟犬左侧星状神经节活性、胸部皮肤神经活性及心电图。结果:急性实验结果表明,胸部皮肤神经活性与右侧星状神经节活性呈明显正相关(r=0.877,95%CI[0.732,1.000],P<0.05);胸部皮肤神经活性与心率也呈明显的正相关(r=0.837,95%CI[0.752,0.923],P<0.05)。慢性实验结果表明,胸部皮肤神经活性与左侧星状神经节活性呈明显正相关(r=0.746,95%CI[0.527,0.964],P<0.05);胸部皮肤神经活性与心率也呈明显的正相关(r=0.706,95%CI[0.484,0.927],P<0.05)。结论:胸部皮肤神经活性可用于间接评估犬星状神经节活性,与心率变化存在很好的相关性,可用来预测心律失常的发生。第二部分低强度迷走神经刺激抑制犬心房颤动的作用机制研究目的:目前,大量研究已证实低强度迷走神经刺激(low-level vagal nerve stimulation,LL-VNS)可以有效抑制心房颤动的触发,但迷走神经刺激(vagal nerve stimulation,VNS)对房颤维持的影响目前研究仍较少,而且迷走神经刺激抑制心房颤动的具体作用机制仍不清楚。本实验拟通过观察迷走神经刺激对犬心房颤动的影响,研究迷走神经刺激抑制心房颤动的作用机制。方法:实验用杂种犬6只,体重23~28Kg。全麻下,右侧开胸,在右心耳上安装植入型复律除颤器;安装神经活性记录仪记录下腔静脉-心房下部神经节丛活性(inferior vena cava-inferior atrial ganglionated plexus nerve activity,IVC-IAGPNA)、右侧迷走神经活性(right vagal nerve activity,RVNA)和左侧迷走神经活性(left vagal nerve activity,LVNA);在犬左侧颈部迷走神经上安装迷走神经刺激器。犬恢复2周后,打开复律除颤器进行右心耳快速起搏(600bpm),构建犬持续的心房颤动模型。模型构建成功后,打开迷走神经刺激器,刺激模式为(14s ON,1.1min OFF或3min OFF)观察迷走神经刺激对犬心房颤动的影响,并对比观察不同时间点犬左房右下GP及左、右迷走神经活性的变化情况。病理研究,分别应用酪氨酸羟化酶染色和TUNEL检测观察星状神经节(stellate ganglion,SG)的病理变化情况,探究其可能的机制。结果:快速起搏2~6周(平均4.00±1.79周)后,6只犬均构建成持续的房颤模型。与房颤基线(142.04±7.93 bpm[95%CI,133.72 to 150.37])相比,犬的心室率在VNS 1.1min OFF(123.29±6.29 bpm[95%CI,116.69 to 129.89])(P=0.001)和VNS 3min OFF(120.01±4.93 bpm[95%CI,114.84 to 125.18])(P=0.001)时均有明显减慢。IVC-IAGPNA在VNS 1.1min OFF(40.98±11.27m V-s[95%CI,29.16 to 52.80])(P=0.002)和VNS 3min OFF(39.78±10.14m V-s[95%CI,29.14 to 50.42])(P=0.001)时均较房颤基线(35.68±10.99 m V-s[95%CI,24.15 to 47.21])有明显提高。酪氨酸羟化酶染色发现,在成功取到双侧星状神经节的5只犬中,左侧的星状神经节中均可见明显的坏死区,而右侧未见明显坏死区。左侧坏死区的面积约占左侧星状神经节面积的38.6±19.3%[95%CI,14.7%to 62.5%]。坏死区内TH阴性神经节细胞的百分比约为8.4±4.1%[95%CI,3.3%to 13.6%],较正常区内TH阴性神经节细胞的百分比(3.0±1.3%[95%CI,0%to 6.5%])明显升高(P=0.04)。TUNEL检测发现,5只犬双侧星状神经节内均可见到TUNEL阳性的神经节细胞,左侧星状神经节内TUNEL阳性细胞的比例约为22.2±17.2%[95%CI,0.9%to 43.5%],右侧星状神经节内TUNEL阳性细胞的比例约为12.8±8.4%[95%CI,2.4%to 23.2%]。结论:迷走神经刺激可以减慢房颤时的快速心室率,其作用机制可能是通过:(1)增加IVC-IAGPNA,减慢房室结的传导;(2)诱导SG内神经节细胞凋亡,减弱SG的交感神经活性。第三部分心外膜环左房消融联合肺静脉消融对心房颤动的影响目的:本研究的目的是评价心外膜环左房消融(circumferential left atrial ablation,CLAA)联合肺静脉隔离(pulmonary vein isolation,PVI)治疗心房颤动(atrial fibrillation,AF)的有效性和安全性。方法:实验用猪30只,随机分为3组,每组各10只:房颤对照组(AF组)、肺静脉消融组(PVI组)、环左房消融联合肺静脉消融组(CLAA+PVI组)。通过心房快速起搏构建持续的心房颤动模型。房颤构建成功后,AF组不做消融处理;PVI组应用双极射频消融钳做肺静脉隔离消融;CLAA+PVI组应用双极射频消融钳先做肺静脉隔离消融,再做环左房消融。消融后,应用电复律将所有房颤猪恢复窦性心律,再次检测比较各组猪的房颤易感性及房颤维持时间的差异。结果:起搏6.27±0.69周后,所有猪均成功构建成稳定的持续的房颤模型。PVI组和CLAA+PVI组的猪顺利在心脏不停跳下实施心外膜消融术。2组中,单纯肺静脉消融使3只(3/20,15%)猪终止房颤,环左房消融联合肺静脉消融使5只(5/8,62.5%)猪终止房颤(P=0.022)。全部猪恢复窦性心律后,burst起搏可使AF组10只(10/10)猪全都诱发成持续的房颤;PVI组仅有3只(3/10,P=0.003)诱发成持续的房颤,CLAA+PVI组(0/10,P<0.001)无持续的房颤诱发成功,均明显低于AF组;而PVI组与CLAA+PVI组无明显差异(P=0.211)。AF组诱导的房颤平均维持时间为1800s;PVI组的房颤平均维持时间为1217.90±444.10s[95%CI,900.21-1535.59],CLAA+PVI组的房颤平均维持时间为734.70±177.81s[95%CI,607.51-861.89],较AF组明显缩短(P<0.05);与PVI组相比,CLAA+PVI组的房颤平均维持时间也明显缩短(P<0.05)。结论:心外膜环左房消融联合肺静脉消融可以安全、有效的隔离消融左房顶部及后壁。与单纯肺静脉消融相比,环左房消融联合肺静脉消融可以更有效的终止房颤的维持、抑制房颤的复发,提高房颤的治疗效果。