| 摘要: | 研究動機與目的
凝血酵素除會參與血液凝固形成血栓外且可能因影響心肌細胞動作電位而與心律不整有重要之關聯性。然而關於凝血酵素對於肺靜脈及左心房心肌細胞動作電位之影響及造成心律不整之機轉瞭解仍然不明。由於血栓或凝血酵素可於左心房及肺靜脈形成，由此推斷血栓或凝血酵素可能可以藉著改變肺靜脈及左心房心肌細胞動作電位而進一步改變心律不整活性。目前已知血栓或凝血酵素可以藉由改變局部組織一氧化氮合成酶活性而調控一氧化氮濃度，再則研究已知異常的一氧化氮調控可能改變肺靜脈心肌細胞動作電位而進一步誘發心房顫動的發生。因此血栓或凝血酵素可能影響肺靜脈心肌細胞局部之一氧化氮濃度改變而誘發心房顫動。因此本計劃之目的，在於評估血栓或凝血酵素對於肺靜脈及左心房心肌細胞動作電位之影響，而進一步研究局部組織一氧化氮合成酶活性改變是否為凝血酵素調控肺靜脈及左心房心肌細胞動作電位之短期主要因素。另一方面由於新一代凝血酵素直接拮抗劑的藥物Dabigatrand上市使用，將有許多心房顫動病患使用Dabigatrand以預防血栓形成，因此凝血酵素直接拮抗劑的藥物是否在預防血栓形成外，是否可以透過直接拮抗凝血酵素而有抑制血栓或凝血酵素對於肺靜脈及左心房心肌細胞動作電位之影響，或因此而有抗血栓形成外之抑制心房顫動發生的可能。
重要研究方法
本實驗將藉由靜脈注射sodium pentobarbital (40 mg/kg)予以深度麻醉後，待其失去知覺，於手術臺行開胸手術後，取出心肺進行非存活手術實驗。從已麻醉之動物取得心臟後，藉著組織灌流到兔子肺靜脈及左心房心肌以維持心肌活性。將實驗兔子分為五組：凝血酵素組六隻兔子接受凝血酵素灌流 (0.01,0.1, 1 unit/ml各三十分鐘)。血栓組五隻兔子接受兔子血液稀釋液灌流三十分鐘(1/200ml, 10/200ml各三十分鐘)，抗凝血酵素組十二隻兔子於實驗前三天每日餵食Dabigatrand 3mg/kg/day，其中六隻兔子接受凝血酵素(1 unit/ml)灌流三十分鐘，六隻兔子接受兔子血液稀釋液(10/200ml)灌流三十分鐘。蛋白酶活化受體第一型受體拮抗劑(PAR1 blocker)組六隻兔子接受蛋白酶活化受體第一型拮抗劑(PAR1 blocker, BMS200261, 1 micro Mole)灌流三十分後再接受鐘凝血酵素(1 unit/ml)灌流三十分鐘。凝血酵素直接拮抗劑Dabigatrand組六隻兔子接受凝血酵素直接拮抗劑Dabigatrand灌流三十分後再接受鐘凝血酵素灌流三十分鐘(1 unit/ml)一氧化氮合成酶抑制劑(L-NAME)組十二隻兔子接受一氧化氮合成酶抑制劑(L-NAME, 100 micro Mole)灌流三十分鐘後，六隻兔子再接受凝血酵素灌流(0.1 unit/ml) 三十分鐘，另外六隻兔子再接受兔子血液稀釋灌流三十分鐘(1/100, 1/200兩組) 三十分鐘。此五組兔子皆測定肺靜脈自動節律，心肌細胞之動作電位(Action potential) 和收縮力的改變及測定左心房心肌心肌細胞之動作電位(Action potential) 和收縮力的改變。
研究結果
肺靜脈: 凝血酵素及血液稀釋液皆會減緩肺靜脈的自動性及縮短動作電位並增加延遲型後去極化與陣發性放電。餵食凝血酵素直接拮抗劑或使用蛋白酶活化受體第一型受體拮抗劑或一氧化氮合成酶抑制劑可以阻斷以上作用。
左心房: 凝血酵素及血液稀釋液皆會減少左心房的收縮力及縮短動作電位並提高舒張期張力與休息期膜電位。餵食凝血酵素直接拮抗劑或使用蛋白酶活化受體第一型受體拮抗劑或一氧化氮合成酶抑制劑可以阻斷以上作用。
結論
凝血酵素及血栓會透過蛋白酶活化受體第一型受體活化與調控一氧化氮合成酶活性來減緩肺靜脈的自動性及縮短動作電位並增加肺靜脈產生異位性放電，減少左心房的收縮力及縮短動作電位促使左心房成為心房心律不整的良好受質，進而促成心房不整心律不整之形成。而凝血酵素直接拮抗劑Dabigatrand可能在抗血栓之外，扮演抗心房心律不整的角色。
Background-
Dabigatran reduces stroke in atrial fibrillation (AF). pulmonary veins (PVs) and left atrium (LA) play a critical role in the pathophysiology of AF. We investigated the effects of thrombin, blood clot solution, and dabigatran on PVs and LA.
Methods and Results-
Conventional microelectrodes were used to record the action potentials (APs) in isolated PV and LA preparations before and after the administration of thrombin or blood clot solution in control and dabigatran-treated rabbits. Thrombin (0.01, 0.1 and 1 unit/ml) respectively reduced the PV (n=6) spontaneous beating rates from 1.9±0.2 to 1.7±0.2, 1.6±0.2, and 1.4±0.3 Hz (P<0.05). Blood clot solution (0.5% and 5.0%) respectively reduced the PV (n=5) spontaneous beating rates from 2.0±0.4 to 1.8±0.4 and 1.3±0.3 Hz (P<0.05). Thrombin (0.01, 0.1, and 1.0 units/ml) and the blood clot solution (0.5% and 5.0%) increased LA diastolic tension and the resting membrane potential with decreased AP duration and contractility. Thrombin (0.01, 0.1 and 1 units/ml) and blood clot solution (0.5% and 5%) induced delayed afterdepolarization and burst firing in PVs, but not in LA. L-NAME (100 μM) or a protease-activated receptor type 1 (PAR1) blocker (BMS 200261, 1 μM) attenuated the effects of thrombin and the blood clot solution in PVs and LA. Dabigatran-treated PVs had slower spontaneous activity (1.1±0.1 Hz, n=10, P<0.05 vs. control). There electrophysiological characteristics were not changed by thrombin (1 unit/ml) and blood clot solution (5%).
Conclusions-
Thrombin modulates PV and LA electrical and mechanical characteristics through PAR1 and nitric oxide synthase, which were blocked by dabigatran. |
