经皮耳迷走神经刺激对心肌梗死后室性心律失常的作用及机制研究

Excessive sympathetic activation and sympathetic remodeling is the important mechanisms of occurrence and maintainance of ventricular arrhythmias after myocardial infarction. Low level vagus nerve stimulation (LL-VNS) can inhibit sympathetic activity and remodeling, and prevent ventricular arrhythmias after myocardial infarction. However,the invasiveness, expensive price and complications of LL-VNSlimited its clinical application. Studies have shown that transcutaneous auricular vagus nerve stimulation(ta-VNS) can reduce sympathetic activity, improve heart rate variability. Based on our previous studies, we will establish canine models with ventricular arrhythmia after myocardial infarction, using cardiac electrophysiological testing, nerve discharge recording, microelectrode array, patch clamp, molecular biology techniques, aiming to evaluate the effectiveness and feasibility of ta-VNS therapy ventricular arrhythmias after myocardial infarction, to determine the suppressive effect of ta-VNS on sympathetic nerve activity and remodeling after myocardial infarction, and to clarify cardiac electrophysiologic mechanisms, neuroendocrine and neural molecular mechanisms of ta-VNS therapy. All mentioned above will be demonstrated from different aspects which are respectively in integral, tissues, cells, molecules levels. The findings from this study provide an important theoretical basisfor the translation of the results into clinical applications. Thereby open a new avenue for noninvasively treating ventricular arrhythmias after myocardial infarction.

交感神经过度激活和神经重构是心肌梗死后室性心律失常发生和维持的重要机制之一。低强度迷走神经刺激（LL-VNS）能抑制心肌梗死后交感神经活性和神经重构，预防心肌梗死后室性心律失常发生，但LL-VNS的侵入性和并发症等因素限制了其在临床的应用。研究显示，经皮耳迷走刺激（ta-VNS）能降低交感神经活性、改善心率变异性。本研究在前期研究的基础上，通过心肌梗死后室性心律失常犬模型，利用心电生理标测、神经放电记录、微电极阵列、膜片钳、分子生物学等技术，从整体、组织、细胞、分子多个水平，评价ta-VNS治疗心肌梗死后室性心律失常的有效性，明确ta-VNS抑制心肌梗死后交感神经活性和神经重构的作用，阐明ta-VNS治疗心肌梗死后室性心律失常的电生理机制、神经内分泌和神经分子机制，为ta-VNS的进一步临床转化应用提供理论基础，为心肌梗死后室性心律失常开辟非侵入性治疗的新途径。

迷走神经耳支分布于耳甲区，是迷走神经体表的唯一分支。外耳道或耳甲区刺激信号能够通过迷走神经耳支传入神经传至大脑延髓迷走神经背核或孤束核，直接形成突触，并通过中枢神经核团再次发出迷走神经传出神经靶向调控内脏功能，从而构成“心-耳-脑”神经环路，这也是耳迷走神经调控的神经解剖学基础。既往多项动物研究及临床前研究证实ta-VNS有效调控心梗后缺血再灌注损伤、阵发性房颤及心梗后心功能不全。经过本研究的一系列实验，证实1）VAs负荷：ta-VNS组内四周总计的MI慢性期VAs负荷显著少于对照组（P<0.01）。（2）心室电生理：ta-VNS组心室内膜及心室外膜梗死区、梗死周边区有效不应期（ERP）较对照组增大（P<0.05），有效不应期（dERP）及VT/VF诱发率较对照组减小（均P<0.05）。（3）心率变异性：心梗后第1周至第4周，ta-VNS组低频（LF）低于对照组（P<0.05）；心梗后第2周至第4周，ta-VNS组高频（HF）显著高于对照组（P<0.05）；而LF/HF同LF变化趋势一致，ta-VNS组心梗后第1周至第4周LF/HF数据低于对照组（P<0.05）。（4）神经活动记录：神经干预4周后，ta-VNS组较对照组而言心下交感神经（ICSN）放电均方根（RMS）降低，颈迷走（CVN）神经放电RMS增加（P<0.05）。（5）循环及组织儿茶酚胺浓度：干预4周后，ta-VNS组血浆EPI及NE浓度较对照组显著降低（均P<0.01）。组织儿茶酚胺检测结果示梗死周边区及右室组织中，ta-VNS组含量较对照组降低（均P<0.05）。（6）免疫组化：干预4周后，ta-VNS组TH阳染神经元在ICSN和AB-VN处显著减少（均P<0.05），ta-VNS组CHAT阳染神经元在CVN和AB-VN显著增多（均P<0.05）。（7）免疫印迹：在梗死周边区和非梗死区，ta-VNS组P75NTR、TrKA较对照组显著降低（均P<0.05），ta-VNS组ADRB1较对照组表达降低（均P<0.05）。本研究以低强度迷走神经刺激能抑制心肌梗死后 VA 发生和我国传统医学针刺耳穴法可有效治疗心律失常为理论基础，将ta-VNS这一新型无创、简便、低廉的自主神经干预技术引入一个崭新的研究领域。