اثر اندوتوكسمي بر تغييرات ديناميكي ضربان قلب ايزوله در موش صحرايي

Effect of endotoxemia on heart rate dynamics in rat isolated perfused hearts

مقدمه: تغييرات لحظه به لحظه ضربان قلب الگوي پيچيده اي از خود نشان مي دهد و اين پيچيدگي در بيماري هاي همراه با التهاب سيستميك از جمله سپسيس تغيير مي كند. تغييرات ديناميكي ضربان قلب پيش بيني كننده ميزان بقا بيماران مبتلا به سپسيس است. گزارش‌هاي قبلي نقش تنظيم عصبي اتونوم را در تغيير ديناميكي ضربان قلب در سپسيس مورد مطالعه قرار داده‌اند و نقش تغييرات ديناميكي ضربان ساز قلب در سپسيس كمتر مورد بررسي قرار گرفته است. هدف از اين مطالعه آن است كه ساختار ديناميكي ضربانات قلب ايزوله و ميزان بيان كانال هاي ضربان ساز (HCN) در حيوان اندوتوكسميك با حيوانات سالم مقايسه شود. روش‌ ها: از موش هاي صحرايي نر با وزن 250-300 گرم در انجام آزمايش ها استفاده شد. در گروه اندوتوكسميك ليپوپلي ساكاريد با دوز 1mg/kg و در گروه شاهد نرمال سالين استريل به صورت داخل صفاقي تزريق شد. 3 ساعت پس از تزريق، قلب ايزوله شد و در دستگاه لانگندورف قرار گرفت، براي آناليز تغييرات ديناميكي ضربانات قلب از روش تحليل نوسانات بي روند شده (DFA) و محاسبه انحراف معيار فواصل ضربانات استفاده شد. از روش RT-PCR كمي براي اندازه گيري بيان كانال هاي ضربان ساز (HCN) در دهليز مورد استفاده قرار گرفت. يافته ها: نتايج مطالعه نشان داد كه در پاسخ به هيپوكسي پراكندگي ضربانات در قلب هاي اندوتوكسميك تغيير كمتري نسبت به گروه كنترل پيدا مي كند (0.05 > P). تحليل نوسانات بي روند شده نشان داد كه در هر دو گروه شاهد و اندتوكسميك لگاريتم مقياس با لگاريتم واريانس تغييرات رابطه خطي دارد. اندوتوكسمي بيان ژن كانال هاي ضربان ساز HCN1 و HCN2 را به طور چشم گيري در دهليز افزايش داد (0.05 > P). نتيجه گيري: ساختار تغييرات ضربانات قلب ايزوله ساختاري فركتالي دارد و اين ساختار در اندوتوكسمي تغيير نمي كند. ميزان پراكندگي ضربانات و بيان كانال هاي ضربان ساز در اندوتوكسمي تغيير مي كند و اين امر ممكن است در پاتوفيزيولوژي مشكلات ريتم قلب در سپسيس نقش ايفا كند.

Introduction: Beat-to-beat variation in heart rate shows a complex dynamics, and this complexity is changed during systemic inflammatory response syndrome (e.g. sepsis). It is not known whether or not cardiac pacemaker dynamical rhythm is affected by sepsis. The aim of this study was to investigate heart rate dynamics of isolated heart as well as expression of pacemaker channels (HCN) in a rat model of sepsis (endotoxemia) compared with normal rats. Methods: Male rats weighing 250-300 g were used in this study. Bacterial lipopolysaccharide was injected intraperitoneally (1mg/kg) in the endotoxemia group, and sterile saline in the control group. Three hours after injection, cardiac tissues were isolated and studied using Langendorff apparatus. Heart rate dynamics was assessed by calculating the standard deviation of inter-beat intervals as well as detrended fluctuation analysis (DFA). Quantitative RT-PCR was used to assess HCN expression in atria. Results: Hypoxia had a significantly different effect on heart rate variability in endotoxemic rats compared with controls (P < 0.05). DFA analysis showed a linear relationship between logarithm of variance and the logarithm of scale in both endotoxemic and control rats. Atrial expression of HCN1 and HCN2 at mRNA level were significantly higher in endotoxemic rats in comparison with controls (P < 0.05). Conclusion: Spontaneous beatings of isolated hearts exhibit a fractal-like dynamics which did not change after global hypoxia and/or endotoxemia. Endotoxemia was associated with altered heart rate variability and increased expression of pacemaker channels that might play a role in pathophysiology of cardiac complications of sepsis.