心律失常是指心脏冲动的频率、节律、起源部位、传导速度或激动次序的异常，是临床上极为常见的一种疾病，常可引发猝死^[1]。动物模型作为研究疾病的有效手段，对于疾病的研究、诊断、治疗及预防均具有极为重要的意义。目前常用的心律失常动物模型主要分为化学诱导、机械刺激诱导及电刺激诱导3类。在化学性诱导中，氯化钙 (calcium chloride, CaCl₂) 和氯化钡 (barium chloride, BaCl₂) 两种药物因操作简单、效果稳定在诱导动物快速型心律失常中具有较广泛的应用^[2]。然而，结合注射泵定时定量给予药物诱导大鼠心律失常模型及两种药物所致的心律失常模型的异同鲜有报道。本研究分别利用两种试剂建立大鼠心律失常模型，旨在比较两种模型的异同，为实际应用中合理选择动物模型提供依据。

1 材料与方法 1.1 实验动物

♂ SD大鼠60只，体质量 (300~350) g，由辽宁长生生物技术有限公司提供。

1.2 仪器及试剂

氯化钙 (C1006，Sigma-Aldrich)，氯化钡二水 (上海生工生物工程有限公司)，水合氯醛 (上海精析出化工科技有限公司)，Power lab生物信号采集系统 (ML870，AD Instrument，Australia)，注射泵 (ALC-IP900，上海奥尔科特)。

1.3 实验方法 1.3.1 心律失常模型的建立

参照Cao等^[3-4]建立大鼠心律失常模型：大鼠腹腔注射水合氯醛 (30 mg·kg^-1) 麻醉后仰卧位固定，连接Power lab生物信号采集系统。用注射泵经颈静脉通路分别注入CaCl₂溶液 (0.4 mg· kg^-1)、BaCl₂溶液 (0.04 mg· kg^-1)，1 s内快速推注，每次给药间隔10 min。各组观察时间分别为0、10、30、60 min，每组5只动物。最后给予两倍剂量的溶液诱发致死性心律失常处死动物。对照组以等量生理盐水替代，在相应的时间点颈椎脱位处死动物。

1.3.2 心电图

连续记录未诱导心律失常时大鼠心电图及诱导后心电图 (标准Ⅱ导联)，及首发心律失常的类型及持续时间。

1.3.3 病理组织学切片的制作

大鼠处死后，生理盐水灌流，固定后制作石蜡切片，HE染色后，二甲苯透明，中性树胶封片。

1.4 数据处理与统计

采用统计软件GraphPad Prism 6.0进行分析，数据用x±s表示，组间比较采用t检验，检验水准α=0.05。

2 结果 2.1 两种药物诱导大鼠心律失常的时间

与对照组相比，两种实验模型均可诱导出心律失常。BaCl₂组首次诱导出心律失常的时间明显滞后于CaCl₂组 (P < 0.01)。初次注入CaCl₂及BaCl₂后，大鼠分别在5.26±1.78 s及0.80±0.11 s后出现心律失常波形。

2.2 两种药物诱导大鼠心律失常的类型 2.2.1 氯化钙组注入CaCl₂

溶液后，心电监测出多种不同类型的心律失常。初次注射后，20只大鼠均出现窦性心动过速、窦性停搏及传导阻滞等较轻微的窦性心律失常。心律失常的持续时间较为短暂，数秒内即可恢复。随着给药次数的增加，少部分动物出现室性心动过速。当两倍剂量处死动物时所有大鼠均出现室性心动过速、室颤、房颤等致死性心律失常。

2.2.2 氯化钡组

注入BaCl₂溶液后，19只大鼠产生室性心律失常，主要以持续及非持续性的室性心动过速为主。除0 min组，9只大鼠心律失常持续存在直至再次注入药物。随着给药次数的增加，房室分离及心室扑动逐渐出现，不同类型的心律失常之间互相转换。两倍剂量处死动物时，所有动物均死于室颤。

2.3 HE染色比较

对照组，HE染色切片可见心肌结构清晰，细胞核完整，横纹排列整齐。心律失常组，0 min组基本同生理盐水组；10 min组罕见心肌波浪样变，少量点灶状心肌嗜伊红染色增强；30 min及60 min组可见片状的嗜伊红染色增强、心肌波浪样变，CaCl₂组与BaCl₂组同时间亚组间无显著差异。

3 讨论

实验中发现，两种模型的差异主要体现在心律失常类型、激动时间及持续时间上：实验剂量的CaCl₂溶液主要诱导出窦性的心律失常，心律失常激动时间较为短暂，持续时间亦较短，容易恢复；BaCl₂主要诱导出室性的心律失常，出现稍有延迟，持续时间较长，不易恢复正常。组织学方面，两种诱导模型在10 min组、30 min组及60 min组均可见嗜伊红染色增强及心肌波浪样变等非特异性改变，模型间不存在明显差异。

造成两种模型间上述异同可追溯至诱导机制的差异：CaCl₂的诱导机制主要为增加心肌细胞钙内流，从而提高心肌自律性，诱发心律失常^[2,5]；BaCl₂的诱导机制目前尚不明确，一方面为增加心肌细胞Na⁺及Ca²⁺内流，提高最大舒张期去极化速率，诱发迟后除极和触发活动，另一方面，Ba²⁺是I_K1通道的开放阻断剂，可与K⁺竞争结合位点，抑制K⁺的流出，导致自律性提高，引发心律失常^[6-7]。Ba²⁺的这种因竞争性结合而间接诱导的心律失常也因此略滞后于Ca²⁺的瞬时激发所致的直接诱导。此外，Ba²⁺抑制I_K1通道的开放后，不进行有效补钾无法恢复I_K1通道功能，且Ba²⁺在体内的代谢也较为缓慢，因此在体内不断积蓄，致使心律失常持续存在，且较为强烈^[8]。心律失常发生时，通常会导致一定程度的心肌缺血^[3]，因此两种模型的HE染色均可见嗜伊红染色增强及心肌波浪样变等缺血所致的非特异性改变。

两种模型分别存在各自的优缺点：首先，CaCl₂模型中，因心律失常较易恢复为正常心律，因此动物存活率相对较高，持续时间亦可进一步延长，对相对长时间心律失常的相关研究具有更多的应用价值，其次，因Ca²⁺在心电传导及多种生化学指标的合成分泌中具有重要作用，而BaCl₂诱导模型仅给予外源性的Ba²⁺而非Ca²⁺。因此对心律失常机制及相关指标的表达调控研究具有更为客观的研究意义。