目前用于抗心律失常研究的动物以小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬及猫等较为常用。但它们各有特点,如大鼠、豚鼠、兔和猫心室颤动有自发恢复的可能,而犬的室颤则很难恢复。故各动物有不同的用途:小鼠可用氯仿致心室颤动用于初筛药物;大鼠对强心苷不敏感,不宜用毒毛花苷诱发心律失常;豚鼠、家兔除用于整体实验外,还适宜用其离体心脏作心律失常模型,豚鼠心脏对心血管药物的敏感性与人近似,兔耳静脉注射较方便,还适宜在不麻醉条件下进行实验;猫体格健壮适宜于开胸手术、固定电极等实验;犬和猪可用于冠状动脉结扎引起心律失常等。
整体实验常用心电图Ⅱ导联记录并连接示波器进行连续观察。一般观察同样条件下,比较对照组与给药组心律失常发生的时间、类型、持续时间或诱发心律失常所用化学物质的剂量或电刺激强度以及心律失常的发生率。
通过记录离体心肌组织的波形,测定心肌自律性、兴奋性、收缩性、功能不应期等基本电生理特性。
静息电位(RP)、动作电位幅值(APA)、动作电位超射、动作电位时程(APD)、动作电位0相最大上升速率(V max )、起搏电位(PP)及细胞搏动频率等。
MAP振幅(MAPA)、MAP间期(MAPD)、最大上升速率(V max )、心动周期(CL)、局部传导时间(CT)、偶联间期(CI)及EAD、DAD振幅等。
单通道电导、开放概率、平均开放时间、平均关闭时间等。
如血清中NA、Ach及其前体或代谢产物。放射配体受体结合方法测定心肌组织中胆碱能受体、β肾上腺素能受体的变化。
采用PCR、Western blotting等技术方法检测相关离子通道基因 [8] :钾通道基因如KCNQ1、KCNE等;钙释放通道基因如RYR2等;连接蛋白43基因等的基因、蛋白表达变化;miR-1、miR-133、miR-208a等基因的表达。
目前尚无一个理想的心律失常动物模型,既能与病人的发病机制相似,又能明确判断疗效标准,并能阐明作用机制。不同的心律失常模型产生的机制不同,因此,常需要多种模型相互配合,利用整体、组织器官、细胞实验等不同手段,多方面、多层次阐明研究药物的作用及其机制。例如:
1.整体水平实验,则主要进行药物、电刺激诱发心律失常模型,结扎/再灌注形成缺血/再灌注性心律失常模型,测定心电图、心功能,或梗死范围及形态学等指标。
2.器官水平实验,则主要进行药物、电刺激诱发心律失常模型,结扎/再灌注形成缺血/再灌注性心律失常模型,测定心电图、心功能、单向动作电位,或梗死范围及形态学等指标。
3.组织水平实验,则主要进行药物、电刺激诱发心律失常模型,测定心肌基本特性指标。
4.细胞水平实验,则主要进行药物、缺氧/复氧诱发心律失常模型,测定电生理学、离子通道电流、细胞形态等指标。
5.各种模型中,以结扎冠脉、静脉注射乌头碱致大鼠心律失常较稳定和持久,可供实验治疗,其他模型多用于预防给药。
6.各种模型中均可采用PCR、Western blotting等技术方法,检测组织中相关基因、蛋白的表达。
阳性对照药应选临床公认较好的同类药。如Ⅰa类用奎尼丁,Ⅰb类用利多卡因,Ⅰc类用普罗帕酮,Ⅱ类用普萘洛尔,Ⅲ类用乙胺碘呋酮,Ⅳ类用维拉帕米。尚未明确用哪一类药前,初筛可用奎尼丁作对照。还可与已知功效相近的抗心律失常中药进行对照,如炙甘草汤颗粒、稳心颗粒。