【雌二醇与孕酮对离体雌兔心脏单相动作电位时程的差异性调节作用】
【Title】 Diverse modulating effects of estradiol and progesterone on the monophasic action potential duration in Langendorff-perfused female rabbit hearts
【Comments】 这篇论文用离体灌流兔心的模型,非常直接地比较了雌激素和孕激素对心脏复极时间的影响,搞清楚了这两种激素一个让心脏“变慢”、一个可能让心脏“变快”。
【点评】
女性更容易出现药物诱发的 QT 延长和尖端扭转型室速(TdP),多年来一直是心电生理领域的“老大难”。麻烦就出在女性体内激素水平变化大,而雌激素、孕激素到底怎么调控心脏离子通道,大家其实并不清楚。这篇文章的意义就在于:它用最经典的 Langendorff 灌流心脏模型,把两种激素的急性效应“拆开来看”,不仅证明了雌激素能持续延长复极时间,还发现孕激素的作用是“双相”的——低浓度延长、高浓度反而缩短。这种差异可能正是女性不同时期心律失常风险不同的原因之一。
【摘要】
研究比较了雌激素(estradiol)与孕激素(progesterone)对离体灌流雌兔心复极及其对 III 类抗心律失常药物 sotalol 的敏感性的影响。结果发现:雌激素能浓度依赖性地延长单相动作电位时程(MAPD30、MAPD90),而孕激素呈双相效应——低剂量延长、高剂量缩短复极时间。预先使用雌激素会增强 sotalol 的延长作用并提高心律失常发生率,而孕激素则降低这些风险。
【引言】
研究背景
女性的 QT 间期一般比男性长,也更容易因用药出现尖端扭转型室速。这与雌激素抑制心脏复极钾通道(如 IKr)密切相关。但女性还有另一个重要激素——孕激素——它是否会“抵消”雌激素的不利作用?目前研究并不充分,因此需要明确它们对心脏复极的急性影响。
本文贡献
首次同时直接比较雌激素与孕激素对心脏复极的急性影响。 揭示孕激素呈“双相效应”:低浓度延长,高浓度缩短 MAPD。 说明两种激素会影响心脏对 sotalol(IKr 阻滞剂)的敏感性。 从机制上解释女性在不同生理周期心律失常风险为何不同。
【实验设计】
实验对象
雌性家兔(2.0–2.5 kg) Langendorff 离体心脏灌流系统 记录:心外膜单相动作电位(MAP)
测试条件
灌流液含 HEPES 缓冲液,100% 氧气,37°C 测量 MAPD30、MAPD90、心率等指标 以不同浓度(1–30 μM)的雌激素或孕激素进行累加给药 评估 sotalol(30 μM)在不同预处理背景下的诱导效果
【研究方法】
核心思路 / 总体框架
用灌流心脏直接记录复极时间,看激素如何改变 MAPD,并观察这些改变如何影响 sotalol 的致心律失常风险。
关键模型 / 理论基础(附比喻说明)
Langendorff 灌流模型 + 单相动作电位(MAP)记录。
技术原理:
MAPD30、MAPD90 分别对应动作电位复极的早期和晚期阶段 不同离子通道(尤其是 IKr、IKs)决定复极速度 激素可能通过快速、非基因组途径调控这些通道
【结果与讨论】
图表核心内容

Figure 1(MAPD 浓度反应曲线)
图内容:不同浓度雌激素/孕激素对 MAPD30 和 MAPD90 的影响曲线。 图意义:雌激素呈线性延长,孕激素呈双相作用。

Figure 2(与时间匹配对照的 MAPD 变化)
图内容:剔除时间影响后,两种激素对复极的真实效应。 图意义:雌激素始终延长,但孕激素在 30 μM 时反而缩短 MAPD。

Figure 3(sotalol 作用下的 MAPD)
图内容:雌激素 vs 孕激素预处理后 sotalol 的延长幅度不同。 图意义:雌激素增加 sotalol 敏感性,孕激素降低敏感性。

Figure 4(sotalol 诱导 MAPD90 延长量比较)
图内容:三组直接对比。 图意义:孕激素组延长最少,提示保护作用。

Table II(心律失常事件发生率)
图内容:sotalol 诱导 EAD、PVE 的比例。 图意义:孕激素显著降低心律失常风险。
主要发现
雌激素能持续、浓度依赖性地延长 MAPD。 孕激素作用呈双相:低剂量延长、高剂量缩短 MAPD。 雌激素使心脏对 IKr 阻滞剂(sotalol)更敏感。 孕激素减少 sotalol 导致的 MAPD 延长与心律失常。
作者的解读
雌激素可能减少“复极储备”,让心脏复极更慢,也就更容易被药物扰乱节律。 孕激素可能增强 IKs 或其他电流,从而缩短复极,提升“复极储备”。 女性在不同周期、妊娠期心律失常风险变化,与激素水平变化可能直接相关。
【结论】
核心结论
雌激素延长复极时间,使心脏更易受药物诱发的 QT 延长影响。 孕激素在高浓度下反而缩短复极,可能提供保护作用。 激素水平会影响药物(如 sotalol)的致心律失常风险。
【展望】
可以改进的地方
实验使用的激素浓度高于生理水平,可能代表药理效应而非自然激素作用。 未直接测量离子通道电流变化,机制推断仍需补强。
下一步工作
使用更接近生理浓度的激素验证结果。 进一步研究孕激素双相效应背后的离子机制(如 IKs、ICa-L)。 在活体动物或临床中评估周期性激素波动对 TdP 风险的真实影响。
文献详细信息
原文标题: Diverse modulating effects of estradiol and progesterone on the monophasic action potential duration in Langendorff-perfused female rabbit hearts 中文翻译: 雌激素与孕激素对离体灌流雌兔心单相动作电位时程的多样化调控作用 发表日期: 2012 年(接收日期 2010.11,最终刊发于 2012) 期刊/来源: Fundamental & Clinical Pharmacology 作者机构: Tongji University School of Medicine DOI链接: 10.1111/j.1472-8206.2010.00911.x
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