验证和完善用于诊断听觉过敏的心理声学测试

《Hearing Research》：Validating and refining a psychoacoustic test to diagnose hyperacusis

高胆固醇饮食在女性兔中诱导收缩功能保留的心力衰竭（HFpEF），加盐未加剧该现象，Apamin通过抑制钾电流显著影响电生理参数和室颤模式。

　　

李阳 张|李晓春|塔伊加·安德森|安克塞拉·科特|杨敏静|李伯曾|詹姆斯·E·蒂斯代尔|陈振辉|托马斯·H·埃弗雷特|迈克尔·C·菲什贝因|乔舒亚·I·戈德哈伯|陈鹏胜|刘晓

加利福尼亚州洛杉矶西达-赛奈医疗中心斯米特心脏研究所心脏病科

摘要

背景

与男性相比，女性患射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）和舒张功能障碍的风险更高。

目的

我们假设：（1）高胆固醇（HC）饮食会导致女性心脏出现HFpEF，但不会影响男性心脏；（2）在高胆固醇饮食中添加盐分会加重HFpEF症状。

方法

我们将兔子分为两组：一组喂食高胆固醇饮食（4只雄性和4只雌性），另一组喂食高盐（HS）-高胆固醇饮食（4只雄性和4只雌性），持续14周。随后对这些兔子的心脏进行朗根多夫灌注以进行光学成像分析。

结果

高胆固醇饮食和雌性性别与实验结束时E/e’比值的升高有关（两者均p<0.001）。高胆固醇饮食组的E/e’比值高于高盐-高胆固醇饮食组（p<0.001）。雌性的左心房直径更大（p=0.002），心房纤维化程度也更高（p<0.001）。高胆固醇饮食组的室纤维化程度也高于高盐-高胆固醇饮食组（p<0.001）。在没有异丙肾上腺素的情况下，阿帕明（一种特异性阻断阿帕明敏感的小电导钙激活钾电流I_KAS的物质）使雌性的动作电位持续时间延长了8±2毫秒（p=0.002）。阿帕明还降低了雌性的细胞内钙幅度（p<0.001）和传导速度（p=0.008），以及心室颤动（VF）期间的相位奇异性（p=0.002）和主导频率（p=0.016）。实验结束时，高胆固醇饮食组的雌性兔子NT-proBNP水平显著升高（p<0.001）。

结论

高胆固醇饮食的兔子模型是专门用于研究女性HFpEF的模型。在高胆固醇饮食中添加盐分反而有助于改善HFpEF症状。阿帕明能够调节这种HFpEF模型的电生理参数和VF模式。

引言

左心室（LV）舒张功能障碍（DD）在各个年龄段的个体中发病率约为25-30%，且女性患病率高于男性。¹通过超声心动图检查发现，左心房（LA）扩大或左心室质量增加，以及早期舒张期二尖瓣血流速度（E）与二尖瓣环速度（e’）的比值E/e’升高，是诊断射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）的重要依据，而HFpEF在女性中的发病率也高于男性。²相比之下，男性发展为射血分数降低的心力衰竭（HFrEF）的可能性远高于HFpEF。²这种显著的性别差异表明性别是心力衰竭的重要生物学因素。然而，长期以来缺乏相关的动物模型阻碍了HFpEF的研究进展。³在所有动物中，兔子最适合作为研究人类心脏电生理学性别差异的模型。⁴患有高胆固醇的兔子会出现舒张功能障碍、促心律失常的电生理重构（L型钙电流I_Ca,L增加）以及心室颤动（VF）易感性增强。⁶然而，这些研究均未发现性别差异。女性体内的I_Ca,L电流比男性更丰富⁷，且在高胆固醇状态下会进一步增强。^{68在高胆固醇心脏中，女性的I_KAS电流可能高于男性，从而导致电生理重构和VF模式的性别差异。由于建议通过限制钠摄入来管理心力衰竭9，因此高盐饮食可能会加重HFpEF症状。本研究旨在验证以下假设：（1）高胆固醇饮食会导致女性心脏出现HFpEF，但不会影响男性心脏；（2）在高胆固醇饮食中添加盐分会加重HFpEF症状。}

方法

所有实验程序均获得了西达-赛奈医疗中心动物护理和使用委员会的批准，并符合美国国立卫生研究院关于实验室动物护理和使用的指南。

本研究使用了26只成年新西兰白兔（Charles River Laboratories，马萨诸塞州威尔明顿）。其中8只（4雄性，4雌性，46±12周龄）被喂食高胆固醇饮食（LabDiet 5ZJR，含有10%椰子和0.5%胆固醇），持续14周；另外8只（4雄性，4雌性）被喂食高盐-高胆固醇饮食。

结果

实验结束时，兔子的体重从基线值3.1±0.2千克增加到3.5±0.3千克（p<0.001）。血液检测结果见表S1。雌性的血清胆固醇浓度从45.50±10.03毫克/分升升高到2058.50±520.22毫克/分升（p<0.001），雄性的血清胆固醇浓度从26.43±6.58毫克/分升升高到2437.43±322.78毫克/分升（p<0.001）。所有兔子的其他脂蛋白水平也有所升高。我们测量了高胆固醇饮食组和高盐-高胆固醇饮食组的肺重量（见表S2）。

讨论

我们发现仅高胆固醇饮食组的雌性兔子出现了HFpEF症状，而雄性兔子没有。在高胆固醇饮食中添加盐分并未加重HFpEF症状。此外，阿帕明还调节了这种HFpEF模型的电生理参数和VF模式。

I_KAS阻断与传导速度

我们发现阿帕明能够延长心室动作电位持续时间（APD）并降低传导速度（CV）。我们之前对人类衰竭心脏的研究表明，SK蛋白在心肌细胞的闰盘区域含量丰富，而阿帕明会减缓传导速度。²³这些结果表明阿帕明可能显著干扰闰盘的功能。其他研究也显示，在小鼠模型中敲除SK通道会导致PR间期延长，SK2^Δ/Δ突变小鼠可能会出现完全性房室传导阻滞。²⁴