1. 豚鼠心臟重量的異速生長(zhǎng)

首先研究了豚鼠在不同年齡組中心臟重量與體重之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，不同年齡組的豚鼠間存在相關(guān)性，但隨年齡增長(zhǎng)，這種相關(guān)性逐漸減弱。通過擬合分析發(fā)現(xiàn)，不同年齡組的相關(guān)性斜率也隨之減小，心臟重量相對(duì)于體重的比例也逐漸降低（圖1）。

圖1. 心臟重量與體重之間的關(guān)系

2. 新生、青年和老年鼠心臟之間有不同體內(nèi)電特性

比較分析32只豚鼠（10只新生，13只青年，9只老年）的體內(nèi)心電圖數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新生鼠心電圖波顯示T波與下一拍的P波融合，在青年鼠中，T波不太明顯，但在老年鼠中，P波和T波均能清晰區(qū)分。此外，新生鼠和青年鼠的心率顯著快于老年鼠，新生鼠心臟的P波持續(xù)時(shí)間（心房激活時(shí)間）、QRS間期（心室激活時(shí)間）均顯著短于成年組，但QTc無顯著差異，表明復(fù)極時(shí)間相似（圖2）。

圖2. 不同年齡組的體內(nèi)心電圖（ECG）記錄
 

3. 新生和成年鼠的心室激活模式和傳導(dǎo)速度不同

比較分析新生和成年鼠心臟的心室激活模式和傳導(dǎo)速度。研究發(fā)現(xiàn)，新生鼠心臟的激活模式呈圓形，而成年鼠心臟則呈橢圓形，此差異可能與新生心肌中Connexin-43的表達(dá)模式有關(guān)。此外，在傳導(dǎo)速度方面，新生鼠心臟的傳導(dǎo)速度最慢，而年輕鼠的傳導(dǎo)速度最快（圖3）。

圖3. 不同豚鼠年齡組的心室激活動(dòng)力學(xué)變化
 

4. 心臟電恢復(fù)特性隨年齡而改變

電恢復(fù)特性描述了心臟動(dòng)作電位（AP）或CaT與頻率的相關(guān)適應(yīng)性變化，這些變化是心律失常易感性發(fā)生的重要因素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長(zhǎng)，心外膜動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間（APD）和鈣傳遞時(shí)間延長(zhǎng)，尤其在較慢的刺激頻率下表現(xiàn)最為明顯。在較慢的刺激速率下，新生鼠心臟的APD50和CaD50明顯短于青年和老年鼠。此外，發(fā)現(xiàn)在不同年齡組之間，AP恢復(fù)曲線有顯著差異，尤其是在老年鼠心臟中的斜率最大，而新生鼠的心臟斜率最小。在CaT統(tǒng)計(jì)中，只有CaD70恢復(fù)曲線在年齡組之間存在差異（圖4）。

圖4. 刺激作用下的心臟電恢復(fù)特性
 

5. 新生鼠心外膜復(fù)極在動(dòng)態(tài)刺激下呈現(xiàn)出區(qū)域性和時(shí)間性的變化

在人類和大鼠中，出生后的心臟電學(xué)特性隨著心臟發(fā)育而發(fā)生變化，如心率增加、QT間期縮短以及QRS軸的改變。隨著出生后心臟的發(fā)育，動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間（APD）縮短，在較慢的刺激頻率下更為明顯。此外，在新生豚鼠中還觀察到心外膜復(fù)極的區(qū)域異質(zhì)性，即心尖處的APD較長(zhǎng)。然而，在青年和老年豚鼠中未觀察到類似的區(qū)域性差異。

圖5. 新生豚鼠心臟的組內(nèi)和區(qū)域變異（動(dòng)態(tài)刺激）
 

6. 在額外刺激下，心臟電恢復(fù)特性呈年齡依賴性變化

比較新生豚鼠和成年豚鼠在額外刺激下，心肌動(dòng)作電位（APD）和鈣離子瞬變（CaD）恢復(fù)特性的差異。結(jié)果顯示，新生豚鼠的S1-S2刺激捕獲到的間隔時(shí)間相對(duì)較短，與成年豚鼠相比有顯著差異。該刺激條件下，新生豚鼠顯示出更為平緩的APD和CaD恢復(fù)曲線，而成年豚鼠則顯示出更陡峭的恢復(fù)曲線。

圖6. 額外搏動(dòng)刺激的心臟電恢復(fù)特性
 

評(píng)估新生豚鼠在額外刺激（S1-S2）下，心外膜APD的區(qū)域異質(zhì)性是否持續(xù)存在。結(jié)果顯示，與左心室相比，右心室的APD50較長(zhǎng)，表現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異。此外，新生豚鼠的心臟在APD和CaD方面顯示出區(qū)域異質(zhì)性，而青年豚鼠和老年豚鼠則沒有明顯的區(qū)域差異。
 

圖7. 新生豚鼠心臟的區(qū)域異質(zhì)性（額外搏動(dòng)刺激）
 

7. 新生心臟具有獨(dú)特的興奮-收縮耦聯(lián)特性

興奮-收縮耦聯(lián)（ECC）是心肌收縮的關(guān)鍵，動(dòng)作電位觸發(fā)胞內(nèi)鈣離子上升，與收縮蛋白相互作用。光學(xué)信號(hào)生成的動(dòng)作電位-鈣瞬變（AP-CaT）延遲Map圖顯示，成年心臟在早期復(fù)極化期出現(xiàn)負(fù)耦聯(lián)（APD30 > CaD30），而在晚期復(fù)極化期出現(xiàn)正耦聯(lián)（APD70 < CaD70）。相反，在新生豚鼠中，所有復(fù)極化期CaD > APD，AP-CaT耦合始終為正，在不同S1-S1刺激速率下，進(jìn)行均值延遲圖的定量測(cè)量，進(jìn)一步證實(shí)了以上結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)揭示了新生豚鼠獨(dú)特的ECC機(jī)制，為心臟發(fā)育過程中的電-鈣相互作用提供了新的方向（圖8）。

圖8. 不同年齡組豚鼠的動(dòng)作電位和鈣瞬變耦合特征
 

研究結(jié)論：
豚鼠心臟從新生到成年的轉(zhuǎn)變，其電生理特性會(huì)出現(xiàn)變化。年齡特異性模式會(huì)影響心臟生理學(xué)、病理學(xué)以及心血管疾病治療等。因此，了解新生兒心臟的發(fā)育對(duì)于評(píng)估治療的適用性、安全性和有效性至關(guān)重要。