通过迷走神经刺激预处理实现心脏保护：减轻缺血-再灌注损伤和心律失常风险

《EXPERIMENTAL PHYSIOLOGY》：Cardioprotection via vagus nerve stimulation preconditioning: Reducing ischaemia–reperfusion injury and arrhythmic risk

心肌缺血-再灌注损伤中迷走神经刺激预处理显著降低梗死面积、改善心脏收缩功能，并抑制IL-1β、IL-6和TNF-α炎症反应，减少再灌注心律失常发生。

　　急性心肌梗死（AMI）是全球范围内导致发病率和死亡率居高不下的严重心血管疾病。在AMI发生过程中，缺血-再灌注（I/R）损伤进一步加剧了心肌的损害，成为影响患者预后的重要因素。I/R损伤通常表现为心律失常、过度炎症反应、钙离子超载和微血管功能障碍，这些病理过程显著增加了心力衰竭和猝死的风险。因此，探索有效的干预手段以减轻I/R损伤对心脏功能的影响，是心血管疾病研究中的重要课题。

在众多可能的干预策略中，迷走神经刺激（VNS）因其潜在的心脏保护作用而受到关注。VNS最初由Dr. J. Kiffin Penry于1988年引入，用于治疗难治性癫痫，但随后被扩展至其他领域，包括抑郁症、慢性疼痛以及某些心血管疾病。近年来，VNS在心脏保护方面的研究不断深入，尤其是在减轻心肌梗死后的心律失常和炎症反应方面展现出一定的潜力。然而，其在心肌缺血前进行预处理（即“预刺激”）的效果尚未得到充分验证。因此，本研究旨在探讨在心肌缺血发生前进行VNS预处理是否能够有效减轻I/R损伤，从而为临床提供新的治疗思路。

本研究采用大鼠模型，将60只雄性Sprague–Dawley大鼠随机分为三组：预VNS组、对照组和假手术组。预VNS组的大鼠在心肌缺血诱导前接受为期1周的低强度颈部VNS治疗；在缺血开始前30分钟，刺激被关闭。对照组则接受了与预VNS组相同的设备植入，但不进行任何刺激。假手术组则仅接受设备植入和开胸手术，但不进行左前降支冠状动脉（LAD）结扎和再灌注操作。研究通过评估存活率、超声心动图功能、再灌注心律失常、心律失常诱导率、梗死面积、心肌细胞凋亡和炎症因子水平，来评估VNS预处理对I/R损伤的保护作用。

研究结果显示，预VNS组和对照组的存活率并无显著差异（75.0% vs. 65.0%，p = 0.497）。然而，预VNS组在心脏功能方面表现出明显优势，其射血分数（EF）和缩短分数（FS）显著高于对照组（p < 0.001）。此外，预VNS组在LAD结扎释放后发生再灌注心律失常的频率显著降低（p = 0.006），且心律失常指数（反映心律失常诱发的难易程度）也明显下降（p = 0.003）。同时，预VNS组的心肌梗死面积显著缩小（14.60% ± 5.64% vs. 25.30% ± 9.78%，p = 0.002），心肌细胞凋亡率显著降低（9.60% ± 6.70% vs. 21.40% ± 7.69%，p < 0.001），并且血清中促炎性细胞因子如IL-1β、IL-6和TNF-α的水平也明显下降（p < 0.001）。这些结果表明，VNS预处理能够有效减轻I/R损伤，改善心脏功能，减少心律失常的发生，并抑制炎症反应和细胞凋亡。

研究还发现，尽管预VNS组在缺血前的刺激被关闭，但其心脏保护效应仍然持续。这提示VNS预处理可能通过某些机制，如自主神经系统调节、线粒体稳定和氧化应激抑制，实现对心脏的长期保护作用。尽管VNS在急性心肌缺血期间的应用已被广泛研究，但本研究采用的预处理策略为VNS在心脏损伤前的应用提供了新的视角。这一策略避免了在急性期进行VNS可能引发的血流动力学不稳定问题，同时保留了其对心脏功能的积极影响。

从机制角度来看，VNS主要通过调节自主神经系统来发挥其心脏保护作用。迷走神经的激活可以增强副交感神经活动，抑制交感神经的过度激活，从而降低心率、心肌负荷和氧气消耗，减轻心肌缺血导致的损伤。此外，VNS还可能通过多种途径影响炎症反应和细胞凋亡，例如抑制促炎性细胞因子的释放、减少白细胞浸润和氧化应激，以及激活保护性代谢通路。这些机制为VNS在心血管疾病中的应用提供了理论依据。

然而，本研究也存在一定的局限性。首先，实验采用的是大鼠模型，因此其结果在人类中的转化仍需进一步验证。其次，研究仅关注了24小时内的短期效应，未能全面评估VNS预处理对长期心肌重塑或生存率的影响。此外，VNS的参数设置基于以往的动物研究，尚未明确其在临床应用中的最佳剂量和持续时间。最后，设备植入和早期刺激可能对大鼠的基线生理状态产生影响，这在一定程度上可能与人类的临床情况存在差异。

综上所述，本研究为VNS在心脏保护中的应用提供了新的思路。通过在心肌缺血前进行VNS预处理，可以在不干扰急性期生理状态的前提下，实现对心脏功能的保护。尽管VNS在急性心肌缺血期间的应用已有较多研究，但本研究揭示了其在预防性应用中的潜力，特别是在高风险患者群体中，如接受经皮冠状动脉介入治疗（PCI）或心脏手术的患者，I/R损伤是不可避免的，因此，提前进行VNS预处理可能为这类患者提供额外的保护。未来的研究应进一步探索非侵入性VNS技术的临床可行性，并评估其在不同人群中的效果。此外，还需结合人工智能和预测算法，对高风险患者进行精准识别，从而实现个体化的VNS干预策略。最终，这一研究为开发新型的心脏保护策略提供了科学依据，并可能为改善AMI患者的预后带来新的希望。