1. 豚鼠心臟重量的異速生長

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系。結果顯示，不同年齡組的豚鼠間存在相關性，但隨年齡增長，這種相關性逐漸減弱。通過擬合分析發現，不同年齡組的相關性斜率也隨之減小，心臟重量相對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系

2. 新生、青年和老年鼠心臟之間有不同體內電特性

比較分析32只豚鼠（10只新生，13只青年，9只老年）的體內心電圖數據，結果發現，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波持續時間（心房激活時間）、QRS間期（心室激活時間）均顯著短于成年組，但QTc無顯著差異，表明復極時間相似（圖2）。

圖2. 不同年齡組的體內心電圖（ECG）記錄
 

3. 新生和成年鼠的心室激活模式和傳導速度不同

比較分析新生和成年鼠心臟的心室激活模式和傳導速度。研究發現，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的表達模式有關。此外，在傳導速度方面，新生鼠心臟的傳導速度最慢，而年輕鼠的傳導速度最快（圖3）。

圖3. 不同豚鼠年齡組的心室激活動力學變化
 

4. 心臟電恢復特性隨年齡而改變

電恢復特性描述了心臟動作電位（AP）或CaT與頻率的相關適應性變化，這些變化是心律失常易感性發生的重要因素。結果發現，隨著年齡增長，心外膜動作電位持續時間（APD）和鈣傳遞時間延長，尤其在較慢的刺激頻率下表現最為明顯。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，發現在不同年齡組之間，AP恢復曲線有顯著差異，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統計中，只有CaD70恢復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特性
 

5. 新生鼠心外膜復極在動態刺激下呈現出區域性和時間性的變化

在人類和大鼠中，出生后的心臟電學特性隨著心臟發育而發生變化，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育，動作電位持續時間（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極的區域異質性，即心尖處的APD較長。然而，在青年和老年豚鼠中未觀察到類似的區域性差異。

圖5. 新生豚鼠心臟的組內和區域變異（動態刺激）
 

6. 在額外刺激下，心臟電恢復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，心肌動作電位（APD）和鈣離子瞬變（CaD）恢復特性的差異。結果顯示，新生豚鼠的S1-S2刺激捕獲到的間隔時間相對較短，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恢復曲線，而成年豚鼠則顯示出更陡峭的恢復曲線。

圖6. 額外搏動刺激的心臟電恢復特性
 

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

圖7. 新生豚鼠心臟的區域異質性（額外搏動刺激）
 

7. 新生心臟具有獨特的興奮-收縮耦聯特性

興奮-收縮耦聯（ECC）是心肌收縮的關鍵，動作電位觸發胞內鈣離子上升，與收縮蛋白相互作用。光學信號生成的動作電位-鈣瞬變（AP-CaT）延遲Map圖顯示，成年心臟在早期復極化期出現負耦聯（APD30 > CaD30），而在晚期復極化期出現正耦聯（APD70 < CaD70）。相反，在新生豚鼠中，所有復極化期CaD > APD，AP-CaT耦合始終為正，在不同S1-S1刺激速率下，進行均值延遲圖的定量測量，進一步證實了以上結果。這一發現揭示了新生豚鼠獨特的ECC機制，為心臟發育過程中的電-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作電位和鈣瞬變耦合特征
 

研究結論：
豚鼠心臟從新生到成年的轉變，其電生理特性會出現變化。年齡特異性模式會影響心臟生理學、病理學以及心血管疾病治療等。因此，了解新生兒心臟的發育對于評估治療的適用性、安全性和有效性至關重要。