新型钙增敏剂MCI

　　作者：杨光明，刘良明 (第三军医大学大坪医院野战外科研究所第二研究室，创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室，重庆 400042)

　　摘要： 目的 探讨钙增敏剂MCI154对失血性休克大鼠血管反应性的影响。方法 实验分2部分：在体实验，42只Wistar大鼠随机分为正常组、休克组、MCI154(0.1、0.5、1.0、2.0 mg/kg)组，观察大鼠失血性休克后，MCI154对去甲肾上腺素(NE)升压反应的影响;离体实验，48只大鼠分为正常组、休克组、MCI154(10-7、10-6、10-5、10-4mol/L)组，取失血性休克大鼠肠系膜上动脉，利用离体血管环张力测定技术观察MCI154对NE诱导失血性休克大鼠肠系膜上动脉收缩反应性的影响。结果 在体实验，大鼠失血性休克2小时后，NE的升压作用显著下降，给MCI154后，NE的升压反应进一步降低，低于正常对照组和休克对照组。离体实验，与正常对照组相比，失血休克后血管环对NE的收缩反应性显著降低;不同浓度的MCI154预孵30分钟可使血管环的反应性进一步降低(P<0.01)，且有剂量依赖性。结论 MCI154C能降低失血性休克大鼠全身或局部血管的反应性。

　　关键词：出血;休克;钙增敏剂;血管反应性

　　Effects of a new calcium sensitizer MCI154 on vasoreactivity of hemorrhagic shock rats

　　YANG Guangming,LIU Liangming

　　(State Key Laboratory of Trauma,Burns and Combined Injury,Department 2,Institute of Surgery Research,Daping Hospital,Third Military University,Chongqing 400042,China)

　　Abstract： Objective To observe the effects of MCI154 on vascular reactivity following hemorrhagic shock(HS) in rats.Methods The experiments were conducted in vivo and in vitro.In vivo,42 Wistar rats were randomly divide into 6 groups:normol control,hemorrhagic shock control and shock with MCI154(0.1、0.5、1.0、2.0mg/kg).The hemorrhagic shock(30mmHg for 2 hours) model of rat was adopted to observe the effect of MCI154 on pressor effect of norepinephrine(NE) in vivo.In vitro,48 rats were divide into 6 groups:normol control,hemorrhagic shock control and shock with MCI154(10-7、10-6、10-5、10-4mol/L) groups.Superior mesenteric artery(SMA) was used to observe the effect of MCI154 on NE inducedvascular contraction with isolated organ perfusion system.Results In vivo,the NEinduced pressor response following hemorrhagic shock(2 hours) was significantly(P<0.01) decreased.After pretreatment with MCI154,the pressor response of NE was further decreased,it was significantly lower than that of the normal and shock control group.In vitro,the contractile response of SMA to NE following hemorrhagic shock was significantly reduced as compared with the control group.After MCI154 pretreatment for 30 minutes,the responsiveness of SMA to NE was further decreased as compared to shock group(P<0.01),this effect of MCI154 was in dosedependent manner.Conclusion MCI154 can reduce the vascular reactivity of hemorrhagic shock rats including the systemic responsiveness and local vascular reactivity.

　　Key words：hemorrhagic;shock;calcium sensitizer;vascular reactivity

　　钙增敏剂MCI154是近年来发现的一种作用机制完全不同于传统药物的新型强心药，具有强心及扩血管作用，它主要通过增加心肌收缩系统对Ca2+的敏感性来发挥正性肌力作用。本实验室将其应用于内毒素休克及失血性休克动物的治疗,结果表明，MCI154不仅可以增加休克动物钙失敏心肌的收缩功能，还可以改善器官组织血流量，显著提高休克动物的存活率[1-3]。但MCI154对血管功能，特别是对休克血管的低反应性有无调节作用尚不清楚。本实验利用大鼠失血性休克模型，通过体内、体外血管环实验，研究了MCI154对失血性休克动物血管反应性的影响，以便为MCI154应用于休克的临床治疗特别是其合理用药提供实验依据。

　　材料与方法

　　1 在体实验动物分组与模型制作

　　Wistar大鼠42只，随机分为6组，每组7只，分别为：正常对照组、休克对照组(Shock组)、休克+MCI154(0.1、0.5、1.0、2.0 mg/kg)组。采用本实验室常用方法复制失血性休克模型：实验前12小时禁食、自由饮水。实验当日用戊巴比妥钠(30mg/kg)腹腔注射麻醉后，双侧股动脉及左侧股静脉插管，其中左股动脉接血压计放血，右股动脉接传感器，连接到多道生理记录仪(Power Lab，澳大利亚AD Instrument公司)监测MAP，左股静脉供复苏和给药，肝素钠500U/kg抗凝。术毕，大鼠稳定10分钟，然后经股动脉插管，10分钟内放血至MAP 30mmHg，并维持在此水平2小时。然后，MCI154组分别按0.1、0.5、1.0、2.0 mg/kg 溶于3倍失血量复方氯化钠溶液，在30分钟内用输液泵输注;休克对照组仅予3倍失血量的复方氯化钠溶液;正常对照组不放血、不给药。分别在休克前、休克2小时末、给药后30分钟、1、2、4小时静脉注射去甲肾上腺素(NE，3μg/kg)，观察MCI154对NE升压反应的影响。

　　2 离体实验动物分组与模型制作

　　大鼠48只，随机分为6组，每组8只，分别为：正常对照组、休克对照组(shock组)、休克+MCI154(10-7、10-6、10-5、10-4M)组。失血性休克模型复制方法同上。模型复制好后，取大鼠肠系膜上动脉(SMA)，去除周围组织，制成3mm长的血管环并挂于含KH液[KrebsHenseleit solution，组成(mmol/L)：NaCl 118、KCl 4.7、NaHCO325、KH2PO41.03、MgSO47、H2O 　0.45、CaCl22.5、Glucose 11.1、pH 7.4]的25℃恒温离体器官灌流浴槽中，充入95%O2和5%CO2混合气体，每15分钟更换一次液体。SMA环预初张力0.5g，平衡1.5小时，再分别用含不同浓度(10-7、10-6、10-5、10-4M)MCI154的KH液孵育30分钟后,观察血管环对NE的收缩反应性，血管环张力通过张力传感器经八道生理记录仪记录(Power Lab，澳大利亚AD Instrument公司)。正常对照组及休克对照组血管环平衡2小时后实验。

　　按累积浓度法向浴槽KH液中依次加入NE，使其终浓度分别为10-9、10-8、10-7、10-5、10-4M，记录不同NE浓度下SMA环产生的最大收缩力，以单位组织湿重的张力(force/mg)为量化标准。作量-效曲线，曲线拟合法求半数有效浓度(EC50)，用NE的pD2(达到50%最大反应的激动剂浓度)和Emax(最大收缩反应)以及量效曲线评价血管反应性。

　　大鼠10只，休克模型及SMA环制备同前。10个动脉环依次用KH液、含不同浓度MCI154(10-7、10-6、10-5、10-4M)的KH液孵育，第一次平衡2小时后按累积浓度法观察NE的反应，此后每次平衡40分钟后予MCI154孵育30分钟再观察NE的反应，记录每次NE所致SMA环产生的最大收缩力，以KH液平衡时105M NE所致最大收缩张力为100%，其余各点以占该值的%表示。

　　3 数据处理及统计学分析

　　所有数据均以±s表示，2组间比较采用t检验进行统计学处理。P<0.05为相差显著;P<0.01为相差非常显著。

　　结果

　　1 MCI154对失血性休克大鼠去甲肾上腺素升压反应的影响

　　1.1 MCI154对失血性休克大鼠本身血压的影响。休克对照组在复苏后，血压有一定回升，但在给药2小时后有下降的趋势，与正常对照组比较有非常显著差异(P<0.01);MCI154各剂量组在给药后各时间点的血压值均低于正常及休克对照组(P<0.05或P<0.01)，且呈逐渐下降的趋势，并与剂量有关，剂量越高，MAP越低，但MCI154各剂量组间无显著差异，仅在给药后2小时，MCI154 0.1mg/kg组与其它组比较有显著差异(P<0.05)(见图1)。

　　图1 MCI154对大鼠平均动脉压的影响(略)

　　与同时相点正常对照组比较：#P<0.05，##P<0.01;与同时相点休克对照组比较：*P<0.05，**P<0.01

　　1.2 MCI154对NE升压效应的影响。正常大鼠血压对NE的反应在整个观察期内均保持在36mmHg的升幅。休克2小时，大鼠血压对NE的升幅仅有19mmHg，液体复苏后NE的升压效应继续下降，后虽有部分回升，但与正常对照组比较差别非常显著(P<0.01);给MCI154后，NE的升压反应进一步降低，显著低于休克对照组(P<0.05或P<0.01)，但MCI154各剂量组间差异无显著意义(见表1)。

　　2 MCI154对失血性休克大鼠SMA收缩反应性的影响

　　结果显示，失血性休克(30mmHg，2小时)可导致大鼠肠系膜上动脉血管对缩血管物质NE的收缩反应性明显降低，尤其在NE浓度超过10-7M时(P<0.01);NE的累积量效曲线右移，Emax显著降低(P<0.01)，pD2也显著降低。MCI154预孵30分钟可使休克血管的反应性进一步降低，且呈剂量依赖性，剂量越高，Emax越低(P<0.01)，并且各剂量组之间也存在非常显著差异(P<0.01);各剂量组的pD2与正常对照组相比均有显著差异(P<0.05或P<0.01)，但与休克组相比，仅有MCI154 10-4M组pD2有显著差异(见表2)。

　　为了排除血管环来自不同大鼠所带来的个体差异的影响，我们还选用了另一种方法：对同一血管环依次用KH液、10-7、10-6、10-5、10-4M的MCI154孵育，测量不同条件下NE使血管环产生的最大收缩力，并以对照条件下NE引起的最大收缩力为100%来比较。同样证实了前面的结果：失血性休克会导致血管反应性显著降低(P<0.01),而MCI154剂量依赖性进一步降低了休克血管对NE的反应性(P<0.01)，并且各剂量组间差异也非常显著(P<0.01)(见图2)。

　　图2 MCI154对失血性休克大鼠SMA收缩反应性的影响(略)

　　与同时相点Shock组比较：*P<0.05，**，P<0.01;与MCI154 10-7M组比较：★P<0.01;与MCI154 10-6M组比较：P<0.01;与MCI154 10-5M组比较：■P<0.01

　　表1 MCI154对NE升压效应的影响(略)

　　与同时相点正常组比较：#P<0.05，##P<0.01;与同时相点休克组比较：*P<0.05，**P<0.01

　　表2 MCI154对失血性休克大鼠肠系膜上动脉NE的pD2和Emax的影响(略)

　　与正常对照组比较：#P<0.05，##P<0.01;与休克对照组比较：*P<0.05，**P<0.01;与MCI154 10-7M组比较：★P<0.01;与MCI154 10-6M组比较：P<0.01;与MCI154 10-5M组比较：■P<0.01

　　讨论

　　钙增敏剂MCI154，即6[4(4′吡啶基)氨基苯]4,5二氢3(2H)哒嗪酮，是一类作用机制完全不同于传统药物的新型强心药。它的作用机理不同于传统强心甙类、儿茶酚胺类和磷酸二酯酶(PDE)等抑制剂，它不通过增加细胞内游离钙浓度，而是通过增加心肌收缩系统对钙的敏感性即钙增敏作用而促进心肌收缩。因此，我们提出了钙增敏剂MCI154用于抗休克治疗这一全新的思路。本室研究表明MCI154可显著改善内毒素休克动物的心血管功能，而不会进一步加重心肌钙稳态失衡及心肌细胞内钙超载的程度[1，4]。将其应用于失血性休克动物的治疗表明，MCI154不仅可以增加失血性休克钙失敏心肌的收缩功能，还可以减轻多种细胞超微结构的损伤程度，对组织器官有显著的保护作用[2];能显著提高失血性休克大鼠24小时和48小时的存活率，分别从对照组的25%、16.67%提高到83.33%和75%(P<0.05)[5]。MCI154作用机理主要与逆转休克后心肌对钙反应性的降低，增加心肌收缩蛋白对Ca2+的敏感性有关[1,6]。推测可能为直接增强心肌收缩系统TnC对Ca2+的敏感性以及肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用。此外，MCI154还有明显的扩血管作用[7]，但是也有报道称，MCI154对神经和NE介导的血管平滑肌收缩作用，在不同血管系统中的作用并不一致，在静脉中抑制，在动脉中加强[8]。但MCI154对休克后血管反应性究竟有何调节作用，其调节机制如何，尚不清楚。

　　本项研究表明，休克后血管反应性明显降低，MCI154可使血管反应性进一步下降，且呈剂量依赖性。在体实验中，休克2小时后，大鼠对NE的升压反应仅为正常大鼠的52%，给MCI154后，进一步降至25%甚至更低。但MCI154各剂量组间的差异不是很显著，且在个别时相点与休克组无太大差别，考虑主要存在2个因素：(1)MCI154具有双重作用，即强心和扩血管，故它一方面增敏强心，另一方面降低血管反应性，剂量越高，扩血管作用增强，但强心作用也随之上调，所以出现MCI154对NE的升压作用无明显的剂量差异。(2)在体实验受到神经、体液及细胞因子等多因素调节，影响因素众多。

　　为了进一步证实MCI154对休克血管反应性的影响，我们利用离体血管环张力测定技术以及利用失血性休克大鼠肠系膜上动脉血管环观察了MCI154对NE诱导的血管收缩反应的影响，实验结果表明，MCI154可剂量依赖性的降低休克时血管反应性。正常状态下的血管环在NE刺激下可产生1.6072g/mg的最大张力，休克时降至1.2730g/mg，而用MCI154孵育后，最大张力随MCI154浓度的增加而下降，10-4M的MCI154作用后，最大张力仅有0.2311g/mg，是休克组的18.2%，正常组的14.4%。同时，pD2也发生了明显变化：休克后pD2显著降低，10-4M的MCI154孵育后，pD2进一步降低，但其它三个剂量组的与休克对照组差别不显著。我们推测：休克影响了受体亲和力，高浓度的MCI154(10-4M)可进一步下调受体亲和力，而中、低浓度的MCI154(10-7、10-6、10-5M)对此影响不大。用同一血管环，依次用不同浓度的MCI154孵育之后，测量其对NE的反应性，结果表明10-7、10-6、10-5、10-4M的MCI154孵育后的最大收缩张力分别降为休克对照组的82.5%、63.4%、50.8%、16.0%，进一步证实了上述结果。

　　MCI154独特的增敏强心、逆转休克后钙失敏心肌的收缩功能以及保护组织器官等众多优点使其成为一种前景广阔的新型抗休克药物，但本实验的研究结果显示，MCI154在增强心脏功能的同时具有扩血管和降低血管反应性的作用，容量复苏不足条件下使用本药，由于其强烈的扩血管作用，会使血压下降，因此以后应用MCI154必须注意以下几方面问题：(1)要在充分容量复苏的基础上应用MCI154;(2)要选择合适的剂量;(3)与其它血管活性药物配伍合用，抑制其降低血管反应性的作用，使其充分发挥增敏强心的作用。但如何合理用药呢?还需要进一步了解MCI154降低血管反应性的机制。

　　MCI154对心肌的增敏作用是通过增加肌钙蛋白对Ca2+的敏感性实现的，但其扩血管和降低血管反应性的机制尚不清楚。有报道称，MCI154可能通过抑制蛋白激酶C(PKC)活性，使肌球蛋白轻链激酶(MLCK)活性降低，肌球蛋白轻链磷酸化减少，从而使Ca2+从结合位点解离，导致血管平滑肌舒张[9]。也有报道MCI154可能作用于α肾上腺素能受体及相关过程而使血管扩张[8]。但MCI154降低血管反应性的机制尚不清楚，需进一步研究阐明。

　　参考文献：

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　　[2]殷作明,胡德耀,刘良明,等.新型钙增敏剂MCI154对失血性休克动物心肌的保护作用[J].中华创伤杂志,2000,16(3):163-165.

　　[3]Mei JM,Hu DY,Chen HS，et al.Effects of MCI154,a calcium sensitizer,on cardiac dysfunction in endotoxic shock in rabbits[J].Shock,2000,13(6):459-463.

　　[4]杨建明，胡德耀，陈惠孙.钙增敏剂MCI154对内毒素在家兔治疗作用的实验研究[J].第三军医大学学报，1998，20(6)：492.

　　[5]殷作明,胡德耀,刘良明,等.新型钙增敏剂MCI154对失血性休克大鼠的治疗作用[J].西藏科技，1999，2：76-79.

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　　[7]Korvald C,Nordhaug DO,Steensrud T,et al.Vasodilation and mechanoenergetic inefficiency dominates the effect of the “Ca2+sensitizer” MCI154 in intact pigs[J].Scand Cardiovasc J,2002,36(3):172-179.

　　[8]Hikaru H,Guifa C,Hideharu O,et al.Electrophysiological comparison of the effects of MCI154 on smooth muscles between mesenteric artery and vein of dogs[J].General Pharmacology:the Vascular System,1993,24(2):333-339.

　　[9]Andrea JE,Walsh MP.Protein kinase C of smooth muscle[J].Hypertension,1992,20:585-589.