太子参对急性心肌梗死心力衰竭大鼠心肌重构的作用

　　作者：沈祥春，彭佼，喻斌，段金廒，钱之玉 作者单位：1.贵阳医学院 药理学教研室， 贵州 贵阳 550004; 2.南京中医药大学， 江苏 南京 210029; 3.中国药科大学， 江苏 南京 210029

　　【摘要】目的： 研究太子参对左冠状动脉前降支结扎所致急性心肌梗死慢性心衰大鼠心肌重构的作用，并探讨其可能的机制。方法： 设假手术组、模型组、太子参高剂量组和低剂量组，后3组结扎大鼠冠状动脉导致急性心肌梗死(AMI)复制慢性心衰大鼠动物模型，造模后1周，太子参组开始给药5周;以死亡率、心肌重构指数分析心肌重构的程度，酶联免疫吸附试验(ELISA)分析血清中IL-6和TNF-α的水平。结果： 冠脉结扎6周后，模型组大鼠死亡率高达43.8%，心肺指数、心肌重构指数及血清中IL-6和TNF-α的水平显著增加，与假手术组比较，差异显著;而太子参组上述指标具有显著改善作用。结论： 太子参对急性心肌梗死诱发的慢性心衰具有一定的保护作用，其作用可能与太子参影响细胞因子有关。

　　【关键词】 孩儿参; 心力衰竭; 心肌梗死; 心肌重构; 白细胞介素6; 肿瘤坏死因子; 大鼠

　　Effects of Radix Pseudostellariae on Cardiac Remodeling in Rats with Chronic Heart Failure Induced by Acute Cardiac Infarction and Its Mechanism

　　SHEN Xiangchun, PENG Jiao, YU Bin, DUAN Jin'ao, QIAN Zhiyu

　　(1.Department of Pharmacology, Guiyang Medical College, Guiyang 550004, Guizhou, China;2. Nanjing University of TraditionalChinese Medicine, Nanjing 210029,Jiangsu,China; 3. China Pharmaceutical University, Nanjing 210009,Jiangsu,China)

　　[Abstract]Objective: To investigate the effects of Radix Pseudostellariae on cardiac remodeling of chronic heart failure induced by acute cardiac infarction after coronary artery ligation and its mechanism. Methods: Rat chronic heart failure was produced by coronary artery ligation of 6 weeks. The cardiac remodeling was evaluated with remodeling indexes such as left and right ventricular indexes, lung index, and globular index, etc. The death ratio of model rats was used to indicate the heart failure degree. Cytokine of IL-2 and TNF-α were detected by ELISA to explore the mechanism of Radix Pseudostellariae. Results: During the process of heart failure caused by coronary artery ligation and the heart muscle remodeling, the death rate of model rats was 43.8%, heart and lung indexes, heart remodeling index and serum levels of IL-6 and TNF-α were significantly higher in modeling group than those of sham operation group. After the treatment of Radix Pseudostellariae decoction by ig for continuous 5 weeks, the death rate, cardiac remodeling indexes, and serum levels of IL-6 and TNF-α markedly decreased. Conclusion: Long-term use of Radix Pseudostellariae can ameliorate cardiac remodeling of the chronic heart failure induced by acute cardiac infarction and the one of the mechanisms might be its influence to cytokine.

　　[Key words] radix,pseudostellariae; cardia failure; cardiac infarction; cardiac remodeling; interleukin-6; tumor necrosis factor; rats

　　急性心肌梗死(AMI)后诱发的慢性心衰是心血管系统疾患的主要死亡原因[1]。因此，防治心肌梗死后诱发心衰的心肌重构过程成为目前研究的焦点。随着人们对化学药品毒副作用的不断认识，天然药物由于毒副作用小，越来越受到人们的青睐。太子参是石竹科植物孩儿参Pseudostellaria heterophylla(Miq.) Pax ex Pax et Hoffm.的干燥块根，具有益气健脾、生津润肺之功效。临床主要用于脾虚体倦，食欲不振，病后虚弱，气阴不足，自汗口渴，肺燥干咳等[2]。研究提示太子参含有环肽类、三萜皂苷类、多糖类等，具有抗疲劳、抗缺氧、抗应激、抗炎、抗衰老、增强免疫力、延长寿命以及镇咳及抗菌抗病毒等药理作用[3]。根据太子参的现代药理作用与本室前期研究结果，2006年-2007年，研究了太子参对急性心肌梗死诱发心力衰竭心肌重构的作用及与炎症细胞因子的关系，为太子参资源的合理开发和有效利用提供实验基础。

　　1 材料与方法

　　1.1 材料

　　药材太子参Radix Pseudostellariae采自贵州省雷山县方祥乡贵州信邦太子参基地(获得GAP资质认证)，经贵阳医学院生药学与药用植物学教研室龙庆德老师鉴定为石竹科植物孩儿参Pseudostellariaheterophylla(Miq.) Pax ex Pax et Hoffm.的干燥块根。将太子参500 g置于烧瓶中，加常水煎药至约500 ml，过滤后，药渣再加适量水，煎至约250 ml，与第一次药液合并，旋转蒸发仪50 ℃减压浓缩至250 ml，含生药2 g/ml，备用。

　　1.2 试剂及仪器

　　IL-6、TNF-α ELISA分析试剂盒是武汉博士德生物工程有限公司产品，ELX800酶标仪由美国GE公司生产，Eppendorf5417R冷冻离心机由德国Eppendorf AG生产。BS223S电子天平由德国sartorius生产，HX-300动物呼吸机是成都泰盟科技有限公司生产。

　　1.3 慢性心衰大鼠模型的制备[4]

　　体重250~280 g 雄性SD大鼠，10%水合氯醛腹腔注射(3 ml/g)，大鼠四肢固定在手术台上，人工呼吸机呼吸频率55次/min，潮气量18～25 ml。胸部去毛、消毒，沿左锁骨中线纵向切开皮肤约2 cm，打开胸腔，剪开心包，轻压右侧胸廓，挤出心脏。用医用缝合线在动脉圆锥与左心耳之间冠状静脉处结扎左冠状动脉前降支，把心脏迅速放回胸腔。排尽气体，缝闭胸腔，恢复大鼠自主呼吸，停止人工呼吸。假手术组大鼠冠脉穿线但不做结扎手术。

　　1.4 分组及给药

　　实验分为假手术组(Sham)、模型组(Model)、太子参(RP)高剂量组(20 g/kg)、太子参低剂量组(10 g/kg);实验结束时，保证各组至少有8只动物存活。太子参组造模后1周开始给药，连续给药5周。

　　1.5 观测指标

　　记录各组大鼠结扎冠脉1周至给药结束的死亡数，计算死亡率。心室及肺重量、重量指数测定[5]：股静脉注人10%KCl 1~2 ml，使心脏停搏于舒张期，开胸取出心脏，用PBS洗去血液，滤纸吸去水分后用电子天平(精确到1 mg)分别称取左心室(含室间隔)与肺的重量及与体重比，得到左室、肺指数。心室重构指标测定[6]：用游标卡尺测量左室前壁(心梗区)厚度、左室后壁(非梗死区)厚度、室间隔厚度、左室长径、左室内径、球形指数(L/R)、左心室前壁厚度和左室内径比值(LVAW/R)均采用双盲法测定，同一标本测量3次，取均值。IL-6与TNF-α检测[7]：大鼠颈总动脉放血，室温放置自凝后，1 500r/min离心，取上层血清放入-70 ℃超低温冰箱待测。收集标本后，用ELISA测定。

　　1.6 统计学方法

　　用SPSS 11.0 统计软件进行单因素方差分析和显著性检验;记数资料以χ2检验，P<0.05表示有显著性差异，P<0.01表示有极显著性差异。

　　2 结果

　　2.1 大鼠死亡率

　　见表1。表1 各组大鼠死亡率比较(略)注：(1)与假手术组比较，P<0.01;(2)P<0.05;(3)与模型组比较P<0.01。

　　2.2 大鼠心肺指数

　　大鼠急性心肌梗死6周后，左室指数显著增加，与假手术组比较，差异显著(P<0.05)，提示大鼠心肌间质增生，心室重构;同时，肺指数显著增加，与假手术组比较，差异显著(P<0.01)，提示大鼠心室重构导致左心功能不全，肺淤血水肿。太子参高剂量组具有显著的降低心肌梗死后心室重构大鼠心、肺指数的作用，与模型组比较，P<0.01或P<0.05;低剂量组具有抑制趋势，但未见显著性差异，结果见表2。大鼠急性心肌梗死6周后，模型组大鼠增长缓慢，而太子参具有改善体重增长缓慢的趋势。表2 太子参对急性心肌梗死诱发慢性心衰左心室和肺指数的影响(略)注：与假手术组比较，(1)P<0.05, (2)P<0.01;与模型组比较，(3)P<0.05, (4)P<0.01。

　　2.3 大鼠心室重构指数

　　与假手术组比较，模型组大鼠心肌梗死6周后，左室前壁变薄，后壁增厚，左室腔扩大，长径变短，L/R缩小，提示心肌梗死后6周，心室重构导致心脏呈球形化发展(P<0.05);太子参高剂量组显著抑制L/R和LVAW/R，提示太子参具有改善心室重构，减缓心肌重构呈球形发展病程，与模型组比较差异显著(P<0.05)。结果见表3。

　　2.4 大鼠血清细胞因子

　　与假手术组比较，模型组大鼠心肌梗死6周后，血清IL-6与TNF—α水平显著增加(P<0.05)，提示急性心肌梗死诱发慢性心衰过程中伴随炎症的激活。太子参高、低剂量组均显著降低血清中IL-6与TNF-α水平，与模型组比较，差异显著(P<0.01或P<0.05)，见表4。表3 各组大鼠心室重构指数比较(略)注：与假手术组比较，(1)P<0.05, (2)P<0.01;与模型组比较，(3)P<0.05。表4 各组大鼠血清IL-6和TNF- α水平比较(略)注：与假手术组比较，(1)P<0.05, (2)P<0.01;与模型组比较，(3)P<0.05, (4)P<0.01。

　　3 讨论

　　随着医学治疗方法和手段的发展，急性心肌梗死(AMI)的死亡率已经大大降低，存活者显著增加。但AMI后发生的心室重构最终形成慢性心衰与其诱发的并发症，是影响AMI患者近、远期预后的主要因素，目前的医学水平尚不能完全纠正其自然病程，故改善AMI引起的慢性心衰是当前心血管疾病研究与关注的热点与难点[8]。

　　心肌梗死后病理性刺激会导致重构过程发生[9]。目前认为心肌梗死形成心肌纤维化则最终导致慢性心力衰竭(CHF)的主要病理基础，亦是心室重构的原因，即使心肌梗死范围很小，并未造成即刻的心脏功能障碍，但仍然会触发心室重构过程的发生，心梗后左室重构几乎是不可避免的病理改变。心肌梗死后心室重构主要是心肌细胞重构与间质重构。心肌间质是构成心肌细胞的支架，是维持心脏几何构型，协调心室舒张充盈的基础。间质重构由心脏基质成分的合成和降解失衡引起，表现为心肌纤维化和进行性心室扩张，可导致心脏功能下降、室壁瘤形成，甚至心室破裂。本研究发现，大鼠心肌梗死后6周，心室指数、肺指数显著增加、L/R、LVAW/R与假手术组比较显著增加，提示梗死心肌形成了心肌重构的病理过程。连续灌胃给予太子参水煎液5周，对心肌重构指数具有显著的抑制作用。

　　心肌重构的调控有多种因素的参与，而基质金属蛋白酶(MMPs)的活性在心肌重构中起着重要的作用，而MMPs活性又受到生长因子和细胞因子的调节[10]。CHF时血流动力学及心肌动力的显著异常可促进TNF-α和IL-6等细胞因子的产生，而增高的TNF-α和IL-6协同发挥负性肌力和细胞毒效应引起心肌重构及心功能的损害，如此互为因果构成恶性循环。TNF-α和IL-6等细胞因子在血清中浓度增高是心功能不全从代偿到失代偿进展的重要生物学标志，伴随心功能的下降，血清TNF-α和IL-6水平明显增高;而降低TNF-α和IL-6的治疗可以改变MMPs的活性，从而减轻心肌重构最终改善心功能[11]。因此针对炎症细胞因子拮抗剂的治疗是目前重要的研究焦点，传统治疗CHF的药物对细胞因子网络似乎没有影响。太子参是传统的清补药物，亦是常用的药食两用的药物，具有重要的中医临床价值。本研究发现，连续给予太子参5周后，能显著降低血清TNF-α和IL-6水平，这与太子参具有抗炎的药理作用报道相一致，太子参防治梗死后慢性心衰心肌重构的机制可能与其降低TNF-α和IL-6水平相关。

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