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《心血管病学》

薯蓣皂甙对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用

发表时间:2010-02-04  浏览次数:543次

薯蓣皂甙对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用作者:赵云茜 康毅 高卫真    作者单位:300070天津医科大学药理学教研室     【摘要】  ·kg-1·d-1灌胃,高剂量组薯蓣皂甙300 mg·kg-1·d-1灌胃,低剂量组150 mg·kg-1·d-1灌胃,共7 d。末次给药24 h后,复制大鼠心肌IR损伤模型,观察心脏生理学指标(HR、BP、ST段变化),心律失常评分,心肌梗死面积,心肌形态学指标的变化。结果 与IR组心律失常评分3.75±0.45相比,给药组(DH组2.25±1.18,DL组2.44±1.09)明显下降,心肌梗死面积明显缩小,心功能明显改善。结论 薯蓣皂甙对大鼠心肌IR损伤具有保护作用。     【关键词】  薯蓣皂甙; 心肌缺血; 心肌再灌注损伤     Cardioprotective effects of dioscin against myocardial ischemia reperfusion injury in rats  ZHAO Yunqian, KANG Yi, GAO Weizhen, WANG Wei, FAN Xiaojing, LOU Jianshi. Department of Pharmacology, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China    Corresponding author: LOU Jianshi, Email: jianshilou@sina.com    【Abstract】  Objective  To observe the cardioprotective effects of dioscin on myocardial ischemia reperfusion (IR) injury in rats. Methods  48 Wistar rats were randomly divided into 3 groups: IR group, high dose dioscin (DH) group and low dose dioscin (DL) group. The IR group was treated with NS 10 ml·kg-1·d-1 for 7 days, DH group and DL group were treated with dioscin 300 ml·kg-1·d-1 and 150 ml·kg-1·d-1 respectively for 7 days. The myocardial IR injury rat models were established 24 hours after last dose by the ligation of left descending coronary artery for 30 min and reperfusion for 120 min. Parameters including heart rate, blood pressure, the score of arrhythmia, myocardial infarct size and morphologic change after myocardial IR were observed. Results  Compared with IR group (3.75±0.45), DH (2.25±1.18) and DL groups demonstrated lower score of arrhythmia(2.44±1.09), a smaller myocardial infarction size and better cardiac function. Conclusion  Dioscin can protect myocardium against IR injury.    【Key  words】  Dioscin;  Myocardial ischemia;  Myocardial reperfusion injury    近年来,中医药在治疗心肌梗死等缺血性疾病中发挥着越来越重要的作用,其中含薯蓣皂甙(dioscin)的中药作为预防和治疗冠心病的药物已广泛应用于临床和科研[12]。该类药具有活血化淤、行气止痛、扩张冠状动脉血管和改善心肌缺血等功效,可用于预防和治疗冠心病、心绞痛以及淤血内阻之胸痹、眩晕、气短、心悸、胸闷等病症[3]。已有研究表明薯蓣皂甙能够减轻实验性缺氧心肌细胞的钙超载,保护缺氧心肌[4],同时可使高脂血淤大鼠的高切变率下全血黏度,低切变率下全血黏度,全血还原黏度,血浆黏度明显降低,并能降低其血清总胆固醇和三酰甘油含量[5]。本研究的目的是采用心肌缺血再灌注(ischemia reperfusion,IR)损伤模型,观察薯蓣皂甙能否对心肌IR损伤产生保护作用。1  材料和方法    1.1  药品与试剂    薯蓣皂甙粉末,由国家天然药物研究中心提供;锥虫蓝生物染色剂,北京瀛海精细化工厂; 2,3,5氯化三苯基四氮唑(TTC),美国Sigma 公司产品;肝素钠注射液,天津市生物化学制药厂。    1.2  实验动物与分组    健康Wistar大鼠,雄性48只,体质量250~300 g,中国医学科学院放射医学研究所实验动物中心提供,合格证号:0000691。随机分为心肌IR组,薯蓣皂甙高剂量组(DH),薯蓣皂甙低剂量组(DL),每组16只。IR组给予10 ml/kg的生理盐水,DH和DL分别给予300 mg·kg-1·d-1和150 mg·kg-1·d-1薯蓣皂甙,连续7 d,末次灌胃24 h后,实施手术。    1.3  实验方法    心肌IR模型制备[6]  大鼠以25%乌拉坦(4 ml/kg)腹腔注射麻醉后,仰卧位固定于手术台。常规ECG连接,连续标准Ⅱ导联ECG监测。颈部正中切开,暴露气管和左侧颈动脉,常规连接动物人工呼吸机和动脉血压并连续监测。沿胸骨体左缘纵行切断第2~5胸肋关节,暴露壁层胸膜,剪开心包膜,暴露心脏。以左冠状静脉为标志,用3×10号(3/8弧)缝合针穿以000号丝线从左心耳下缘水平进针,经冠状动脉左前降支下方于肺动脉圆锥旁出针。丝线两端共同穿过一下端为球形的聚乙烯小管形成活结,拉紧活结造成冠状动脉左前降支供应区域心肌缺血,行30 min冠状动脉结扎缺血,120 min再灌注,为心肌IR损伤模型。    1.4  观察指标    1.4.1  心脏生理学指标  于结扎前、结扎立即、15、30 min,再灌注30、120 min时用BL420E生物机能实验系统记录ST段,HR,SBP、DBP,并计算MAP[MAP=DBP+(SBP-DBP)×2/3]。    1.4.2  心律失常评价  记录心肌缺血30 min内室性心律失常(VA),包括室性期前收缩(VPC),室性心动过速(VT)及心室颤动(VF)出现频率。室性心律失常评分方法[7]:0分:无VA;1分:偶发VPC(<5次/min或30次/h);2分:频发VPC(≥5次/min或30次/h);3分:VT(1~2次);4分:VT(≥3次)或VF。    1.4.3  心脏形态学指标  每组随机抽取3只大鼠,于再灌注120 min末取心尖组织,在10%福尔马林溶液中固定24 h后HE 染色,观察心肌形态学改变。    1.4.4  心肌梗死评价[8]  再灌注120 min立即结扎冠状动脉,并经股静脉推注0.6%锥虫蓝溶液2 ml。迅速剪下心脏,在4 ℃生理盐水中洗净残血和染料后,滤纸吸干冷冻。置-20 ℃冰箱,冷冻20 min后取出,标本沿左室长轴切成1 mm厚的切片,未被染为蓝色的为危险区(AAR),将其置于1%TTC溶液中染色20 min,灰白色为梗死区(IS),用电子天平分别称重,计算IS与AAR的比值。    1.5  统计学处理    计量资料用均数±标准差(±s)表示。用SPSS 13.0统计软件进行数据统计,组间比较,采用t检验。P<0.05差异有统计学意义。2  结果    2.1  心脏生理学指标    2.1.1  HR,MAP  随实验进程,各实验组HR均呈减慢趋势。与结扎前比较,除结扎立即外,其余各时间点的HR均显著降低。在IR组比较,除再灌注30 min和120 min外,各时间点的HR差异均无统计学意义。见图1。    与结扎前比较,aP<0.01,bP<0.05;与IR组比较,cP<0.05,dP<0.01    图1  对心肌IR损伤大鼠HR的影响在各实验组内,与结扎前比较,冠状动脉结扎立即,MAP明显下降,各组差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。随结扎时间的延长,MAP略有回升,于结扎后15 min达峰值,此后,MAP持续下降。在各实验组之间,与IR组比较,各组在各时间点比较差异均无统计学意义(图2)。    与结扎前比较,aP<0.01,bP<0.05    图2  对心肌IR损伤大鼠MAP的影响2.1.2  ST段的变化  与结扎前比较,左前降支结扎期间各组ST段均显著抬高,并且随时间的推移呈进行性抬高。再灌注后,各组ST段均下降。在各实验组之间:左前降支结扎立即,15 min和30 min,DH,DL 组ST段高度均显著低于IR组(P<0.01),DH,DL组之间差异均无统计学意义。再灌注期间,各实验组之间的ST段高度差异均无统计学意义(图3)。    与结扎前比较,aP<0.01,bP<0.05;与IR组比较,cP<0.05,dP<0.01    图3  对心肌IR损伤大鼠ST段的影响(n=16)    2.2  心律失常评分    缺血期间,IR组VA评分为3.75±0.45,与IR组比较, DH组2.25±1.18,DL组2.44±1.09的VA评分明显下降(P<0.01)。    2.3  缺血范围及梗死范围    各组之间缺血范围差异无统计学意义,与IR组相比,DH、DL组梗死范围明显减少(P<0.01),IS/AAR比值明显降低(P<0.01),两组之间差异无统计学意义。表明薯蓣皂甙能缩小IR后心肌梗死范围。见表1。面积的影响注:与IR组比较,aP<0.012.4  心肌HE染色组较DH组受损程度重,DH组心肌细胞受损程度较轻,见图4。3  讨论    薯蓣皂甙广泛存在于薯蓣科、百合科、豆科等植物中,其中在薯蓣科植物中含量丰富,如穿龙薯蓣、山药、质叶薯蓣等,它有祛痰、脱敏、抗炎、抗肿瘤,改善心肌缺血、降低血黏滞度、减少血小板聚集、降低三酰甘油水平等作用[910]。以薯蓣皂甙为有效成分的药物,如地奥心血康[3]、维奥欣等[5]已应用于临床预防和治疗冠心病、心绞痛等,但其作用机制尚不清楚。    本研究通过设置薯蓣皂甙高低两个剂量组,观察大鼠心脏生理学指标,如MAP,HR,ST段,心律失常评分、心律失常发生的开始时间和持续时间,心肌梗死面积及心肌HE染色。结果表明薯蓣皂甙高、低剂量组能显著改善大鼠血流动力学参数,降低IR损伤所致VT 和VF的发生率,推迟其发生时间,缩短持续时间,并缩小心肌梗死面积,明显改善IR造成的心肌细胞肿胀,细胞核碎裂,肌束断裂,间质充血,炎性细胞浸润等损害。有文献报道薯蓣皂甙给大鼠120 mg·kg-1·d-1灌胃1周后能明显降低血清心肌肌钙蛋白I(cTnI),证明能明显减轻心肌坏死量和对心肌的保护作用[11]。本实验的形态学研究结果与心肌酶谱学的研究结果一致,同时还证明能够改善心脏泵血功能和减轻心律失常发生,与心肌缺血预适应有着相同的保护作用。    有研究表明薯蓣皂甙能够减轻实验性缺氧心肌细胞的钙超载[4],减轻心肌细胞线粒体的损害[5],以及减轻心肌氧化损伤[11]等。这些结果说明薯蓣皂甙可通过不同的途径对大鼠IR损伤心肌起到保A:IR组,表现为心肌细胞肿胀,部分崩解坏死,胞质均质粉染,部分玻璃样变、横纹消失,细胞核碎裂溶解,心肌纤维断裂明显,部分间质纤维样变性,间质充血出血,伴炎性细胞浸润;B:DH组,心肌细胞轻度肿胀,横纹清晰可见,间质偶见充血出血及少量炎性细胞浸润;C:DL组,心肌细胞部分肿胀,无肌束断裂,细胞核部分固缩,部分间质可见少量充血出血及淋巴细胞浸润    图4  心肌HE染色(×400)护作用。在本实验的基础上将进一步研究薯蓣皂甙抗IR损伤的保护心肌作用是否与心肌缺血预适应有关。【参考文献】[1]高卫真,康毅,娄建石,等.黄芪苷Ⅳ对心肌细胞氧化损伤的保护作用.中国心血管杂志,2005,10:165169.[2]王新占.薯蓣皂苷冠心病心绞痛临床观察.中国心血管杂志,2004,9:256.[3]刘忠荣,邹文俊,王若竹,等.地奥心血康十年临床应用概述及疗效分析. 中国医药学报,2004,19:620622.[4]刘遂心,孙明,李彤. 缺氧对心肌细胞内游离钙离子浓度和细胞膜Ca2+ATPase表达的影响及薯蓣皂甙的干预作用. 中华心血管病杂志,2004,32:841843.[5]车锡平,王世祥,吴英,等. 维奥欣的药理学实验研究. 世界医学杂志,2001,5:7476.[6]Hagar JM, Hale SL, Kloner RA. 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