苦参碱对休克血浆致豚鼠心室肌细胞电生理变化的影响

王雪芳，刘艳明

(1.河北北方学院基础医学院生理教研室，河北 张家口 075000;2.中国人民解放军251医院心内二科，河北 张家口 075000)

苦参碱是从豆科槐属植物苦参中提取的生物碱，苦参对心脏疾病的治疗作用史载于我国著名的的医学文献《神农本草经》:“主心腹积气，癥瘕积聚”，能“安五脏，定志益精”。《本草经百种录》中记录苦参“此以味治也，苦入心，寒除火，故苦参专治心经之火”。药物研究表明，苦参碱是苦参的主要有效成分。目前，临床上心律失常等心脏疾病的发生逐年增多，西药的治疗在得到肯定的同时又存在多种问题，如药物副作用诱发新的心律失常等等。历代中医利用苦参药性将其作为治疗心脏疾病的中药，利用其治疗效果温和、毒副作用低的特点，但其机制却少有报道。随着研究的进一步深入，目前苦参碱在临床上逐步用于预防和治疗多种心律失常。休克机体缺血缺氧的同时往往伴随着严重的心律失常。本实验应用常规标准玻璃微电极细胞内记录技术，进一步研究苦参碱对休克血浆所致豚鼠心室肌细胞动作电位改变的电生理影响。进一步研究苦参碱治疗心脏疾病的作用机制，对更好地利用中药、发掘高效低毒中药，具有十分重要的临床指导作用和推广应用价值，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 动物和试剂

选用0.25kg～0.35kg的成年豚鼠，雌雄不限，由中国人民解放军医学实验动物繁育中心提供。实验药物苦参碱购于北京双鹭药业股份有限公司(批准文号国药准字H20030734)。

1.2 仪器

RM6280多道生理信号采集处理系统，SWF-1B高阻抗微电极放大器，成都仪器厂生产;LH 586-2恒温水浴泵，上海科乐理化机械厂生产;B-80玻璃微电极拉制器，中山大学科教仪器厂生产;SYB-J输液泵北京国营青云仪器厂生产;YC-2型程控刺激器，成都仪器厂生产。

1.3 方法

1.3.1 休克血浆和标本的制备 采用豚鼠颈总动脉插管，调节Lamson瓶高低，利用三通管另外一端记录血压，将血压下调到5.1kPa维持80min，2000r/min离心10min，颈动脉采血5ml取上清液，即得。

迅速击颅豚鼠致昏后沿左胸骨外缘开胸取出心脏，置于改良的O2饱和K-H液中，从主动脉进行冲洗，沿冠状动脉前降支剪开心室壁，选择大的乳头状心室肌约0.6mm ×0.2 mm ×0.5mm。用不锈钢针固定于灌流槽内的硅胶上，用36℃ ±0.5℃的改良K-H液恒温、恒速灌流。灌流液充以 O2，流速为10ml/min，p H 7.4。标本在灌流液中稳定40min后开始实验。

1.3.2 电位引导和观测指标 利用常规标准玻璃微电极技术记录，玻璃微电极充以3mol/l KCl液体。将刺激电极置于标本的心肌组织上，1倍阈强度连续方波刺激，动作电位经微电极引出后，经SWF-1B微电极放大器，一路输入监听器，另一路经转换器输入微机，观察动作电位出现的情况并实时记录各项参数及变化数据。

观察复极50%和80%时间(50%and 80%of duration of action potential，APD50and APD80)、0 相最大除极速率(maximal rate of depolarization，Vmax)、静息电位(resting potential，RP)、动作电位时程(duration of action potential，APD)、动作电位幅值(amp litude of action potential，APA) 、超 射(Overshoot，OS)。

1.3.3 实验过程和数据处理 电极稳定在心室肌细胞上40min左右，在刺激的同时记录正常的动作电位作为对照;然后向50mlK-H灌流液中加入SP 5ml，记 录 出 灌 流 后 1min、4min、7min、10min、15min的电位情况;然后依次加入 25、50、100μmol/L 苦参碱，灌流后 1min、4min、7min、10min、15min时，记录不同浓度心室肌动作电位变化。

数据处理以均数±标准差(珋x±s)表示，给药前后各项指标采用自身配对t检验。

2 结果

2.1 休克血浆对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响

表1图1显示，用SP灌流心室肌细胞4min，动作电位超射(OS)及APA幅值明显增高;7min时，动作电位时程(APD)开始延长，上述效应 10min～15min达到最大。

2.2 苦参碱干预休克血浆对豚鼠心室肌细胞动作作电位的效应

表1显示，向SP灌流液依次加入不同浓度的苦参碱 25、50、100μmol/L 后，25μmol/L 即可明显降低休克血浆引起的 OS、APA升高(P＜0.05)，50μmol/L苦参碱使OS、APA进一步下降，延长了休克血浆引起的 APD50、APD80、APD，使动作电位时程显著延长(P＜0.01);上述效应在浓度为100μmol/L时达到最强，且呈浓度依赖性。

表1 休克血浆对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响及苦参碱的干预作用(珋x±s，n=12)

3 讨论

苦参碱(matrine)是从中药材豆科槐属植物中提取的四环喹嗪啶生物碱，是苦参的主要有效成分。本实验研究发现，用休克血浆SP灌流4min后，豚鼠心室肌细胞动作电位幅度(APA)出现明显升高(P＜0.05)，复极 50%时间(APD50)、复极 80%时间(APD80)明显延长(P＜0.05)。休克是临床常见的病理生理现象，在休克的发生发展过程中，血液中的成分发生明显变化，这会使得机体细胞严重受累，心肌细胞的损害尤为明显。研究发现，休克血浆中所含有的儿茶酚胺类物质、神经肽类物质、心肌抑制因子、血管加压素等血管活性物质明显高于正常血浆，相反对人体有利的自由基超氧化物歧化酶(SOD)等良性物质减低。与此同时，电生理研究表明，休克的同时心肌细胞内 Ca2+严重超载，心肌细胞膜 Na+-Ca2+交换发生异常，Na+负荷过度［1］。用休克血浆来灌流离体心室肌细胞所产生动作电位的明显变化，就可能与在灌流的过程中休克血浆中的有害物质影响心肌细胞膜上的Na+-Ca2+交换，使细胞膜外Na+蓄积，Na+浓度逐渐升高，加速了细胞去极化初期的Na+内流有关。同时实验结果表明，复极50%时间(APD50)、复极80%时间(APD80)明显延长(P＜0.05)，这也意味着心肌细胞2相复极过程延长，心肌细胞的2相复极过程主要是由L型钙通道参与，这一变化表明休克血浆的灌流影响了L型钙通道的功能，使得细胞内的Ca2+不能正常按时流出细胞外，在此时相细胞内 Ca2+负荷增加。

有相关的实验研究报道，苦参碱作用于实验性心律失常模型的 SD大鼠心脏上，发现其对乌头碱诱发的0相快速Na+内流有抑制作用，对心脏具有负性频率、负性传导和抗实验性心律失常的作用［2］。血流变血研究表明，苦参碱应用在心脏上可以改善冠状动脉血液循环，增加冠脉血液流量，降低心肌耗氧量，增强心肌的收缩能力［3-5］。有研究发现，苦参碱具有细胞膜稳定作用，使细胞膜的损伤程度下降，膜表面通透性下降，同时可显著降低实验性缺血再灌注大鼠血浆中乳酸脱氢酶 (LDH)、肌酸磷酸激酶(CPK)以及血浆中儿茶酚胺类物质的含量，明显升高超氧化物歧化酶(SOD)的活性［6-8］。本实验研究表明，在利用休克血浆灌流动作电位发生明显变化后用加以不同浓度的苦参碱发现，25μmol/L的苦参碱可降低休克血浆引起的APA升高效应(P＜0.05);50μmol/L的苦参碱使APA进一步下降(P＜0.01)，明显延长 APD50、APD80(P＜0.05)，使动作电位时程APD明显延长(P＜0.05);100μmol/L的苦参碱使 APA显著下降(P＜0.01)，并明显延长 APD50、APD80(P＜0.01)，使动作电位时程APD显著延长(P＜0.01)。由此我们可以推断，苦参碱一方面可能是能够通过增强内源性氧自由基清除系统的能力即SOD的含量，进而减轻有害代谢产物自由基对心肌组织的过氧化反应减少心肌细胞膜的损害而发挥保护缺血心肌的作用;另一方面去极化时Na+内流增加是导致心室肌细胞动作电位OS、APA明显增高的主要原因，复极化缓慢、Ca2+负荷过度，也是 APD明显延长的重要原因，苦参碱也可能是通过抑制心肌细胞膜上的L型钙通道影响钙离子内流来发挥其作用的。

综上所述，SP对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响是通过加速细胞去极化期间Na+内流和Ca2+缓慢内流所导致动作电位发生明显变化的。用含苦参碱的休克血浆灌流后，可明显对抗 SP引起的OS、APA升高，提示苦参碱有拮抗 SP的电生理效应。其抗心律失常机制与其影响细胞内外 Na+、Ca2+的浓度有关。苦参碱明显拮抗 SP对豚鼠心室肌细胞的电生理效应，对改善心肌缺血、预防心律失常的发生起着重要作用。

［1］ 韩向东，陈长勋.苦参碱的心血管药理研究进展［J］.中药新药与临床药理，2006，17(1):72-75.

［2］ 黄彩云，谢世荣，黄胜英［J］.大连医科大学学报，2002，24(3):177-179.

［3］ 蒋树中，张毅刚，付 强.现代中西医结合杂志，2004，13(21):2812-2813.

［4］ 杨彩艳，郑 萍，王小萍，等.苦参碱对高胆固醇血症大鼠心肌缺血性损伤的保护作用［J］.中草药，2008，39(6):880-884.

［5］ 李 青，王 进，毛小洁，等.氧化苦参碱的强心作用［J］.沈阳药科大学学报，1999，16(4):281.

［6］ 金 英，刘晓娟，刘 毅，等.槐胺碱对清醒大鼠心机急性梗塞及再灌注损伤的保护作用［J］.中草药，1994，25(7):364-365.

［7］ 李进禧，李留东，邢健东，等.苦参碱对大鼠心肌细胞钙内流影响的实验研究［J］.中成药，2002，24(10):774-776.

［8］ 谢世荣，黄彩云，黄胜英.槐定碱抗心律失常作用的研究［J］.大连大学学报，2002，23(6):104-107.