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红景天水煎剂对大鼠离体胸主动脉环的舒张作用及其机制

2013-05-17汪博泉张永星陈欢俊何白云

天然产物研究与开发 2013年11期
关键词:钙通道红景天离体

汪博泉,周 敏,张永星,刘 惠,陈欢俊,何白云

三峡大学医学院,宜昌443002

红景天(Rhodiola sachalinensis A.Bor),是景天科红景天属多年生草本,主要以根茎入药。在我国,红景天主要分布西藏和东北长白山海拔1700 m以上的山区。红景天具有抗疲劳、抗衰老、抗有害刺激、改善心脑血管功能、增强免疫功能等多方面药理作用。现代医学研究指出,红景天适应高原高寒缺氧、大风干旱、紫外线照射强烈、昼夜温差大等恶劣的生态环境,为环境适应性药物,其有效成分红景天苷,只含C、H、O三种元素,氧元素负电性中心有两个以上,这类化合物低毒,副作用小,药效作用广泛,效果显著。我国应用红景天治病和进补的历史悠久,《神农本草》称其为“主养命以应天,无毒、多服、久服不伤人,轻身益气,不老延年”的“上药”。在西藏被誉为“高原人参”,为藏族习用药材。红景天作为近年开发的“适应原”样药物,在临床上已被广泛应用,尤其是在心脑血管领域。正常麻醉犬血流动力实验,证实红景天苷能增加犬冠脉流量和心输出量,降低冠脉阻力和全身血管阻力,提示红景天苷具有舒张血管的功能[1,2]。本实验通过对离体大鼠胸主动脉环灌流方法,探讨红景天水煎剂对离体胸主动脉的作用及其可能的作用机制,为红景天的临床应用,以及中药和保健品的开发提供相关的实验依据。

1 材料

1.1 动物

选用SD雄性大鼠(250~300 g),清洁级,由三峡大学实验动物中心提供的,许可证号:SCXK(鄂)2011-0012

1.2 药品试剂和仪器

红景天生药(hongjingtian)产于西藏林芝地区的干燥根茎160 g,常规粉碎煎煮浓缩,制成的水煎剂320 mL(1 mL水煎剂相当于生药0.5 g);盐酸去氧肾上腺素(PE),H31021175,上海禾丰制药有限公司;乙酰胆碱(Ach),沪12-331-86,上海化学试剂总厂;Kreb-Henseleit(K-H)液[3](mmol/L):NaCl 118,KCl 4.7,NaHCO325,KH2PO41.2,MgCl21.2,CaCl22.5,Glucose 11.1,PH7.4。无钙 K-H 液中不含CaCl2并加入0.05 mmol/L EGTA,其它同 K-H液。离体组织灌流仪为PowerLab/4P生物信号记录分析系统。

2 方法

2.1 血管环的制备

大鼠去意识后,开胸腔游离出胸主动脉,置于95%O2和5%CO2混合气饱和的4℃K-H液中剥离血管周围结缔组织,剪成2.0~3.0 mm长的血管环,每只鼠取四段(相同组内血管环来自不同大鼠),将血管环悬挂于盛有20 mL持续入混合气体的37℃K-H液的水浴槽中,血管环在基础状态下稳定5 min后在1.5 h内分次加张力到2.0 g,其间每15 min换一次液。验证血管内皮完整性方法:用10-6mol/L PE刺激血管环,使其达到最大收缩幅度稳定后加入10-5mol/L Ach,待其舒张稳定后测定其张力,计算出血管舒张率,舒张率<10%表示完全去内皮,为去内皮组,舒张率>80%表示内皮完整,为完整内皮组,否则弃用[4]。检测去内皮效果后,换液至血管环恢复检测前状态,再稳定30 min后,进行后续操作。

2.2 摸索红景天水煎剂对离体大鼠胸主动脉环最适浓度

血管环稳定后加入PE预收缩,待收缩稳定后向水浴管中累加浓度为 0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、4.5、5.0 mg/mL的红景天水煎剂,对照组用等体积的K-H液代替红景天水煎剂加入,观察记录血管环的张力,用舒张率(舒张率=(加药前张力-加药后张力)/加药前张力×100%)表示。结果表明红景天水煎剂对离体大鼠胸主动脉环最适浓度为4.5 mg/ml。

2.3 统计方法

3 结果

3.1 红景天水煎剂对基础状态胸主动脉环张力的影响

血管环稳定后,在K-H液中直接加入红景天水煎剂,使其浓度为4.5 mg/mL,对照组加入等体积的K-H液,观察记录血管环的张力,用舒张率表示。结果红景天水煎剂组与对照组相比,血管环出现一过性小幅收缩后舒张至加药前状态现象。

3.2 红景天水煎剂对PE预收缩的完整内皮血管环和去内皮血管环张力的影响

血管环稳定后,用10-6mol/L浓度的PE预收缩内皮完整组和去内皮组血管环,待其达到收缩峰值并稳定后,实验组均加入红景天水煎剂至浓度为4.5 mg/mL,对照组加入等体积K-H液,观察记录血管环的张力,用舒张率表示。

与对照组相比,红景天水煎剂能显著抑制完整内皮组(如图1所示)和去内皮组(如图2所示)PE的预收缩,完整内皮组与去内皮组相比(如图3所示)差异无统计学意义,提示红景天水煎剂对血管环作用无内皮依耐性。

3.3 红景天水煎剂对无钙K-H液中PE收缩去内皮血管环张力的影响

用K-H液稳定血管环1.5 h后,用无钙K-H液每15 min洗脱血管环一次,总洗脱三次完成后稳定血管环30 min,加红景天水煎剂至4.5 mg/m l孵育30 min后,再加入10-6mol/L PE,观察记录血管环的张力,稳定后加入CaCl2至3 mmol/L,对照组用等量K-H液代替,待其稳定后,观察记录血管环的张力,结果用收缩率(收缩率=(加药后张力-加药前张力)/加药前张力×100%)表示。

在无钙的K-H液中,红景天水煎剂孵育的血管环加PE后的收缩率与对照组相比差异有显著性(P<0.05)。加入CaCl2后,实验组血管环收缩无明显变化,对照组收缩显著(P<0.01)。见图4。

3.4 红景天水煎剂对KCl预收缩去内皮血管环张力的影响

去内皮血管环稳定后加入60 mmol/L KCl进行预收缩,收缩达到峰值并稳定后,实验组加入红景天水煎剂至浓度为4.5 mg/mL,对照组加入等体积KH液,观察记录血管环的张力,用舒张率表示。

与对照组相比,红景天水煎剂能显著抑制去内皮组KCl的预收缩。见图5。

4 讨论

实验结果表明红景天水煎剂直接作用于基础状态下的主动脉环,血管环出现一过性小幅收缩后舒张至加药前状态的现象,提示红景天水煎剂对基础状态下主动脉环的静息张力有瞬时影响。红景天的有效成分红景天苷对未经任何预处理的胸主动脉环没有明显的舒张作用[5],红景天水煎剂作用于胸主动脉环出现与单品不同的现象,是因为水煎剂中成分复杂,该现象可能是由其他成分引起的。研究表明PE诱导的血管收缩作用主要是通过作用于α1肾上腺素受体,该受体属于G蛋白耦联受体,激活磷脂酶C,产生DAG和IP3,DAG激活蛋白激酶C,使钙通道磷酸化,引起钙通道开放,即激活受体依耐性钙通道,使外钙内流;IP3激活内质网上1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)受体,使肌浆网释放内钙,两个途径都促使血管平滑肌收缩[6,7]。结果3.2显示红景天水煎剂能显著抑制PE预收缩,提示红景天水煎剂可能是通过干预上述机制中一条或两条途径实现的。在无钙灌流液环境中红景天水煎剂孵育后加PE,实验组与对照组有显著差异且复钙后差异明显,提示红景天水煎剂对血管IP3激活内质网上1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)受体途径有促进作用,复钙后现象表明红景天水煎剂对DAG激活蛋白激酶C,使钙通道磷酸化途径起抑制作用。完整内皮组和去内皮组无明显差异,提示红景天水煎剂舒张血管无内皮依耐性。用60 mmol/L KCl预收缩血管环,细胞外的高钾引起细胞去极化,激活电压依耐性钙通道,使大量钙离子内流[6-8]。红景天水煎剂能抑制细胞外高钾引起的收缩作用,提示红景天水煎剂也能通过抑制电压门控钙通道舒张血管。

综上所述:红景天水煎剂对PE和KCl预收缩的血管环有抑制作用,对无钙K-H液中加PE的血管环有收缩作用,其机制是通过抑制血管平滑肌上的配体门控和电压门控介导的钙离子通道,阻止细胞外钙离子内流而实现,而且对血管平滑肌细胞内钙释放有促进作用。

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2 Zhang ZF(张早华),Liu JX(刘建勋),Shang XH(尚晓泓),et al.The Effect of Rhodiola Capsules on Oxygen Consumption of Myocardium and Coronary Artery Blood Flow in Dogs.Chin JChin Mater Med(中国中药杂志),2005,30:1001-1005.

3 Young MS,Young WC,Gyung-DK.Effects of gomisin A on vascular contraction in rat aortic rings.Naunyn-Schmied Arch Pharmacol,2011,383:47.

4 Cheng YW,Li CH,Lee CC.Alpha-naphthoflavone induces vasorelaxation through the induction of extracellular calcium influx and NO formation in endothelium.Naunyn-Schmiedeberg’s Arch Pharmacol,2003,368-378.

5 Zhang Y(张勇),Yan TH(颜天华),Ma Y(马莹),et al.Vasodilatation Effect of Salidroside on Isolated Thoracic Aorta and its Related Mechanism.Chin JNew Drugs(中国新药杂志),2009,18:1672-1676.

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7 Unlugenc H,Itegin M,Ocal I.Remifentanil produces vasorelaxation in isolated rat thoracic aorta strips.Acta Anaesthesiol Scand,2003,47:65-69.

8 Sakamoto K,Hori M,Izumi M.Inhibition of High K+Induced Contraction by the ROCKs Inhibitor Y-27632 in Vascular Smooth Muscle:Possible Involvement of ROCKs in a signal transduction pathway.JPharm Sci,2003,92:56-69.

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