芪苈强心胶囊改善糖尿病心力衰竭大鼠心功能及血管内皮功能实验研究

官佳佳 陈 飞 吴伽勒 胡申江 牟 芸

浙江大学医学院附属第一医院超声影像科 杭州 310000

研究显示，心力衰竭与炎症、过氧化物、特别是心血管系统的内皮功能异常有关[1]。芪苈强心胶囊的主要成分为黄芪、人参、附子、丹参、葶苈子，具有益气温阳、活血通络、利水消肿的功能，可用于慢性心力衰竭的治疗[2-3]。但是其增强心脏功能的机制仍不清楚，其效应是否与改善血管内皮功能有关尚不确定。本课题以糖尿病大鼠作为实验模型，观察芪苈强心胶囊改善糖尿病大鼠心功能的同时，能否改善其血管内皮功能。

1 实验材料

1.1 动 物 雄性SD大鼠，体质量180～220g，由浙江大学医学院附属第一医院实验动物中心提供，动物使用合格证号：SYXK（浙）2013-0180。

1.2 主要试剂和药品 链脲佐菌素（STZ）（美国SIGMA公司），芪苈强心胶囊（河北以岭药业），贝那普利（北京诺华制药有限公司），肾上腺素（PE，美国SIGMA公司），乙酰胆碱（Ach，美国SIGMA公司）。

1.3 主要仪器 One TouchⅡ型血糖仪（Cordis公司，美国），生物信号采集系统Medlab6.0（南京易美科技有限公司），SONO5500超声仪，探头为宽频带6～15MHz（美国 Agilent公司），小动物呼吸机（浙江大学医学仪器厂）。

2 实验方法

2.1 模型制备及分组 34只雄性SD大鼠禁食12h后，一次性左下腹腔注射由柠檬酸钠溶液（0.1mol/L，pH=4.5）配置的 STZ（70mg/kg）诱导糖尿病模型。72h后测随机血糖，血糖浓度＞16.7mmol/L认为造模成功，随机分成糖尿病组18只，芪苈强心组16只。另选对照组大鼠7只，不予注射STZ。

2.2 给 药 造模成功后1天即开始灌胃给药。芪苈强心组给药剂量为4g/（kg·d），将药粉溶于2mL生理盐水混悬灌胃，对照组及糖尿病组予2mL生理盐水灌胃。大鼠每周定期称重决定给药剂量。共灌胃8周。

2.3 观察指标

2.3.1 超声心动图检测 给药8周后称重及复测血糖后，予4%水合氯醛（0.01mL/g）腹腔注射麻醉，利用6～15MHz探头行超声检查。每一个超声测定值取3个连续心动图周期测量的均值。超声测定指标包括：左室舒张末期内径（left ventricular internal diameter at diastolic phase，LVIDd）、左室收缩末期内径（left ventricular internal diameter at systolic phase，LVIDs）、左室短轴缩短率（left ventricular fractional shortening，FS）、左室射血分数（left ventricular ejection fraction，EF）。

2.3.2 左心室血流动力学检测 动物称重，麻醉，仰卧位固定大鼠，颈部正中切口，气管插管行正压人工呼吸，频率80次/min，潮气量10mL，于胸骨左侧4与5肋间开胸，打开心包膜，自心尖插入一磨钝的7号针头至左心室，针头的另一侧经压力换能器连于Medlab生物信号采集系统，测量左室收缩压（left ventricular systolic pressure，LVSP）、左室舒张末压（left ventricular end-diastolic pressure，LVEDP）、左室内压最大上升和下降速率（maximal rates of pressure development and decline，±dp/dtmax）。测量完毕后心腔内注射10%KCL处死大鼠。

2.3.3 血管内皮功能检测 血管环试验胸主动脉环制备：小心分离大鼠胸主动脉，置于预冷的K-H液中，剥去附在胸主动脉上的脂肪和结缔组织，横切8段，成为每段约2～3mm长的血管环。将血管环悬挂于5mL K-H液的浴槽中，温度（37.0±0.2）℃，持续通入95%O2和5%CO2的混合气体。标本一端固定，另一端经张力换能器连接Medlab6.0生物信号采集处理系统，记录实验过程中张力的变化。稳定过程先以0g张力开始，维持15min后换液1次，调节其张力至2g，平衡 45～60min，其间每隔 15min更换1次 K-H液。主动脉环稳定后，用KCl（60mmol/L）刺激，待收缩幅度稳定后，用K-H液洗脱2次，共重复3次，以激发最大收缩并使血管收缩状态更稳定。洗脱重新稳定后，用 PE 1.0μmol/L（10-3M，5μL）刺激，稳定10min，加入 Ach 10μmol/L（终浓度 10-5M），观察曲线下降情况。以加入Ach后血管的张力变化值与PE稳定后的血管张力变化值的百分比表示血管舒张率。

2.4 统计学方法 应用SPSS10.0软件进行统计分析。所有计量资料以均数（x±s） 表示，组间比较采用方差分析，P＜0.05认为差异有统计学意义。

3 实验结果

3.1 一般情况 糖尿病组与芪苈强心组大鼠体质量较对照组明显降低（P＜0.01），心脏质量指数明显升高（P＜0.01），心率减慢（P＜0.01）。芪苈强心组与糖尿病组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表2 三组超声心动图参数比较（x±s）

表1 三组大鼠体质量及心脏质量指数比较（x±s）

3.2 三组超声心动图参数比较 糖尿病大鼠左室舒张末内径较对照组明显减小（P＜0.05），但左室收缩末期内径却较对照组增大，左室短轴缩短率和左室射血分数减低（P＜0.01）。芪苈强心组左室舒张末期内径与糖尿病组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），但左室收缩末期内径较糖尿病组比较明显减小（P＜0.05），FS 和 EF 明显改善（P＜0.05，P＜0.01），见表 2。

3.3 三组左室血流动力学改变比较 糖尿病组大鼠左室收缩末压（LVSP）、左室舒张末压（LVEDP）和左室内压最大下降速率（-dp/dtmax）与正常对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），但左室内压最大上升速率（+dp/dtmax）明显下降（P＜0.01）。芪苈强心组左室收缩末压、左室舒张末压与糖尿病组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），但+dp/dtmax较糖尿病组有明显上升（P＜0.01）。芪苈强心组-dp/dtmax较糖尿病组明显改善，但差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

3.4 三组血管舒张反应改变比较 胸主动脉环试验，对照组血管舒张百分比为（64.32±5.31）%，糖尿病组为（43.12±6.36）%，芪苈强心组为（48.29±6.79）%。与对照组比较，糖尿病组血管舒张百分比明显下降（P＜0.05）。芪苈强心组降低少于糖尿病组（P＜0.05）。

4 讨 论

本研究显示，以STZ诱导的糖尿病大鼠在模型成功后第8周左室收缩功能明显下降。使用芪苈强心胶囊治疗后，左室射血分数、左室短轴缩短率、+dp/dtmax有明显改善，乙酰胆碱诱发的血管舒张百分比升高，说明该中药制剂改变左室收缩功能的作用与血管内皮功能的改善有关，这可能是芪苈强心增强心脏收缩功能的机制之一。

芪苈强心胶囊含有黄芪、人参、葶苈子、丹参、红花、香加皮等11味中药，其活性部位的组成成分中含有毛蕊异黄酮、人参皂苷、杠柳苷、丹酚酸、山萘酚等11个化合物。已有研究证实[4]，其活性部位有强心、利尿、扩血管的作用，但是其改善心脏作用的机制并未阐明。

血管内皮功能紊乱在心力衰竭的发病过程中有非常重要的作用，可能是病情恶化的关键机制之一。因为心力衰竭患者缺血缺氧，细胞内酸中毒，儿茶酚胺分泌增加，体内氧自由基增加，引发脂质过氧化反应加强，导致血管内皮功能障碍，使内皮释放的一氧化氮、内皮素失衡，造成内皮依赖性的血管舒张和收缩功能异常，以致动脉阻力增加，心肌细胞坏死、纤维化、心肌重塑，心肌肥厚，从而使心肌泵功能受损加重，进而形成恶行循环。高血糖是损害内皮功能的主要因素。高血糖使血管组织细胞及外周血细胞的二酯酰甘油（DGA）升高，从而抑制一氧化氮合酶活性，导致一氧化氮含量降低，抑制一氧化氮介导的cGMP生成，引起血管舒缩功能改变。持续的高血糖将使核酸、蛋白质等大分子物质发生不可逆的晚期糖基化终末产物，该产物将使一氧化氮失活。本研究中，糖尿病组大鼠左室收缩功能下降，心脏质量指数升高，说明该组大鼠存在心脏收缩功能异常和左室重构。这与我们以往的研究结果相一致[5]。血管环试验的结果表明，糖尿病大鼠的血管舒张百分比明显下降。芪苈强心胶囊治疗后，血管舒张百分比下降少于糖尿病组（P＜0.05），左室射血分数和左室短轴缩短率上升，左室+dp/dtmax增加，显示内皮功能得到一定改善，同时左室收缩功能得到相应提高。这可能是芪苈强心改善左室收缩功能的机制之一。

表3 三组血流动力学指标比较（x±s）

曾有研究报道[6]，芪苈强心胶囊治疗心肌梗死大鼠，可以降低心肌基质金属蛋白酶2，9活性，升高α-MHC/β-MHCmRNA比值，左室射血分数上升，其有效改善心功能的作用机制与其抑制心肌重构有关。但本研究发现，芪苈强心组大鼠体质量、心脏/质量指数与糖尿病组比较没有明显改变，与对照组比较，体质量明显降低，心脏质量指数增高。说明治疗期间芪苈强心胶囊对糖尿病大鼠心脏的重塑无明显作用，其对心脏功能的改善尚不能用对心脏重塑的影响作出解释。

本研究中，芪苈强心组左室射血分数、左室短轴缩短率、左室+dp/dtmax均较糖尿病组增高，说明左室收缩功能得到提高。但是芪苈强心组大鼠左室-dp/dtmax与糖尿病组比较差异无统计学意义，说明芪苈强心胶囊对糖尿病大鼠左室舒张功能的作用并不明显。

本组结果显示，芪苈强心胶囊可以改善糖尿病大鼠左室收缩功能，改善糖尿病大鼠血管内皮功能可能是其改善心脏功能的机制之一。

［1］罗芳，周空梁，奠汝太，等.神经内分泌细胞椅子在心里衰竭的作用机制及临床意义［J］.中国分子心脏病学杂志，2007，7（2）：108-111.

［2］魏聪，贾振华，吴以岭，等.芪苈强心胶囊对兔实验性慢性心力衰竭心室重构的保护作用［J］.疑难病学杂志，2007，6（3）：144-147.

［3］徐贵成，王秋风，刘坤，等.芪苈强心治疗慢性收缩性心力衰竭的临床研究［J］.疑难病学杂志，2008，7（5）：262-265.

［4］刘奕训，余河水，康利平，等.芪苈强心胶囊活性部位中的组成成分研究［J］.中草药，2010，41（7）：1060-1064.

［5］王小梅，穆长征，赵田田，等.通心络对糖尿病大鼠心脏功能及心脏超微结构的影响［J］.中成药，2010，32（12）：2167-2170.

［6］张诗吟.芪苈强心胶囊对兔心肌梗死后心力衰竭保护作用的研究［M］.苏州：苏州大学出版社，2010：287-290.