保心康对异丙肾上腺素致大鼠心肌缺血的保护作用
2014-07-07朱芬芳李维祖张骏艳戴文杰朱瑞明尹艳艳
朱芬芳,李维祖,张骏艳,戴文杰,朱瑞明,尹艳艳
(1.安徽大学,安徽 合肥 230601;2.安徽医科大学,安徽 合肥 230032)
◇药学研究◇
保心康对异丙肾上腺素致大鼠心肌缺血的保护作用
朱芬芳1,李维祖2,张骏艳2,戴文杰2,朱瑞明2,尹艳艳2
(1.安徽大学,安徽 合肥 230601;2.安徽医科大学,安徽 合肥 230032)
目的 观察保心康(BXK)对异丙肾上腺素(ISO)所致大鼠急性心肌缺血的保护作用。方法 采用改良的Rona法复制大鼠急性心肌缺血模型,检测大鼠心电图(ECG)改变及血清中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)、乳酸(LD)、乳酸脱氢酶(LDH)以及肌酸磷酸激酶(CPK)含量,测定心肌含水量以及观察心肌组织病理改变。结果 与心肌缺血模型组比较,BXK(18、36 mg·kg-1)可显著改善心肌缺血大鼠心电图 S-T段抬高,明显提高心肌缺血大鼠血清中SOD活性,降低 MDA含量,降低 LD,LDH和CPK含量。BXK(18、36 mg·kg-1)能够不同程度减少心肌含水量及心肌缺血大鼠心肌组织病理损伤。结论 保心康对大鼠急性心肌缺血模型具有明显的保护作用。
保心康;心肌缺血;异丙肾上腺素
现代医学认为,心肌缺血是指由于各种原因引起的心脏冠状动脉血液灌注量减少,导致心脏的供氧减少,心肌能量代谢改变从而不能支持心脏正常工作的一种病理状态。心肌缺血是心绞痛、心肌梗死等冠心病发生的重要原因[1]。目前,心肌缺血疾病的治疗最主要的还是通过药物治疗。其中,中药在心血管疾病的预防及治疗中占据重要的地位[2]。保心康由中药人参茎叶总皂苷、蟾酥、三七膏粉等药物组成,具有行气活血,化瘀止痛,增加冠脉血流量等功能。本研究拟通过使用异丙肾上腺素(ISO)制备大鼠急性心肌缺血模型,探讨保心康对心肌缺血的保护作用。
1 仪器与材料
1.1 试验动物 SD大鼠,体重220~250 g,雌雄各半,由安徽医科大学实验动物中心提供(皖医实动准第01号)。
1.2 药品与试剂 保心康(保心康,BXK),合肥华方医药科技有限公司,褐色浸膏,每毫升含生药 12 g,临用时用蒸馏水配置成相应的浓度;救心丸(Jiuxinwan,JXW),安徽华佗国药厂,批号:20090709。盐酸异丙肾上腺素注射液(isoprenaline hydrochloride iejection,ISO),上海禾丰制药有限公司,批号:100610。钠石灰,上海五四化学试剂有限公司,批号:101210。乌来糖(氨基甲酸已酯),国药集团化学试剂有限公司,批号 T20091109。乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)测定试剂盒,乳酸(lactic acid,LD)测定试剂盒,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)测定试剂盒,丙二醛 (maleic dialdehyde,MDA)测定试剂盒,肌酸磷酸激酶(creatine phospho kinase,CPK)均由南京建成生物工程研究所提供。
1.3 实验仪器 FA1004型电子天平,上海天平仪器厂产品。756MC紫外可见分光光度计,上海精密科学仪器有限公司产品。LG10-2.4A型超速离心机,北京医用离心机厂产品。WG-2003台式干燥箱,惠阳南方电气实验设备厂。BL-420E生物机能实验系统,成都泰盟科技有限公司产品。
2 方法
2.1 分组与给药 取 SD大鼠 48只,随机分成6组:对照组、模型组、保心康 BXK(9、18、36 mg· kg-1)3个剂量组和救心丸组(JXW,18 mg·kg-1),每组8只。用药组ig给予相应药物,对照组和模型组给予等容量蒸馏水,连续给药7 d。
2.2 ISO诱导的心肌缺血模型的建立[3]按 Rona法进行改良后复制心肌损伤大鼠模型。在 ig给药的第6天,用BL-420生物机能实验系统测定各组大鼠正常Ⅱ导联心电图后,模型组和用药组皮下多点注射 ISO 4 mg·kg-1,对照组皮下注射等容量 NS,24 h后(即ig给药第 7天)用20%的乌拉坦(5 mL ·kg-1)腹腔注射(ip)麻醉大鼠,重复皮下多点注射 ISO 5 mg·kg-1一次,测定造模后各组大鼠心电图变化。
2.3 指标检测
2.3.1 心电图 于最后一次ISO注射后,将大鼠称重,禁食不禁水8 h,用水合氯醛3 mL·kg-1腹腔注射麻醉,仰卧位固定四肢皮下插入针状电极,连接BL-420E生物机能实验系统,记录标准Ⅱ导联心电图 S-T段位移程度(Ⅱ导联心电图S-T段的测定是比较 J点与标准基线偏移程度,以 P-R段为基线,ST段的变化值无论上抬或下移,均取其绝对值。
2.3.2 生化检测 最后一次重复皮下多点注射ISO 5 mg·kg-1后1 h腹主动脉取血,4℃离心,分离血清,采用黄嘌呤氧化酶法测定 SOD活性;采用硫代巴比妥酸(TBA)法测定MDA;采用比色法测定血清中LD含量,CPK和 LDH活力,严格按试剂盒规定要求进行。
2.3.3 心肌含水量的测定 腹主动脉取血后处死大鼠,迅速取出心脏,以冰生理盐水洗净,去除大血管及结缔组织,将取病理后的心肌组织用电子天平称取心肌组织湿重,放入恒温干燥箱,85℃干燥 24 h至恒重后取出,称取干重,以(湿重 -干重)/湿重×100%计算心肌含水百分率。
2.3.4 心肌组织病理改变 取心尖部心肌组织置于10%甲醛溶液中固定,HE染色,在光学显微镜下对心肌组织进行病理组织学观察。
2.4 统计方法 采用SPSS12.0统计软件进行统计处理。观测资料主要为计量资料,文中以(±s)表示,均通过正态性检验。多组间比较为单因素方差分析,两两比较为 LSD-t检验。此外,心电图S-T段观测资料为多时点重复观测,采用两因素重复测量方差分析,并对各组间行两两比较。检验的显著性水准 α=0.05。
3 结果
3.1 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠心电图 S-T段改变的影响 各组大鼠心电图S-T段数据列示于表1。该资料为6个分组(模型及剂量)的5个时点重复观测资料,故行球型性检验(按 H-F系数调整涉时间因素自由度)及两因素重复测量方差分析。分析结果为:HF调整系数为0.689 0;6个组间整体比较F,P分别为31.406,0.000;5个时点间整体比较 F,P分别为356.148,0.000;分组和时间因素的交互作用 F,P分别为34.065,0.000。即上述 3个指标均有统计学意义,提示组间,时点间有明显差异,且各组随时间的变化趋势明显不同。
再行各组间的两两比较,比较结果标记于表 1中。结合数据分析发现:正常对照组大鼠心电图无
表1 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠心电图各时点的 S-T段(mv)偏移的影响(±s,n=8)
表1 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠心电图各时点的 S-T段(mv)偏移的影响(±s,n=8)
注:与对照组比较:△△P<0.01;与模型组比较:*P<0.05,**P<0.01。
组别 剂量/mg·kg-1造模前造模后1 min 5 min 10 min 15 min对照 — 0.023±0.012 0.029±0.012 0.019±0.006 0.034±0.014 0.015±0.006模型 — 0.026±0.013 0.163±0.057△△0.246±0.069△△0.249±0.104△△0.243±0.106△△JXW 18 0.030±0.014 0.084±0.045*0.124±0.048**0.115±0.046*0.101±0.047*BXK 9 0.026±0.012 0.091±0.039*0.140±0.058*0.131±0.048*0.119±0.042*18 0.023±0.011 0.078±0.035*0.118±0.044**0.133±0.053*0.114±0.043*36 0.028±0.013 0.100±0.038*0.130±0.045**0.120±0.048*0.090±0.038**
异常改变,模型组大鼠心电图显示S-T段明显抬高。与模型组比较,BXK(9、18、36 mg·kg-1)可以不同程度地降低大鼠心电图的 S-T段的抬高。
3.2 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠血清 SOD活性、MDA含量的影响 6个组的大鼠血清 SOD活性及MDA含量资料列于表 2。经单因素方差分析知:SOD活性:6个组间整体比较 F,P分别为5.011,0.001;MDA含量:整体比较 F,P分别为3.714,0.007。即该两指标的各组间整体分析,差异均有统计学意义,提示这两个指标的 6个组间的差异非常明显。
表2 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠血清 SOD、MDA的影响(±s,n=8)
表2 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠血清 SOD、MDA的影响(±s,n=8)
注:与对照组比较:△△P<0.01;与模型组比较:*P<0.05,**P<0.01。
组别 剂量/mg·kg-1SOD/U·mL-1MDA/μmol·L-1162.07±12.53 4.90±1.25模型 — 133.57±14.25△△7.17±1.20△△JXW 18 149.35±13.98*5.69±1.02*BXK 9 134.80±18.49 6.67±1.45 18 149.09±12.19*5.61±1.38*36 152.54±11.30*5.41±1.15对照 —**
再分别对各指标进行各组间两两比较,比较结果标记于表 2中。结合数据来看:与模型组比较,BXK(18、36 mg·kg-1)能够提高心肌缺血大鼠血清SOD活性,降低大鼠血清MDA含量。
3.3 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠血清 LD、LDH、CPK含量的影响 6个组的大鼠血清 LD、LDH、CPK含量资料列于表3。亦经单因素方差分析知:血清LD:6个组间整体比较F,P分别为3.279,0.014;血清 LDH:6个组间整体比较F,P分别为3.605,0.008;血清 CPK:6个组间整体比较 F,P分别为 5.705,0.000;即该三个指标的各组间整体差异均有统计学意义,提示它们在6个组间的差异均非常明显。
再分别对各指标进行各组间两两比较,比较结果标记于表3。结合数据来看:与正常对照比较,心肌缺血大鼠血清 LD、LDH、CPK含量均明显升高,BXK(18、36 mg·kg-1)给药组可不同程度降低以上生化指标。
3.4 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠心肌含水量的影响 6个组的大鼠心肌含水量资料列于表4。单因素方差分析知:6个组间整体比较 F,P分别为6.580,0.000。即各组间整体差异有统计学意义,提示6个组的心肌含水量差异较大。
再分别进行各组间两两比较,比较结果标记于表4。结合数据来看:BXK(18、36 mg·kg-1两个组)能够不同程度减少心肌含水量。
表3 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠血清 LD、LDH、CPK的影响(±s,n=8)
表3 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠血清 LD、LDH、CPK的影响(±s,n=8)
注:与对照组比较:△△P<0.01;与模型组比较:*P<0.05,**P<0.01。
组别 剂量/mg·kg-1LD/mol·L-1LDH/U·L-1CPK/U·mL-18.47±1.95 4996.35±679.50 0.44±0.22模型 — 11.74±1.68△△6538.93±753.34△△1.20±0.40△△JXW 18 9.78±1.34*5571.78±748.30*0.68±0.28*BXK 9 10.11±1.70 5727.49±720.19 0.87±0.36 18 9.94±1.53*5580.29±756.76*0.79±0.27*36 9.70±1.56**5487.83±761.38*0.68±0.32对照 —*
表4 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠心肌含水量的影响(±s,n=8)
表4 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠心肌含水量的影响(±s,n=8)
注:与对照组比较:△△P<0.01;与模型组比较:*P<0.05。
组别 剂量/mg·kg-1心肌含水量/%对照 —78.14±0.84模型 — 81.88±1.43△△JXW 18 80.26±1.33*BXK 9 81.14±1.82 18 80.35±1.25*36 79.86±1.73*
3.5 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠心肌病理组织学的影响 在光学显微镜下对心肌组织进行病理组织学观察发现正常大鼠心内膜内皮完整,心肌细胞横纹清晰,核正常,无水肿,间质未见血管扩张及炎细胞浸润。模型组大鼠心肌细胞坏死明显,肌纤维排列紊乱,有多处片状坏死灶,间质内大量淋巴细胞、巨噬细胞弥漫性浸润,可见血管扩张充血。与模型组比较,BXK(9、18、36 mg·kg-1)大鼠心肌组织病理损伤有不同程度的减轻,表现为点状坏死和小灶性的心肌坏死,心内膜内皮不完整,间质炎性细胞浸润程度有所减轻,血管扩张充血较轻。组织学检查表明BXK对ISO诱导的心肌缺血大鼠心肌组织损伤有一定的保护作用。结果见图1。
图1 BXK对 ISO诱导的心肌缺血大鼠心肌病理组织学的影响(HE×40)
4 讨论
大剂量 ISO引起类似缺血性心肌损伤的病理过程,是目前常用的复制急性心肌缺血损伤模型的方法之一。皮下注射ISO后诱发冠状动脉痉挛,导致心肌急性缺血缺氧,从而出现 S-T段抬高及T波高耸等缺血性心电图变化[4]。本实验结果采用心电图中S-T段抬高作为阳性指标,结果表明,模型组较正常对照组大鼠心电图S-T段抬高,保心康各剂量组均可明显减轻 ISO诱发的大鼠心肌缺血心电图变化程度,表明其对大鼠冠状动脉痉挛所致心肌缺血具有明显保护作用。
心肌缺血缺氧时,氧自由基生成增多,过多的自由基可对心肌细胞膜产生脂质过氧化损伤,脂质过氧化的代谢产物增多,导致组织结构和功能损伤[5]。SOD是体内重要的抗氧化酶,可抑制氧自由基对脂质的损伤,能清除生物体内多种途径生成的毒性超氧阴离子,保护细胞不受自由基损伤。MDA是脂质过氧化反应的终产物,间接反映生物组织中自由基生成的多少,从而反映机体细胞受氧自由基攻击的严重程度[6]。因此,我们通过检测 SOD和MDA来评估组织内自由基代谢,并进一步来反映心肌缺血损伤情况。本实验结果表明,保心康(18、36 mg·kg-1)组可明显增加模型大鼠血清 SOD活性,降低 MDA含量。
心肌缺血时其代谢亦发生紊乱,表现为能量耗竭、蛋白质合成障碍、各种酶的释放和心肌有害物质的蓄积,从而加重缺血对心肌的损伤。其中检测心肌酶含量是估计心肌缺血损伤程度和范围的重要方法[7]。心肌缺血时心肌细胞的通透性增高,导致LDH、CPK等从受损的细胞中大量逸出,血清中含量升高,是反映心肌缺血损伤的重要指标之一[8]。实验结果表明,保心康(18、36 mg·kg-1)可降低心肌缺血大鼠血清LD、LDH,CPK含量,与心肌缺血模型组比较具有显著性差异(P<0.05或P<0.01),证实其可减少心肌酶的外漏,对缺血心肌有保护作用。
心肌缺血时心肌的血液供应障碍,因心肌血液微循环障碍的程度不同,病理改变呈现出液化性、凝固性肌溶解甚至凝固性坏死等表现[9]。本实验对心肌组织进行病理组织学观察发现,与模型组比较,保心康(9、18、36 mg·kg-1)各剂量组大鼠心肌组织病理损伤有不同程度的减轻,表现为心肌坏死范围缩小,间质炎性细胞浸润程度减轻,血管扩张充血较模型组减轻等。结果与前面检测的生化指标一致。综上所述,保心康对异丙肾上腺素所致大鼠心肌缺血具有保护作用,其作用机制可能与其抑制氧自由基生成,减少心肌脂质过氧化,减少心肌酶的漏出有关。
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Protection effects of Baoxinkang on myocardial injury induced by isoproterenol in rats
ZHU Fen-fang1,LI Wei-zu2,ZHANG Jun-yan2,et al
(1.Anhui University,Hefei 230601,China;2.Anhui Medical University,Hefei 230032,China)
Objective To observe the effect of Baoxinkang(BXK)on isoprenaline(ISO)-induced acute myocardial ischemia(AMI).Methods Acute myocardial ischemia rats model was established by subcutaneous injection of ISO.Electro-cardiogram(ECG)was observed.Super oxide dismutase(SOD)activity,the contents of malondialdehyde(MDA)and lactic acid(LD)as well as lactate dehydrogenase(LDH)in the myocardial homogenate and creatine phosphokinase(CPK)were observed after ISO subcutaneous injection.Myocardial water contents were determined and pathological changes of myocardial tissue were observed.Results Compared with the model group,BXK(18、36 mg·kg-1)could significantly improve the ECG S-T segment elevation of myocardial ischemia in rats,increase SOD activity,decrease contents of MDA and LD and LDH.It could also decrease contents of CPK.BXK(18、36 mg·kg-1)could reduce myocardial water content and pathological changes of myocardial.The result has statistical significance.Conclusion BXK has therapeutic effect on ISO-induced myocardial ischemia injury.
Baoxinkang(BXK);myocardial ischemia;isoprenaline
10.3969/j.issn.1009-6469.2014.08.004
2014-03-05)
安徽省大学生创新创业训练计划项目(No AH2013 10366005);安徽省高等学校优秀青年人才基金项目(No 2012SQRL267)