大蒜素对异丙肾上腺素致大鼠心肌缺血损伤的保护作用

2015-01-16赵文萃王艳萍宋海燕

中成药 2015年6期

关键词：川芎嗪心肌细胞染色

赵文萃，张琦，王艳萍，刘丹，宋海燕

（解放军第二○八医院，吉林长春130000）

大蒜素对异丙肾上腺素致大鼠心肌缺血损伤的保护作用

赵文萃，张琦*，王艳萍，刘丹，宋海燕

（解放军第二○八医院，吉林长春130000）

目的研究大蒜素对异丙肾上腺素致大鼠心肌缺血损伤的保护作用。方法采用腹腔注射盐酸异丙肾上腺素（ISO）诱导大鼠心肌缺血损伤模型，考察大蒜素对大鼠心肌缺血时血清心肌酶、超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）的影响，通过HE染色观察心肌组织病理变化。结果大蒜素可降低血清中心肌酶活性，升高SOD活性，降低MDA水平，减轻缺血心肌组织的病理损伤程度。结论大蒜素对异丙肾上腺素致大鼠心肌缺血损伤具有保护作用。

大蒜素；心肌缺血；异丙肾上腺素

大蒜素是从百合科葱属植物大蒜的鳞茎中提取的一种有机硫化物，为大蒜的主要生物活性成分，化学名为二烯丙基三硫化物（diallyl trisulfide，DATS）［1-2］。

近年来，随着大蒜素应用的展开，学者对大蒜素的药理作用进行了多方面的研究，已有报道大蒜素具有防治心血管疾病、抗肿瘤、抗微生物活性、提高机体免疫力等多种药理作用［2］。目前，大蒜素在防治心血管疾病领域的研究也越来越受到重视［3-4］。本实验以腹腔注射异丙肾上腺素（ISO）诱导大鼠心肌缺血损伤，观察大蒜素预处理在大鼠心肌缺血损伤中的影响，并对其保护受损心肌作用的机制进行初步的探讨。

1 材料

1.1 仪器 CP225D微量电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；UV-3200S紫外可见分光光度计（上海美谱达仪器有限公司）；TN-100C（Ⅱ）托盘扭力天平（上海良平仪器仪表有限公司）；TDL-5B离心机（上海菲恰尔分析仪器有限司）；电子恒温水浴锅（北京中兴伟业仪器有限公司）；CS-600B全自动生化分析仪（长春迪瑞实业有限公司）；JLT-A型切片、包埋专用冷台（天津市久圣医疗电子仪器有限公司）；ZH-3型石蜡切片机（沈阳天道纵横科技有限公司）；LeicaTP1020全自动脱水机（北京嘉信科技有限公司）；OLYMPUS BX51显微镜（上海优浦科学仪器有限公司）。

1.2 试剂超氧化物歧化酶试剂盒（SOD，南京建成生物工程研究所，批号20140305）；丙二醛试剂盒（MDA，南京建成生物工程研究所，批号20140220）；丹参川芎嗪注射液（贵州拜特制药有限公司，规格为5 mL/支，批号20131213）；盐酸异丙肾上腺素注射液（ISO，上海禾丰制药有限公司，规格为2 mL∶1 mg，批号20130725）；大蒜素粗提取液（解放军第208医院药剂科实验室自制）；重蒸水。

1.3 动物健康Wistar大鼠，体质量200～220 g，雄性，由长春市亿斯实验动物技术有限责任公司提供，许可证号：SCXK（吉）2011-0004。

2 方法

2.1 分组与给药 Wistar大鼠72只，随机分成6组，每组12只，空白对照组、模型组、阳性对照丹参川芎嗪注射液组（2 m L/kg），大蒜素低剂量组（20 mg/kg）、中剂量组（40 mg/kg）、高剂量组（60 mg/kg）［5］。按体质量5 mL/kg腹腔注射给药，每天给药1次，连续7 d［6］，空白对照组和模型组分别给予相同体积生理盐水。

2.2 动物模型制备［7-8］第6天、第7天给药后1 h，除空白对照组腹腔注射等容量生理盐水外，其余各组均腹腔注射造模药物盐酸异丙肾上腺素（ISO）10 mg/kg，给药体积20 mL/kg，连续2 d，建立大鼠心肌缺血模型。

2.3 指标检测

2.3.1 血清心肌酶的测定［9-10］末次给药后24 h，用10%水合氯醛（350 mg/kg）腹腔注射麻醉大鼠后，腹主动脉取血，于3 500 r/min离心10 min，分离血清，用全自动生化分析仪测定α-羟丁酸脱氢酶（α-HBDH）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、谷草转氨酶（AST）的活性。

2.3.2 血清超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）水平的测定将 “2.3.1”项下分离得到的血清，严格按试剂盒说明书要求检测血清中SOD活性和MDA水平。

2.3.3 心肌组织病理学检查取血后，处死大鼠，迅速取出心脏，用生理盐水冲洗，洗去血渍，去掉大血管及心脏外结缔组织等，滤纸吸干，称定质量。于10%的甲醛溶液中固定标本，经常规脱水，石蜡包埋，4～5μm厚连续切片，苏木素-伊红（HE）染色，光学显微镜下进行心肌组织病理学检查。

3 统计学分析

组间比较，采用t检验，数据以均数x±s标准差表示。

4 结果

4.1 造模后大鼠一般情况腹腔注射ISO建立心肌缺血模型后，有少数动物死亡，其中第1次注射ISO 2 h后模型组死亡1只，5 h后大蒜素低剂量组死亡1只，第2次注射ISO 2 h后模型组死亡1只，24 h后大蒜素低剂量组和大蒜素中剂量组各死亡1只，分析大鼠急性死亡的主要原因可能是因为注射ISO后，造成血管收缩过于强烈而引起了心肌急性缺血和肺血管收缩，慢性死亡原因大多数是因为心力衰竭［11］。大鼠造模后，表现为耸毛，毛无光泽，弓背，喜欢扎堆，少动，反应比较迟钝，可能因为造模刺激导致大鼠生理机能降低。

4.2 大蒜素对心肌缺血损伤大鼠血清心肌酶活性的影响

与空白对照组比较，模型组大鼠血清中的α-HBDH、LDH、CK、CK-MB及AST的活性明显升高（P＜0.01）；与模型组比较，大蒜素低、中、高3个剂量及阳性对照丹参川芎嗪注射液组血清中α-HBDH、LDH、CK、CK-MB及AST的活性明显降低（P＜0.05或P＜0.01）；大蒜素低、中剂量组较大蒜素高剂量组和阳性对照丹参川芎嗪注射液组5种心肌酶活性高（P＜0.05），大蒜素高剂量药物组与阳性对照丹参川芎嗪注射液组无显著性差异（P＞0.05），结果见表1。

表1 大蒜素对心肌缺血损伤大鼠血清中α-HBDH、LDH、CK、CK-MB及AST活性的影响（n=10，x±s）

4.3 大蒜素对心肌缺血大鼠血清中SOD活性及MDA水平的影响与空白对照组比较，模型组血清中SOD的活性显著降低（P＜0.01），而MDA水平显著增高（P＜0.01），与模型组比较，大蒜素不同剂量组，阳性对照丹参川芎嗪注射液组腹腔注射给药后，均可明显增高血清中SOD的活性（P＜0.01或P＜0.05），降低MDA的水平（P＜0.01或P＜0.05），其中大蒜素高剂量药物组较阳性对照丹参川芎嗪注射液组SOD的活性、MDA的水平均增高（P＜0.05），大蒜素高剂量组较大蒜素低剂量组、大蒜素中剂量组效果好（P＜0.05），大蒜素低、中剂量无显著性差异（P＞0.05），结果见表2。

4.4 大蒜素对心肌缺血损伤大鼠心肌组织HE染色改变的影响心肌组织HE染色结果如图1所示。

表2 大蒜素对心肌缺血损伤大鼠血清中SOD活性及M DA水平的影响（n=10，x±s）

图1 各组心肌组织HE染色结果（×400）

光镜下观察可见，空白对照组心肌纤维排列整齐，内纵、中环、外斜三层排列有序；心内膜光滑完整，瓣膜菲薄，心肌细胞染色正常，胞浆嗜伊红，横纹清晰可辨，胞核卵圆形，居中（见图1A）。模型组心肌纤维损伤弥漫大片状，尤以心肌内纵层为著，心肌细胞浊肿，颗粒变性，横纹消失；坏死区心肌细胞浆崩解，消失，仅存肌膜，间质粘液水肿样变性及淋巴细胞、纤维母细胞和单核细胞浸润（见图1B）。阳性对照丹参川芎嗪注射液组较模型组的心肌组织改变轻微，小灶状坏死，主要在内纵层的1/3～1/2处；少数细胞崩解，胞浆消失及炎细胞浸润，间质水肿（见图1C）。大蒜素低剂量组心肌纤维大片状损伤，病变主要在内纵层1/2～2/3处；大部分肌细胞浊肿，黏液变性，横纹模糊不清，坏死细胞浆溶解，细胞核残留并且淋巴细胞、单核细胞等炎细胞浸润（见图1D）。大蒜素中剂量组心肌细胞损伤小片状，以内纵层1/2为著；心肌细胞片状坏死，胞浆溶解，消失，细胞核密集等，间质炎细胞浸润，坏死区周边心肌细胞颗粒变性，横纹辨认困难（见图1E）。大蒜素高剂量组心肌结构基本完整；仅见点灶状坏死区，肌纤维细胞排列整齐，间质轻度水肿，横纹尚可辨，部分粘液变性（见图1F）。HE切片染色结果显示，大蒜素高剂量组对心肌损伤的改善最明显，其心肌组织改变最轻，大蒜素高剂量组对心肌保护作用强于阳性对照丹参川芎嗪注射液组、大蒜素低、中剂量组，阳性对照丹参川芎嗪注射液组强于大蒜素低、中剂量组，大蒜素中剂量组强于大蒜素低剂量组。

5 讨论

盐酸异丙肾上腺素是一种人工合成的儿茶酚胺类β肾上腺素受体激动剂，可使冠状动脉发生痉挛，激活心肌细胞β1受体，增加心肌耗氧量，使心肌缺血，缺氧［12］。心肌缺血时会改变心肌细胞膜的通透性，使细胞内的心肌酶大量流入血液中，故临床多以血清心肌酶学的异常作为诊断心肌缺血的依据。

脂质过氧化可导致心肌缺血性损伤，MDA为脂质过氧化的终产物，因此血清中MDA水平上升，可间接的反映心肌细胞过氧化反应的程度；SOD具有清除氧自由基的能力，可保护心肌细胞的损伤。

正常心肌组织HE染色表现为心肌排列整齐，细胞形态完整，细胞质染色比较均匀，界限分明，细胞核清晰可见。心肌组织损伤时，HE染色表现为心肌排列紊乱，形态改变，横纹消失，坏死及炎性细胞大片出现浸润现象。因此可根据HE染色后的显微镜下观察心肌组织病理变化，来判断心肌细胞的损伤程度。

本实验结果显示，与模型组比较，大蒜素低、中、高三个剂量组均能显著降低大鼠心肌缺血时血清中心肌酶的活性（P＜0.05），同时还可使大鼠心肌缺血时血清中MDA的含量显著降低（P＜0.05），SOD的活性显著增高（P＜0.05）。心肌组织HE染色结果显示，与模型组比较，大蒜素高剂量预处理组的大鼠心肌细胞的损伤程度明显轻，表明大蒜素对ISO致大鼠心肌缺血具有较好的保护作用，其机制可能与大蒜素能增加血清中SOD的水平，而清除氧自由基，抑制了脂质过氧化反应有关。大蒜素高、中、低剂量组对心肌的保护作用与剂量有一定的相关性。

心血管疾病一直以来都是威胁人类健康的重大疾病，目前对治疗心血管疾病药物的研究也越来越重视，已有多数文献报道大蒜素具有降血压，降血脂，抗心律失常等多种药理作用［13-15］。本实验结果提示大蒜素具有受损心肌的保护作用。

综上所述，大蒜素通过降低大鼠心肌缺血时血清心肌酶的活性，确保明显降低血清中MDA的水平，提高SOD的活性，有效缓解大鼠心肌损伤程度，为今后临床对于治疗缺血性心血管疾病提供参考依据。

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