红景天苷对大鼠急性心肌缺血/再灌注损伤离体心脏心功能的影响

雷尚芳，郭俐宏，鲍升娟，雷尚林



红景天苷对大鼠急性心肌缺血/再灌注损伤离体心脏心功能的影响

雷尚芳1，郭俐宏1，鲍升娟2，雷尚林3*

目的 建立大鼠心肌缺血/再灌注损伤模型，观察红景天苷对急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠心功能的影响。方法 将10只未造模的正常大鼠作为对照组，其余30只大鼠随机分为缺血/再灌注模型组、红景天苷组、红景天苷+普萘洛尔组并造模。于造模成功24 h后迅速断头取心，采用Langendorff离体心脏灌流方法，分别灌流红景天苷、红景天苷+普萘洛尔，测定给药前及给药后1、4 h急性心肌缺血/再灌注损伤离体心脏的心率、心肌收缩张力、左室最大上升/下降速率(±LVdp/dtmax)、主动脉流量(AF)、冠脉流量(CF)。结果 给药后，红景天苷组的心肌收缩张力、±LVdp/dtmax、AF及CF明显升高，与对照组、缺血/再灌注模型组比较，差异有统计学意义(P<0.05)；红景天苷+普萘洛尔组心肌收缩张力、±LVdp/dtmax、AF及CF先上升后下降，与对照组、缺血/再灌注模型组比较，差异有统计学意义(P<0.05)。结论 红景天苷对离体急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠离体心脏具有正性肌力作用，β受体阻断剂普萘洛尔可以阻断这种强心效应，提示其对β受体有激动作用，可增强心肌收缩力，提高心输出量，增加冠脉流量，进而改善急性缺血心脏心功能。

红景天苷；β受体阻断剂；急性心肌缺血/再灌注损伤；心肌收缩张力；心功能

0 引言

急性心肌缺血是冠状动脉功能不全(冠状动脉粥样硬化、破裂、狭窄或阻塞等器质性病变)造成的心肌急性、持续性缺血、缺氧并最终导致心肌坏死的一类危重疾病，急性心肌梗死、冠状动脉溶栓术、心肌梗死后心脏支架再通术、冠状动脉搭桥等疾病及手术常引起急性心肌缺血再灌注损伤[1]。临床上为避免心肌缺血/再灌注损伤造成猝死等严重事件，常采用缺血预处理来预防心肌缺血/再灌注损伤，且取得了一定的效果。因此，积极寻找具有促进缺血心肌血管再生、减轻急性心肌缺血/再灌注损伤、防止心肌细胞坏死药物的意义重大。红景天曾被列于中国、西伯利亚和乌克兰的喀尔巴阡山地区的传统草药中，在长白山地区，当地居民称其为“长生不老草”，神农架地区亦称之为“九死还生草”[2]。其气香甜、味苦涩，提取物的主要有效成分有红景天苷苯丙酯类(如Rosavin、Rosin、Rosarin、Rhodiolin等)、红景天苷(Salidroside，活性最强)和其苷元等，可改善冠状动脉血流，抑制血栓形成，现代医学证实其具有预防和治疗血管狭窄、维持心血管正常功能的作用[3]。目前关于红景天苷是否具有扩张冠脉并增加冠脉血流量，增加心肌能量储备及增强心肌收缩力作用鲜有动物实验报道。本研究采用Langendorff离体心脏灌流法，观察红景天苷及β受体阻断剂对急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠离体心脏心功能的相互影响，分析红景天苷对大鼠离体心脏心功能的作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 SD大鼠40只，体重160～200 g，雌雄兼有，由湖北医药学院实验动物房提供，实验动物设施使用许可证SYXK(鄂)2011-0031，实验动物生产许可证SCXK(鄂)2011-0008。40只大鼠采用随机数字表编号，随机分为对照组、缺血/再灌注模型组(模型组)、红景天苷组、红景天苷+普萘洛尔组(联合组)，每组10只。

1.2 仪器及试剂 Langendorff-Perfused离体心脏模型监测仪；BL-420F生物信号采集记录系统(成都泰盟)；动物呼吸机(北京友诚生物科技有限公司，型号：TOPO)；红景天苷(10 mg/瓶，国药准字GR0532)；普萘洛尔(东北制药集团沈阳第一制药厂，批准文号：国药准字H21020436)。

1.3 大鼠急性心肌缺血/再灌注损伤模型制备方法 参照文献[4]，分别对模型组、红景天苷组、联合组大鼠腹腔注射10%水合氯醛(0.25 mL/kg)麻醉，腹部向上仰卧位固定于小动物固定器，连接Ⅱ导联导线，采用BL-420F生物信号采集记录系统记录心电图。记录到正常心电图后，剪毛备皮，颈腹胸部碘伏消毒，接动物呼吸机，调整好潮气量以防动物窒息，在5～6肋间切开肋间肌开胸，打开心包暴露心脏，并将心脏轻轻提起，找到冠状动脉，确定大鼠左前降支，用12号小圆针从肺动脉圆锥进针，从左心房边缘处出针，在结扎前置一输液管，拉紧丝线。阻断冠状动脉血流45 min后，抽去输液管复灌，造成急性心肌缺血/再灌注损伤。由于急性心肌缺血，结扎后心电图会出现ST段抬高、T波高耸或倒置、Q波等心电图改变，当出现以上心电图改变时，说明大鼠急性心肌缺血/再灌注损伤模型制备成功。对照组仅开胸但不结扎冠状动脉左前降支，其处理同前。

1.4 离体心脏灌流方法 参照文献[5]，四组大鼠造模(缺血/再灌注45 min)后均经尾静脉注入1 000 U肝素(0.25 mL/kg) 抗凝，用小动物断头器断头处死大鼠取心(保留心脏根部3～4 mm主动脉)，迅速放入预冷的4 ℃ K-H液中，轻轻挤压心脏，清洗排除心室心房内残留的血液。插入预制好的主动脉插管，将心脏迅速固定在Langendorff灌流系统上，用(95% O2+5% CO2)预先饱和的37 ℃ K-H液通过主动脉以85 cmH2O压力逆行灌注，待心脏复跳后，将一个乳胶水囊测压器插入心脏左心室，球囊和压力换能器相连，调整左室舒张内压(LVEDP)为4～10 mmHg，待心脏左室收缩压(LVESP)稳定且>80 mmHg、心率>200次/min后，用BL-420F生物信号采集记录系统记录左室最大上升/下降速率(±LVdp/dtmax)、主动脉流量(AF)、冠脉流量(CF)等指标。

1.5 记录方法及指标 大鼠离体心脏固定好后，先预灌流10 min，然后经灌流液分别加药灌流。采用BL-420 F生物信号采集记录系统记录离体心脏在给药前及给药后1、4 h的心功能指标。对照组仅灌流K-H营养液(空白对照)；普萘洛尔按10-2mol/L灌流(普萘洛尔稀释至1 000 mL K-H营养液中，使其终浓度为10-2moL/L)；红景天苷组按10-2moL/L灌流(红景天苷注射液稀释到1 000 mL K-H营养液中，使其终浓度为10-2moL/L)；联合组先加入红景天苷预灌10 min后，经灌流液加入普萘洛尔。

2 结果

2.1 红景天苷对急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠离体心脏心肌收缩力、心率的影响 见表1。给药前及给药后1、4 h，对照组心肌收缩力、心率无明显变化；联合组在灌流给药后1、4 h，心肌收缩力降低、心率减慢；红景天苷组心肌收缩力增强，心率无明显变化；联合组在加入红景天苷后，心肌收缩力增强，加入普萘洛尔后，心肌收缩力迅速下降，与对照组、造模前及模型组比较，差异有统计学意义(P<0.05)，心率有下降趋势，但与对照组及给药前比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2 红景天苷对急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠离体心脏心功能的影响 给药前及给药后1、4 h，对照组的±dp/dtmax无明显变化。灌流给药后1、4 h，模型组大鼠心肌±dp/dtmax降低；红景天苷组±dp/dtmax增强，与给药前、模型组比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；联合组在加入红景天苷后，±dp/dtmax先上升，加入普萘洛尔后逐步降低，与对照组及给药前比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.3 红景天苷对急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠主动脉流量、冠脉流量的影响 见表3。灌流给药后1、4 h，模型组主动脉流量、冠脉流量降低；红景天苷组明显升高；联合组用普萘洛尔后，主动脉流量、冠脉流量降低，与对照组、造模前比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。

表1 四组大鼠心率、心肌收缩张力比较

注：与对照组比较，*P<0.05；与造模前比较，#P<0.05；与模型组比较，△P<0.05

表2 四组大鼠左室最大上升/下降速率比较(mmHg/s)

注：与对照组比较，*P<0.05；与造模前比较，#P<0.05；与模型组比较，△P<0.05

表3 四组大鼠主动脉流量、冠脉流量比较(mL/s)

注：与对照组比较，*P<0.05；与造模前比较，#P<0.05；与模型组比较，△P<0.05

3 讨论

红景天(Crassulaceae)为景天科植物红景天或大花红景天，主产于吉林、西藏、四川等地，素有“高原人参”之称[6]。药性寒、味甘涩，主归脾、肺经，药用其根茎。现代药学研究证实，红景天含红景天苷元、红景天苷、没食子酸、二苯甲基六氢吡啶、β-谷甾醇等多种有效成分[7]。其中红景天苷是其主要活性药理成分[8]，为浅棕色或棕色粉末，具有抗缺氧、抗疲劳、抗微波辐射、抗寒冷的作用[9-13]，对提高机体免疫力、增强心脑组织耐缺氧、抑制辐射引起的心和肝脏脂质过氧化等方面具有明显作用。

普萘洛尔作为β受体阻断剂，可非选择性竞争抑制肾上腺素β受体阻滞剂，阻断心脏β1、β2受体，拮抗交感神经兴奋和儿茶酚胺作用，降低心脏的收缩力与收缩速度，抑制心脏起搏点电位的肾上腺素能兴奋，减慢心率，可用于治疗心绞痛等心血管系统疾病[14]。在血流动力学中，±LVdp/dtmax与心肌收缩力呈正相关，其中+dp/dtmax可间接反映心肌收缩的缩短速度，-dp/dtmax则直接反映左心室的舒张时程，而心肌收缩张力、心率及AF直接反映心肌收缩能力及泵血功能，即正性肌力作用。CF反映冠脉流量，故心肌收缩力、心率、±LV dp/dtmax、AF及CF等心功能指标均能直观地反映心脏的舒缩功能及射血能力。为了对比分析研究中药红景天苷对急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠离体心脏心功能的影响，本研究应用β受体阻断剂普萘洛尔，分别记录红景天苷及其阻断药普萘洛尔对急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠离体心脏心肌收缩力、心率及±LVdp/dtmax的影响，评价红景天苷对急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠离体心脏心功能的影响。

本研究结果显示，红景天苷组心肌收缩张力、±LVdp/dtmax、AF及CF增强，联合组在加入普萘洛尔后心肌收缩张力、±LVdp/dtmax、AF及CF先上升，后下降，说明普萘洛尔可以阻断红景天苷对心脏的兴奋作用，提示红景天苷对心脏的作用可能与β受体有关，其对心脏具有正性肌力的作用。现代医学证实，红景天提取物(红景天苷)可缓解情绪紧张导致的心血管组织损伤和功能紊乱，降低内皮素-1的表达，防止应激反应导致的心脏收缩力下降，间接起到保护实验性心肌缺血的作用[15]。其可能机制与降低心脏细胞内cAMP(环磷酸腺苷)及ATP(三磷酸腺苷)有关。cAMP有助于心肌细胞内钙释放及外钙内流入心脏，提高心肌平滑肌收缩力，并通过调节心脏节律防止心律失常。这与β受体激动剂相似，β效应与cAMP有关，当机体β受体被激活后，会导致腺苷酸环化酶激活化，此酶进一步催化细胞内ATP形成cAMP，cAMP又激活细胞内一系列生化反应，同时也促使细胞外Ca2+内流，最终导致心肌收缩力增强。

综上所述，红景天苷可有效增强急性心肌缺血/再灌注损伤大鼠离体心脏心肌收缩力及±LVdp/dtmax，增加心脏做功，增加循环血液流量，以增加组织供能，具有正性肌力的作用。其β受体激动药理效应与β受体之间的相互关系还有待于大量实验探索加以证实与阐明。

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Effect of salidroside on cardiac function of isolated hearts in rats with acute myocardial ischemia/reperfusion injury

LEI Shang-fang1,GUO Li-hong1,BAO Sheng-juan2,LEI Shang-lin3*

(1.Department of Infection,Shiyan Taihe Hospital，Affiliated to Hubei Medical College,Shiyan 442000,China;2.Zhangwan District Huaguo Hospital,Shiyan 442000,China;3.Zhangwan District Health Supervision Bureau,Shiyan 442000,China)

Objective To establish the rat model of myocardial ischemia/reperfusion injury,and observe the effects of salidroside on cardiac function of rats with acute myocardial ischemia/reperfusion injury.Methods Forty rats were divided into 4 groups:control group (n=10),ischemia/reperfusion model group (model group),salidroside group,salidroside+ propranolol group.The rats were sacrificed at 24 h after successful modeling,and the hearts were quickly isolated from the rats.Rats in salidroside group,salidroside+propranolol group were perfused with salidroside and salidroside+propranolol.The heart rate,myocardial contraction tension,left ventricular maximum increase/decrease rate (LVdp/dtmax),aortic blood flow (AF),coronary flow (CF) of isolated hearts in rats with acute myocardial ischemia/reperfusion injury were determined.Results After medication,the myocardial contractile tension,±LVdp/dtmax,AF and CF in salidroside group increased significantly,and the indexes in salidroside+propranolol group increased at first and then decreased,there were significant differences (salidroside group vs.control group,salidroside group vs.model group,salidroside+propranolol group vs.control group,salidroside+propranolol group vs.model group,P<0.05).Conclusion Salidroside has positive inotropic effect on heart of rat with acute myocardial ischemia/reperfusion injuryinvitro,which could be blocked by propranolol.It is indicated that salidroside could enhance myocardial contractility,improve the cardiac output and heart function in acute myocardial ischemia.

Salidroside;Beta receptor blocking agent;Acute myocardial ischemia/reperfusion injury;Myocardial contractile tension;Heart function

2015-04-03

1.十堰市太和医院(附属湖北医药学院)感染科，湖北 十堰 442000；2.湖北省十堰市张湾区花果医院，湖北 十堰 442000；3.湖北省十堰市张湾区卫生监督局，湖北 十堰 442000

*通信作者

10.14053/j.cnki.ppcr.201511005