川芎嗪对急性心肌缺血模型大鼠离体心脏心功能的影响

何晏清，雷尚芳，彭 敏，郭俐宏

(湖北省十堰市太和医院(湖北医药学院附属医院)，湖北 十堰 442000)

川芎嗪对急性心肌缺血模型大鼠离体心脏心功能的影响

何晏清，雷尚芳，彭 敏，郭俐宏

(湖北省十堰市太和医院(湖北医药学院附属医院)，湖北 十堰 442000)

目的 观察川芎嗪对急性心肌缺血模型大鼠离体心脏心功能的影响并探讨其作用机制。方法 将40只急性心肌缺血造模成功大鼠随机分为对照组、普奈洛尔组、异丙肾上腺素组、川芎嗪+普奈洛尔组及川芎嗪组，于造模成功24h后断头取心，用Langendorff离体心脏灌流方法，对照组灌流KH营养液，其余各组灌流相应药物，测定5组大鼠在药前10min及药后0.5h、1h心肌收缩力(IT)、心率(HR)、左室内压力峰值(LVSP)及左室射血分数(LVEF)、左室最大上升/下降速率(±LVdp/dtmax)。结果 在灌流给药0.5h、1h，川芎嗪组IT、LVSP、LVEF、HR及±LVdp/dtmax明显增高(P均<0.05)，与对照组及给药前比较，差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论 川芎嗪可增强急性心肌缺血模型大鼠离体心脏心肌收缩力，加速传导，改善缺血心脏心功能，对急性心肌缺血再灌注损伤心肌具有一定的保护作用。

大鼠；川芎嗪；普奈洛尔；异丙肾上腺素、急性心肌缺血模型

川芎嗪为伞形科植物川芎的根茎，具有活血祛瘀、行气开郁、祛风止痛之功效[1],其主要含四甲基吡嗪(te-tramethylpyrazine)、川芎萘呋内酯(wallichilide)、原儿茶酸(protocatechuicacid)、阿魏酸(ferulicacid)等，常用于治疗心脑血管疾病。目前研究证实川芎嗪可扩张冠脉并增加冠脉血流量，可增加心肌能量储备，增强心肌收缩力[2]。本研究以异丙肾上腺素及其阻断药普奈洛尔作为对照，采用Langendorff离体心脏灌流法观察了川芎嗪对急性心肌缺血模型大鼠离体心脏心功能的影响，旨在为川芎嗪用于冠心病、急性心肌缺血等治疗提供实验及理论依据。

1 实验资料

1.1实验动物 SD大鼠60只，体质量160～200 g，雌雄兼用，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号SYXK(鄂)2011-0031，实验动物生产许可证SCXK号(鄂)2011-0008。

1.2仪器设备及药品试剂 BL-420F生物信号采集记录系统(成都泰盟)，Langendorff-Perfused离体心脏模型监测仪(成都泰盟电子有限公司)，磷酸川芎嗪片(50 mg/粒，丽珠集团利民制药厂，国药准字H44024348)，普奈洛尔(东北制药集团沈阳第一制药厂，国药准字H21020436)。

1.3急性心肌缺血模型大鼠制备方法 参照文献[3]，大鼠经腹腔注射戊巴比妥钠30 mg/kg麻醉，固定于大鼠固定器后接Ⅱ导联，记录心电图，然后用碘伏消毒大鼠胸部及颈部，在第5—6肋间开胸暴露心脏，打开心包找到冠状动脉并确定左侧冠状动脉前降支后，用8号小圆针自肺动脉圆锥进针、自左心房边缘处出针，结扎左侧冠状动脉前降支。一般在结扎后心电图立刻会出现ST段抬高、T波高耸或倒置、Q波等心电图改变并存活24 h以上，以此来判断大鼠急性心肌缺血是否成功。本实验有46只大鼠存活并出现心电图改变，成功率达76%。

1.4分组及离体心脏灌流方法 参照文献[4]，于术后24 h，在46只造模成功的大鼠中选取40只活动力相对较好的动物，采用随机数字表编号分为对照组、普奈洛尔组、异丙肾上腺素组、川芎嗪组、川芎嗪+普奈洛尔组。大鼠麻醉后均经尾静脉注入1 000 IU肝素(0.25 mL/100 g) 抗凝，5 min后断头处死，迅速于剑突下沿着肋缘下剪开腹壁，打开胸腔及膈肌，沿着两侧腋前线剪开胸壁并上翻头侧，于心脏根部保留主动脉3～4 mm剪下心脏，立即放入预冷的KH液(4 ℃)中，轻轻挤压心脏洗净残留血液。在液面下进行主动脉插管，固定于Langendorff灌注管口。用37 ℃预先氧平衡的KH液5.8 kPa心脏逆行灌注，心脏跳动后于左心耳剪一小口，将带有乳胶水囊的测压管经二间瓣插入左心室，连接生物功能试验压力换能器系统，调节水囊使LVEDP为7 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。预灌流10 min后，对照组灌流KH营养液。普奈洛尔组按10-2mol/L灌流(普奈洛尔稀释到1 000 mL KH营养液中使其终浓度为10-2mol/L)，异丙肾上腺素组按10-2mol/L灌流(异丙肾上腺素稀释到1 000 mL KH营养液中使其终浓度为10-2mol/L)，川芎嗪+普奈洛尔组先加入川芎嗪预灌10 min后灌流液中加入普奈洛尔，川芎嗪组按10-2mol/L灌流(川芎嗪注射液稀释到1 000 mL KH营养液中使其终浓度为10-2mol/L)。

1.5检测指标 用BL-420 F生物信号采集记录系统记录各组离体心脏在药前10 min及药后0.5 h、1 h心肌收缩力(IT)、左室内压力峰值(LVSP)及左室射血分数(LVEF)、心率(HR)及左室最大上升/下降速率(±LVdp/dtmax)。

2 结 果

对照组给药前后IT、HR、LVSP、LVEF、±LVdp/dtmax无明显变化。在灌流给药后0.5 h、1 h，普奈洛尔组IT降低，HR减慢，LVSP、LVEF、±LVdp/dtmax急骤下降，与对照组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)；而异丙肾上腺素组与普奈洛尔组IT增高，HR加快，LVSP、LVEF、±dp/dtmax明显增高，与对照组及普奈洛尔组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。川芎嗪+普奈洛尔组在加入川芎嗪时IT、HR、LVSP、LVEF、±dp/dtmax呈上升现象，加入普奈洛尔后逐步降低， 0.5 h时IT、HR、LVSP、LVEF、±dp/dtmax有降低趋势，但与对照组及给药前比较差异无统计学意义(P>0.05)，在药后1 h时以上心功能指标明显降低，与对照组及给药前比较差异有统计学意义(P均<0.05)；川芎嗪组药后0.5 h、1 h IT明显增高，HR加快，LVSP、LVEF、±LVdp/dtmax明显增高，与药前、对照组及普奈洛尔组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表1。

表1 各组心功能及IT、HR比较

注：①与药前10 min比较，P<0.05；②与对照组比较，P<0.05；③与普奈洛尔组比较，P<0.05。

3 讨 论

急性心肌缺血是指急性、持续性缺氧缺血(冠状动脉功能不全)并最终导致心肌坏死。急性心肌缺血常有血清心肌酶活性增高及进行性心电图变化，可并发心律失常、休克或心力衰竭等，是一类严重威胁人类健康且可危及生命的发病率和病死率极高的疾病[5]。在血流动力学中，LVSP及LVEF代表等容收缩时左心室内压力的变化，这个参数可反映心肌收缩性能[6]。±LVdp/dtmax与心肌收缩力呈正相关，其增加代表心肌收缩力增强，即正性缩率的作用。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，而心肌收缩张力及心率直接反映心肌收缩能力及泵血功能，即正性肌力作用[7]。故IT、LVSP 、LVEF、HR及±LVdp/dtmax均能直观地反映心脏的舒缩功能及射血能力。

异丙肾上腺素主要作用于心脏β1、β2受体，对心脏β受体有很强的激动作用，且对心脏β1、β2受体选择性低，具有典型的β1、β2受体激动作用，表现出正性肌力和正性缩率的作用，可加快心率，加速传导，并使骨骼肌血管扩张，达到升高收缩压而降低舒张压，增大脉压差以增加缺血心肌供氧供血的目的[8]。普奈洛尔为β受体阻滞剂，可阻断心脏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[9]，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[10]。川芎嗪主要有效成分为川芎素和阿魏酸，可拮抗内皮素,清除自由基,有效调节血管收缩功能,降低血液黏度，改善血液微循环,扩张微循环，促进血液回流[11-12]；提高心肌细胞耐缺氧能力,增强心肌收缩力，扩张冠状动脉进而迅速逆转缺血引起的心脏功能障碍[13]。

本研究结果显示，普奈洛尔组灌流给药后0.5 h、1 h IT降低，HR减慢，±LVdp/dtmax急骤下降，说明普奈洛尔具有阻断心脏β1、β2受体，拮抗交感神经兴奋和儿茶酚胺作用。异丙肾上腺素组则与之相反，±LVdp/dtmax均呈升高现象，收缩力增强，HR增快；川芎嗪组0.5 h、1 h时测得IT、HR，LVSP、LVEF及±LVdp/dtmax均明显增高，具有与异丙肾上腺素类似的加快心率、加速传导等正性肌力和正性缩率的作用。川芎嗪+普奈洛尔组在药后1 h LVSP、LVEF、±LVdp/dtmax、IT及HR下降，说明普奈洛尔可以阻断川芎嗪对心脏的兴奋作用，证实川芎嗪有与异丙肾上腺素类似的β受体激动剂效应，且普奈洛尔可以完全阻断川芎嗪的这种强心效应，这与受体学说提示川芎嗪具有β受体激动剂效应或者成分有关，与张周[14]研究相一致。

总之，川芎嗪可有效增加心肌缺血离体心脏IT、LVSP 、LVEF、HR及±LVdp/dtmax，具有抑制冠脉血管平滑肌收缩，增强心肌收缩力，增加冠脉血流量，缩小心肌缺血范围，保护急性心肌缺血再灌注损伤心肌作用[15]，而且这种效应与心肌及冠脉β受体有关。异丙肾上腺素的β效应与环磷酸腺苷(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，传导速度加快。因川芎嗪具有与其相似的药理效应，可能与β受体结合，出现与异丙肾上腺素类似作用。但川芎嗪是否也是通过cAMP的生化反应来实现β效应，与β受体之间的相互关系及作用机制还有待于大量实验探索加以证实。

[1] 国家中医药管理局《中华本草》编委会. 川芎化学成分及药理作用[M]. 中华本草. 上海：上海科技教育出版社，2009

[2] Fan L,Wang K,Shi Z,et al. Tetramethylpyrazine protects spinal cord and reduces inflammation in a rat model of spinal cord ischemia-reperfusion injury[J]. J Vasc Surg,2011,54(1):192-200

[3] 张彤,刘元峰,宋宪波，等. 补肾活血中药动员大鼠骨髓EPC修复内皮功能的实验研究[J]. 中西医结合心脑血管病杂志，2014，12(1)：76-77

[4] 李玉红，段真珍，高秀梅，等. Langendorff离体心脏灌流模型及在研究线粒体通透性转换中的应用[J]. 天津中医药， 2013，30(7)：442-446

[5] 何滟，黄佐贵，杜国伟，等. 心功能和心率减速力对急性心肌梗死心力衰竭的预后研究[J]. 中国心血管病研究，2014，12(9)：841-844

[6] 唐瑭， 陈德森，刘兴林，等. 复方丹参滴丸对高血压模型大鼠血流动力学的影响[J]. 国际中医中药杂志，2014，36(1)：40-42

[7] 姚泰. 心脏的泵血功能[M]. 生理学. 5版. 北京：人民卫生出版社，2002：75-82

[8] 江明性. 拟肾上腺素药[M]. 药理学. 北京:人民卫生出版社，1979:71-84

[9] 吴晓冬. β肾上腺素受体激动药[M]. 药理学. 南京:东南大学出版社，2014:217-219

[10] 钱超. 川芎嗪对心血管的药理作用[J]. 内蒙古中医药,2014，3(23)：108-110

[11] 朱怡，陈霞，黄屏，等. 丹参川芎嗪对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用[J]. 现代中西医结合杂志，2011，20(7)：802-804

[12] 陈阵，李小鹏. 川芎嗪与肝素合用对慢性肺心病急性期血液流变学的影响[J]. 中医学报，2010，25(2)：276-278

[13] 吕磊，孟庆欣，徐军，等. 川芎嗪对大鼠心肌再灌注损伤保护机制的实验研究[J]. 东南大学学报：医学版，2012，31(4)：410-414

[14] 张周. 川芎嗪对心血管保护的药理学作用和临床应用进展[J]. 中国实用医药，2009，4(7)：129-130

[15] 赵润英，郝伟，孟祥军，等. 阿魏酸川芎嗪对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用及分子机制研究[J]. 中国实验方剂学杂志，2012，13(19)：304-306

Effect of Ligustrazine on cardiac function of isolated heart of rat models with acute myocardial infarction

HE Yanqing,LEI Shangfang,PENG Min, GUO Lihong

(Taihe Hospital of Shiyan, Affiliated Hospital of Hubei Medical University, Shiyan 442000,Hubei, China)

Objective It is to observe the effect of Ligustrazine on cardiac function of isolated heart of rat models with acute myocardial ischemia and to explore its mechanism. Methods 40 successful acute myocardial ischemia rat models were randomly divided into control group, propranolol group, isoproterenol group, ligustrazine + propranolol group and ligustrazine group. The rats heads were cut off and their heart were gotten in 24 h after model successful establish. The control group was given KH nutrient solution, and the other group was given respective drugs by Langendorff isolated heart perfusion method, Isometric tension(IT), heart rate (HR), left ventricular peak pressure (LVSP) and left ventricular ejection fraction (LVEF), left ventricular maximum increase/decrease rate (LVdp/dtmax) were detected in five groups at 10min before medication, at 0.5 h, 1 h after medication. Results At 0.5 h, 1 h after medication,IT, LVSP, LVEF, HR and dp/dtmax + LV significantly increased in Ligustrazine group , and compared with that in the control group and before administration, the differences were all significant (P<0.05). Conclusion Ligustrazine can enhance heart myocardial contractility of isolated heart of the model rats with acute myocardial ischemia, accelerate conduction, improve the function of ischemic heart, and has a protective effect on myocardial reperfusion injury after acute myocardial ischemia.

rat; ligustrazine; propranolol; isoproterenol;acute myocardial infarction model

何晏清，女，主管技师，研究方向为中药药理及皮肤病学研究。

郭俐宏，E-mail：cdscds1226@126.com

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.08.007

R-332

A

1008-8849(2015)08-0817-03

2014-12-11