药物预处理对心肌梗死合并抑郁大鼠血清、血小板及脑组织5-羟色胺水平的影响

刘梅颜，张丽军

· 论著 ·

药物预处理对心肌梗死合并抑郁大鼠血清、血小板及脑组织5-羟色胺水平的影响

刘梅颜1，张丽军1

目的探讨不同药物预处理对心肌梗死（心梗）、抑郁、心梗+抑郁大鼠血清、血小板、脑组织中的5-羟色胺（5-HT）水平的影响，以研究药物预处理对心梗和抑郁的保护作用。方法将80只4周龄Sprague-Dawley（SD）大鼠随机分为治疗组和对照组，每组各40只，分别予益气活血、改善微循环的中成药（主要成分三七、人参等）或生理盐水灌胃4周后，将治疗组和对照组再随机各分为4个亚组，每各亚组各10只，分别建立假手术、抑郁、心梗、心梗+抑郁四种动物模型，最终每组中建模成功的大鼠数量如下，对照组：假手术组亚组8只（80%），抑郁亚组9只（90%），心梗亚组8只（80%），心梗+抑郁亚组8只（80%）；治疗组：假手术亚组9只（90%），抑郁亚组10只（100%），心梗亚组9只（90%），心梗+抑郁亚组8只（80%）。造模成功3 d后处死，测量各组大鼠血清、血小板及脑组织中5-HT水平。结果对照组的心梗、抑郁、心梗+抑郁亚组的血清5-HT水平、血小板5-HT水平均较假手术亚组下降（P＜0.05）；对照组的心梗亚组较假手术亚组脑组织5-HT水平下降，抑郁、心梗+抑郁亚组的5-HT水平，均较假手术亚组上升（P均＞0.05）。治疗组的心梗、抑郁、心梗+抑郁亚组的血清、脑组织5-HT水平，均较假手术组显著上升，（P均＜0.05）；治疗组心梗、抑郁、心梗+抑郁亚组的血小板5-HT水平，均较假手术组下降（P均＜0.05）。治疗组的假手术、心梗、抑郁及心梗+抑郁亚组的血清5-HT及血小板5-HT水平，均分别较对照组的相应的4个亚组高（P均＜0.05）。治疗组的假手术、心梗、抑郁及心梗+抑郁亚组的脑组织5-HT水平，均分别较对照组的相应的4个亚组低，但除抑郁亚组外其余差异均有统计学意义（P均＜0.05）。结论本研究的药物预处理能改善心梗、抑郁、心梗+抑郁等应激造成的血清、血小板5-HT水平下降的情况，但对脑组织5-HT水平无显著影响。

心肌梗死；抑郁；5-羟色胺

冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）是全球范围内导致人类死亡的首要原因[1]。冠心病常常和抑郁共病，约25.2%～40.3%的冠心病患者合并了抑郁症[2]，共病增加了患者的死亡率[3]。Chi等[4]研究发现心肌梗死（心梗）患者的抑郁发病率比正常人高，Niakan等[5]研究表明心梗患者在发病后第15 d、第30 d抑郁的严重程度会增加。而抑郁是成年人患冠心病的独立危险因素，Waloszek等[6]临床研究发现抑郁患者的血管情况较正常人差，故抑郁症患者有更高的心脏病患病风险，尤其是女性[7]。

心梗合并抑郁是双心病的一种，双心病即心理心脏疾病，心理问题和心血管疾病，可以互为因果，互相影响，共同导致患者预后恶化，二者共病问题已成为最严重的健康问题之一[8]，是目前临床研究的热点，但二者共病的机制仍不清楚。本研究中的心梗合并抑郁属于双心病之一。抑郁是缺血性心脏病患者的心脏病事件发生和致死的独立危险因素[9]。目前，两者共病的机制尚不清楚，其发病机制可能与人的情绪与心血管系统之间的深层联系及神经内分泌调节有关，如血管系统、自主神经系统、下丘脑-垂体-肾上腺轴、免疫系统等[10]。有研究认为，5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）升高介导的血小板聚集是抑郁合并心梗的潜在机制[11]。血小板的聚集与冠心病发病有关[12]，血小板活性增高会增加心梗伴抑郁症患者心脏病事件发生的几率[7]。Vikenes等[13]研究认为，全血5-HT水平的变化与心脏病事件的发生有关系。目前的研究认为人体5-HT调节的异常是其共病的主要原因之一[14]，前期研究发现抑郁合并心梗大鼠血清及血小板5-HT水平均出现下降，我们推测是因为心梗及抑郁应激大量消耗了5-HT水平，使大鼠的机体活力下降，对此本研究将继续探索此关系。中药治疗双心病已取得一定的疗效[15]，本研究使用的药物主要成分具有“益气活血，养心安神”的作用，故对药物预处理心梗合并抑郁大鼠后的5-HT水平进行研究。

1 材料与方法

1.1 材料正常4周龄Sprague-Dawley（SD）大鼠80只，体重180～220 g，雌雄各半，购自江苏省医学实验动物中心。大鼠5-羟色胺ELISA试剂盒，产品编号：EFXER 00123，购自南京翼飞雪生物科技有限公司。治疗组药物的主要成分为三七、人参，来源于广东太安堂药业股份有限公司生产的心灵丸。

1.2 分组将80只SD大鼠随机分为治疗组和对照组，每组40只，治疗组予药物40 mg/kg与生理盐水混匀灌胃，对照组予等量生理盐水灌胃，4周后，建立4种动物模型，两组分别随机分为四个亚组，每组各10只：①假手术亚组：常规开胸后，不夹闭左前动脉，关胸。②抑郁亚组：按照修正的Porsolt[16]方法，采用强迫游泳试验（forced swimming test，FST）系统制造抑郁症动物模型，采用透明圆柱形Pyrex游泳筒，底部直径21 cm，高46 cm，水温23～25℃，水深30 cm，将大鼠置于圆柱形透明容器中，进行15 min“前游泳”，然后将大鼠从泳池中取出，烘干。成模判断标准：“前游泳”应激24 h后，将大鼠再次置于泳池中，进行5 min“测试游泳”并录像，测评大鼠游泳行为与不动行为的频率，分析干预措施对大鼠行为的影响[17]。③心肌梗死亚组：将100 mg氯胺酮与10 mg甲苯噻嗪混合于生理盐水中，配制成 10 ml的麻醉合剂，根据小鼠体重，每10 g给予0.1 ml上述合剂，小鼠肌肉松弛充分后取仰卧位将头部和四肢固定于手术台上，参照Akbay[18]的手术方法构建急性心肌梗塞大鼠动物模型；造模成功的标准：手术后大鼠心脏梗塞区域鲜红色变成苍白色，心肌紫绀，室壁活动减弱；大鼠心电表现为ST段弓背抬高或（和）T波高耸或与其形成单向曲线[19]。④心梗合并抑郁亚组：在大鼠MI模型构建3 d后，给予强迫游泳实验。由于实验过程中，有个别大鼠体质稍差，或出现感染等导致死亡，故实际成模数量及成模率如下，对照组： 假手术组亚组8只（80%），抑郁亚组9只（90%），心梗亚组8只（80%），心梗+抑郁亚组8只（80%）；治疗组：假手术亚组9只（90%），抑郁亚组10只（100%），心梗亚组9只（90%），心梗+抑郁亚组8只（80%）。造模成功3 d后处死，测量各组大鼠血清、血小板及脑组织中5-HT的水平。

1.3 评价指标及检测方法所有动物禁食12 h后，统一于早8点取材。大鼠30 mg/kg戊巴比妥钠腹腔麻醉后，心脏取血2 ml的同时处死动物。①血清的制备：1 ml血液37℃水浴30 min凝固后低速离心（2000～3000 转/min）20 min，收集上清即为血清。②血小板的制备：取1 ml心脏血于EDTA-K2抗凝管中（BD公司，货号：367844），室温下2000 转/min离心15 min得到富含血小板血浆（PRP），取PRP再次4℃ 2000转/min，离心10min，弃上清得到血小板。③脑组织匀浆：取大鼠皮层，称重后加入10倍体积的磷酸缓冲盐溶液（PBS），使用玻璃匀浆器在冰上反复研磨，制成组织匀浆液，4℃ 2000转/min，离心20 min，取上清得到脑组织匀浆。二辛可酸（BCA）法测定蛋白浓度。④5-HT测定：应用双抗体夹心法测定标本中5-HT水平，将标准品、等体积血清、血小板裂解液和等量脑组织匀浆液加入酶标板（标准品和每个样本做2个复孔），37℃孵育30 min，PBS洗板后再加入酶标试剂孵育30 min，加入显色液，10 min后用稀硫酸终止反应。酶标仪450 nm波长下测定吸光度（OD值），通过标准曲线计算样品中5-HT浓度（取两个复孔的平均值），血清与血小板裂解液中的5-HT浓度为（pg/ml），脑组织匀浆中的5-HT浓度为（pg/mg protein）。

1.4 统计学分析采用SPSS 17.0软件行数据处理与分析。计量资料以平均数±标准差（s）表示，两组组间比较采用独立t检验，多组间比较采用ANOVA单因素分析，其中两两比较采用LSD检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同预处理组血清5-HT、血小板5-HT比较对照组心梗、抑郁、心梗+抑郁亚组的血清及血小板5-HT水平，均较假手术亚组显著下降（P＜0.05）。治疗组心梗、抑郁、心梗+抑郁亚组的血清及血小板5-HT水平，均较假手术组显著上升（P＜0.05）。治疗组的假手术、心梗、抑郁及心梗+抑郁亚组的血清及血小板5-HT水平，均分别较对照组的相应的4个亚组高（P＜0.05）（表1）。

2.2 不同预处理组脑组织5-HT比较对照组抑郁、心梗+抑郁亚组的5-HT水平较假手术及心梗亚组略有上升，但差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗组心梗、抑郁、心梗+抑郁亚组的5-HT水平，均较假手术亚组上升（P＜0.05）。治疗组的假手术、心梗、抑郁及心梗+抑郁亚组的脑组织5-HT水平，均分别较对照组的相应的4个亚组低，其中除抑郁亚组外（P＞0.05），其余组间比较差异均有统计学意义（P＜0.05）（表1）。

3 讨论

5-HT，又称血清素，既是重要的血管调节物质，也是中枢神经系统重要的神经递质。5-HT主要由激活的血小板释放[20]，是一种强有力的血管活性因子，具有收缩和舒张血管的功能。5-HT对血管的作用主要取决于5-HT受体及内皮功能[21]。当内皮功能完整时，5-HT可舒张小血管，能使血管平滑肌和成纤维细胞增殖，血小板聚集，并能放大生长因子的作用[11]。正常情况下，在机体应激时，5-HT反应性增高，对外周血管及组织起到保护作用。然而，在持续应激作用下，机体处于病理状态，如急性冠脉事件，5-HT过度增高，则会损伤内皮功能，导致机体损伤。

研究表明，5-HT对心脏有直接的作用，心脏分布有多种5-HT受体，参与了高血压、冠心病、心律失常和心肌缺血的发病[22]。EK等[23]研究发现冠心病病人的血循环的5-HT水平增高。机体处于应激状态时，可引起中枢神经递质5-HT发生变化，进而引起抑郁症、焦虑症、精神分裂症、躁狂、孤独症、肥胖症、药物成瘾等多种心理和行为异常[24]。

本研究中生理盐水预处理更接近于生理状态，经生理盐水预处理后的心梗、抑郁、心梗+抑郁亚组大鼠的血清5-HT水平、血小板5-HT水平，均较假手术亚组显著下降，这表明应激损伤会消耗血清中的5-HT，使血小板释放储存的5-HT，故5-HT水平下降。不同的应激状态，均会带来外周血及血小板5-HT的下降，但应激程度不同，5-HT的下降程度不同。当大鼠受到轻度应激时，如假手术，其血清及血小板的5-HT相对较高；随着应激水平的提高，如抑郁时，5-HT下降，应激水平突然提高，如心梗，5-HT则明显下降。这表明不同刺激程度的增加，无论是抑郁还是心梗均会带来外周血及血小板的5-HT降低，致使对机体的保护作用下降。

表1 不同预处理后血清、血小板、脑组织5-HT水平比较（s）

表1 不同预处理后血清、血小板、脑组织5-HT水平比较（s）

注：5-HT：5-羟色胺；pg/mg protein：每毫克脑组织蛋白质中5-HT含量；对照组中各亚组与假手术亚组5-HT比较，aP＜0.05；治疗组中各亚组与假手术亚组5-HT比较，bP＜0.05；治疗组与对照组同亚组5-HT比较，cP＜0.05

组别 例数 血清5-HT（pg/ml） 血小板5-HT（pg/ml） 脑组织5-HT（pg/mg protein）对照组 —— — —假手术亚组 8 363.23±32.19 200.27±5.41 462.71±47.47心梗亚组 8 176.15±11.32a129.74±27.17a456.54±19.33抑郁亚组 9 194.69±5.09a175.15±4.70a493.42±63.26心梗+抑郁亚组 8 182.50±10.23a180.83±11.08a492.63±65.22治疗组 —— — —假手术亚组 9 381.73±8.76 436.52±6.32 327.13±11.21心梗亚组 9 474.04±10.86bc340.45±17.99bc362.82±26.87bc抑郁亚组 10 456.33±23.12bc252.03±22.26bc456.33±23.12b心梗+抑郁亚组 8 441.76±23.38bc265.37±29.49bc428.18±21.05bc

本研究对治疗组用药物预处理干预。研究结果发现，在用药物预处理的实验组中，假手术、心梗、抑郁及心梗+抑郁亚组的血清5-HT及血小板5-HT水平，均分别较对照组相应的4个亚组显著升高，但药物对不同应激状态的大鼠5-HT调节有差异，随着应激水平的增高，5-HT水平有下降趋势，如心梗+抑郁亚组5-HT的血清及血小板5-HT，均较心梗亚组明显降低。这说明药物预处理能改善这种5-HT下降的情况，能普遍增加血清和血小板5-HT水平，可以促进机体的保护和外周组织的修复。

本研究对脑组织5-HT进行了检测，结果发现对照组的心梗亚组较假手术亚组下降，而抑郁、心梗+抑郁亚组的5-HT水平，均较假手术亚组上升，差异没有统计学意义（P＞0.05）。然而，通过治疗组发现，假手术、心梗、抑郁及心梗+抑郁亚组的脑组织5-HT水平，均分别较对照组的相应的4个亚组低，其中除抑郁亚组外（P＞0.05），其余亚组差异均有统计学意义（P＜0.05）。药物预处理对脑组织5-HT水平变化没有显著影响。

中医认为“心主血脉，心藏神，为君主之官”，双心病的发生与“气滞血瘀，心神失养”有关，这与西医的认识有相通之处[25]。近年来，中西医结合防治双心病已见显著疗效。本研究中所选用中成药主要组成有三七、人参、珍珠等。具有“活血化瘀，益气通脉，宁心安神”的作用，药理研究表明其能降低动脉压，增加冠状动脉流量，扩张外周血管，降低心脏后负荷，使心率减慢，心肌耗氧量降低，改善心肌供血。临床上用于治疗冠心病、抗焦虑抑郁等。本研究中药物预处理减少了血清中的5-HT消耗，增加血小板对5-HT的储备能力，故血小板中5-HT释放减少，减少5-HT对血小板的激活，从而减少血小板聚集，防止血管由于突然的应激而过度收缩，起到了保护心血管的作用。由此可见药物对血清和血小板5-HT水平的调节有明显的作用，可以促进机体的保护和组织修复。

当体内5-HT水平降低时，神经元间信息交流就会延缓。脑内5-HT的减少直接与抑郁状态有关，新型抗抑郁药是以调节5-HT水平为靶点的，如五羟色胺再摄取抑制剂（SSRI）[26]。由于血液中的5-HT有99%储存于血小板中，故有研究认为脑组织5-HT水平的变化可以通过血小板5-HT水平反映出来[27]。本研究并没有得到脑组织与血小板5-HT变化一致的结论，可能由于血脑屏障的存在，本研究中的药物很难进入脑组织中，对脑组织中的5-HT没有影响，故中枢与外周5-HT水平的相关性仍有待研究。

综上所述，不同的应激状态，均会带来外周血及血小板5-HT的下降，随着应激水平的提高，5-HT水平下降越明显，使用药物前期干预，能改善应激状态下血清和血小板5-HT水平下降情况，能起到保护心血管的作用，对双心病的防治有疗效。而脑组织的5-HT变化与外周血不同，可能与5-HT转运体的功能有关，本研究尚不能证实血小板5-HT水平变化能反映脑组织的5-HT的水平变化，其深层的机制仍有待更进一步研究。

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本文编辑：张磊，姚雪莉

Effect of Medicine Pre-treatment on serotonin (5-HT) in Rats of Myocardial Infarction Co-exist with Depression

LIU Mei-yan*, ZHANG Li-jun.*Department of Cardiology, Beijing Anzhen Hospital Affiliated to Capital Medical University, Beijing, 100029, China.

Corresponding author: Liu meiyan; E-mail: china_lmy@hotmail.com

ObjectiveTo explore the effect of different pre-treatments on serum 5-HT, platelet 5-HT and brain 5-HT in the Sprague-Dawley rats of myocardial infarction (MI), depression, and myocardial infarction coexist with depression (MI + depression), and study the effect of the drug in preventing MI and depression.Methods80 SD rats were allocated into pretreatment group and control group randomly. After 4 weeks’ pretreatment with Chinese patent medicine for benefiting qi and activing blood circulation and improving microcirculation system (include panax and ginseng etc.), then both of the two groups were established four models of shame subgroup, depression subgroup, myocardial infarction subgroup, MI + depression subgroup. The number of rats successfully modeled in control group was as follows: 8 rats in shame subgroup (80%), 9 rats in depression subgroup (90%), 8 rats in myocardial infarction subgroup (80%) and 8 rats in MI + depression subgroup (80%). The number of rats successfully modeled in pretreatment group was as follows: 9 rats in shame subgroup (90%), 10 rats in depression subgroup (100%), 9 rats in myocardial infarction subgroup (90%) and 8 rats in MI + depression subgroup (80%). All the rats were sacrificed 3 days later. 5-HT in serum, platelet, and brain of the rats in different groups were measured.ResultsIn control group, 5-HT in serum and platelet decreased significantly in MI, depression and MI + depression subgroup compared with shame subgroup (all P＜0.05); 5-HT in brain of MI subgroup was lower than the shame subgroup, while the depression and MI + depression were higher, but without any significance (all P＞0.05). In pretreatment group, 5-HT in serum and brain increased significantly in MI, depression and MI + depression subgroup compared with shame subgroup (all P＜0.05); 5-HT in platelet of MI, depression and MI + depression subgroup were lower than the shame subgroup (all P＜0.05). In pretreatment group, 5-HT in serum and platelet of the four subgroups were significantly higher than in control group (all P＜0.05); 5-HT in brain of the four subgroups were lower than the control group and there was significance (P＜0.05) except depression subgroup (P＞0.05).Conclusions In this study, drugs could improve the decrease of 5-HT in serum and platelet due to myocardial infarction, depression and myocardial infarction co-exist with depression, but failed to influence 5-HT in brain.

Myocardial infarction; Depression; 5-HT

R541.4

A

1674-4055(2016)12-1458-05

1100029 北京,首都医科大学附属北京安贞医院心脏中心

刘梅颜,E-mail:china_lmy@hotmail.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2016.12.13