人参黄连对力竭运动大鼠血清肌钙蛋白T、脑钠肽以及心脏的可能影响实验研究

杜 洁,李增明

(河北体育学院运动人体科学系,河北 石家庄 050041)



人参黄连对力竭运动大鼠血清肌钙蛋白T、脑钠肽以及心脏的可能影响实验研究

杜 洁,李增明

(河北体育学院运动人体科学系,河北 石家庄 050041)

目的：观察人参黄连对力竭运动大鼠血清肌钙蛋白T(cTnI)、脑钠肽(BNP)的影响，探讨其对运动力竭大鼠心脏的保护机制。方法：运用游泳运动建立大鼠疲劳模型，随机分为人参黄连运动即刻组(A)、人参黄连运动后24h组(B)、人参黄连安静组(C)、运动即刻组(D)、运动后24h组(E)、安静组(F)，C、F组休息状态，A 、B、D、E组游泳训练。采用酶联免疫吸附测定法测定大鼠血清cTnI和BNP。B、C、E、F组血cTnI和BNP值明显低于A、D组(P<0.01)。此外，与E组相比，B组血cTnI和BNP值明显降低。结论：人参黄连可降低血清cTnI和BNP，直接或间接促进心肌可逆性损伤和局域性不可逆微损伤的恢复，对力竭运动大鼠心脏损伤有保护作用，对运动性疲劳也有消除或延缓作用。

补气药；清热药；人参黄连；心脏；cTnI；BNP

心血管系统的功能与运动训练的关系一直是运动医学界重视的课题。适当的体育锻炼可以通过神经调节、体液调节、自身调节等，提高心血管系统的机能，但长时间的力竭性运动会造成心血管调控功能失常，甚至造成心肌局部缺血等不良反应。在某些运动项目中如足球、马拉松、排球等，因运动负荷大，运动员出现心律失常、心功能不全，甚至猝死，并非偶见。有学者报道，急性耐力运动[1]或长期从事快速性长时段运动，就会损害心肌，或频繁的心肌微弱损害，会导致心肌间质渐进纤维化，急性心脏意外事件的高风险[2]。如何预防过度训练引起的心脏损伤，现代研究相对比较滞后。“治未病”是我国医者所追求的最高境界。从中医的基本病机来看，过度训练的中医机制除了阳气不足外，还有内热。人参和黄连是补气和清热的代表药物，临床上有学者[3]用人参和黄连来防治心功能不全，效果良好。鉴于此，本项目，以黄连人参做为实验中药，从传统中医的清热、补气角度，对其是否有效预防和治疗力竭运动引起的心脏损伤的机理进行实验性研究。

1 材料与方法

1.1 实验对象材料

48只健康SD雄性大鼠，清洁级，体重180±10g，从河北医科大学实验动物中心精选。人参10g、黄连10g购自北京同仁堂药房。取两药按比例混合，熬制成生药浓度为0.3g/mL的溶剂，冰箱4℃保存备用。血cTnI和BNP定量ELA试剂盒来自北京华英生物技术研究所。

1.2 实验方法

1.2.1 制备模型及动物分组

购进大鼠适应性饲养7d，随机分组，分成人参黄连煎运动即刻组(A)、人参黄连煎运动后24h组(B) 、人参黄连煎安静组(C)、运动即刻组(D)、运动后24h组(E)、安静组(F)，每组实验大鼠8只。每日上午A、B、D、E四组大鼠强迫定量负荷游泳训练，连续10d，相比 C、F两组实验大鼠组处于安静状态。实验之前A、B、D、E四组实验大鼠不负重游泳15min使之适应周围环境。实验过程中，上午A、B、D、E四组实验大鼠负重5%游泳30min，下午A、B、C三组实验大鼠按成人剂量的20倍，运用人参黄连煎7g /kg.d-1灌胃服药，D、E、F三组实验大鼠用等药液体积的生理盐水灌胃，连续10d。力竭游泳运动疲劳造模的最后一天，上午六组实验大鼠进行灌胃服药或生理盐水，A、B、D、E四组实验大鼠灌胃服药1h后，进行力竭游泳运动，力竭标准以大鼠鼻孔或整个沉入水面以下5～10s，仍不能自主上浮，及时记录大鼠力竭游泳运动时间。

1.2.2 血样的采集和检测

大鼠力竭游泳运动结束后，依据实验组的不同时间的要求，根据大鼠体重，按照1.25 g/kg剂量，运用药物25%氨基甲酸乙酯，腹腔注射麻醉，打开胸腔，采右心房血，分离血清，血清加肝素抗凝。血清CK-MB活性采用Vitros-250型全自动生化分析仪即刻检测；采用ELISA法测定血清cTnI和BNP含量，各项操作严格依照说明书实施。

1.3 统计学处理

2 测量结果

2.1 游泳力竭运动时间

由表1数据可见，运用人参黄连煎后，与对照组比较，大鼠力竭运动时间明显延长(P<0.01)，A、B组之间力竭运动时间差异不显著 (P>0.05)，D、E组之间也没有显著性差异(P>0.05)。

表1 人参黄连煎对实验大鼠游泳力竭运动时间的影响 ±s)

注：A、B组与D、E组两两比较：P <0.01；A与B组比较：P >0.05；D与E组比较：P >0.05

2.2 血清cTnI、BNP含量测定结果

表2数据提示，力竭运动即刻后大鼠血液中CK-MB显著增多，与之对照使用人参黄连煎干预后CK-MB数值有所下降，A组与D组之间相比，D组的CK-MB数值明显高于A组，其它各组比较变化并不明显。但实验大鼠血液中cTnI、BNP在游泳力竭运动后明显增多，运用人参黄连煎干预后，cTnI、BNP有明显下降。A、D组cTnI、BNP数值明显高于C、F组， A组与D组之间相对比，A组的cTnI、BNP的数值明显低于D组。经过24h休息后，实验大鼠血液中各组数值趋于正常，但和C、F组相比，B、E组cTnI、BNP变化仍有差异性；B组与E组相比较，cTnI、BNP数值也有明显差异。这提示的是，游泳力竭运动引起的血液cTnI、BNP的改变是一过性的，可逆的；数据也显示使用人参黄连煎干预后，可以促进大鼠血液cTnI、BNP的恢复；这与心梗发生后心肌组织大范围、不可逆性坏死，引起血清CK-MB活性、cTnI、BNP变化还是存在着本质区别。

表2 各组大鼠血清CK-MB活性、cTnI、BNP变化

注：cTnI值A、D组与其他组对比：P <0.05；A与D组对比：P <0.05； B、E组之间对比：P<0.05；C、F组之间对比：P>0.05

BNP值A、D组与其他组对比：P <0.05；A与D组对比：P <0.05； B、E组之间对比：P<0.05；C、F组之间对比：P>0.05

3 分析讨论

运动性疲劳，本是运动过程引起的机体机能的暂时性降低，经过适当休息和调整可以恢复的一种普遍的生理现象。但是过度疲劳，持续力竭运动，可引起包括心脏[4]等多脏腑、器官的功能紊乱，甚至导致多脏器的病理性伤害，这些观点已在现代运动生理和运动医学界达成了共识。从传统中医学角度分析疲劳：正常有生命的机体都是由阳、阴二气构成的，其中阳气的特点是主升主动的，它是极细微的能量和物质，是影响机体运动能力的关键因素。由此，无论是病理性质的过度疲劳，还是生理性质的疲劳，出现无力、懒言、精神不振、抵抗力变差等，阳气的亏损、不足在这些过程均起到了重要作用。故在运用中医药治疗和预防疲劳时，一定要确立温扶阳气[5]的治疗法则。另外，在大强度、大运动量的运动过程中，也存在腠理开泄、大汗淋漓、津液消耗、从而导致口咽干燥、烦热难眠等内热的重要病机。由此有学者[6]认为凡体力性疲劳皆属于中医“劳倦”的范畴，应为本虚标实、虚实夹杂之证。本虚以气阴不足为主；标实以内热、内湿为其特点。在脏腑论治方面，多数学者从脾虚、肾亏来促进恢复疲劳，亦有从肝论治，但是笔者认为“心为五脏六腑之大主，生命之主宰”，过度疲劳病位应以心为主，涉及脾、肾、肝、肺等诸脏。对于虚实夹杂之证，《黄帝内经》认为虚则补之，实则泻之，因此设立补法和泻法消除疲劳，恢复体力是十分合理的。药方人参、黄连是张仲景经方“半夏泻心汤”中“甘调苦降”的代表药物，历代医家治疗心系证时亦广泛采用含有人参、黄连的方剂，如陶弘景认为人参能“治心腹鼓痛，血脉”，李时珍认为黄连能“去心窍恶血”，王好古认为黄连能“主心病逆而盛，心积伏梁”。方中人参功效补气生津，针对气阴不足之本。黄连功效清热燥湿、泻火解毒，针对内热、内湿之标。 两种药物“补泻”相结合，具有祛邪而不伤正，补虚而不恋邪，以补为主，补中有泻，泻中寓补，泻而不峻，补而不腻的特点，这符合传统中医学所说的“阴平阳秘，精神乃治”的思想，从而使多脏器功能紊乱得到恢复，避免进一步出现病理性损害，促使整个有生命的机体的生理机能协调平衡。在现代中医临床中，河北省著名中医邢月朋教授常用人参、黄连组成参连宁心胶囊防治早期心功能损害的各种心律失常，效果显著。现代药理研究也已表明，人参的主要化学成分人参皂苷Rbl，既可以使外周血的干细胞数量得到显著提高，缩小梗死面积，对缺血心肌的基本结构进行保护，又可以有效抑制急性心肌梗死大鼠心室重新构建的进行，从而保护心功能；此外，它还会刺激心肌组织分泌粒细胞集落刺激因子，实现对骨髓细胞游走到心肌组织的诱导，促进向血管内皮细胞分化，再生的内皮细胞直接引起缺血的心肌组织的毛细血管的再生以及维护血流供应[7]。有学者[8]通过实验已经发现黄连的主要成分黄连小檗碱Ber，它既可以对缺血再灌注心肌细胞有很好保护作用，又可以抗心律失常；并且黄连小檗碱Ber对心力衰竭的发生和心肌的能量代谢也有良好的保护作用。上述关于人参、黄连的现代药理学研究成果，为运用人参、黄连等中药消除或延缓疲劳，维护心脏机能提供了科学依据。

CK-MB是一种二聚体酶，在收缩组织高能磷酸键的产生上具有重要作用，临床上诊断心肌损害具有较高的敏感性。但是剧烈运动后血清CK-MB浓度显著性升高，不一定是心肌损害所致，骨骼肌微损伤也会引起血清CK-MB浓度升高，因此，在实际工作中采用血清CK-MB浓度来评价运动是否引起心肌损伤尚缺乏特异性。

cTnI仅存在于心肌细胞中，是心肌收缩的调节蛋白。心肌细胞发生坏死时，cTnI可通过破损的细胞膜释放入血，能鉴别出CK-MB所不能检测出的心肌损伤。因为cTnI仅存在于心肌细胞，具有较高的特异性，因此，血液cTnI浓度的高低可以做为鉴别力竭运动是否会导致心肌伤害的早期医学检验指标之一。BNP是钠尿肽家族中的一员，血液中的BNP，绝大部分是由左心室分泌的。在生理功能上，BNP具有扩张血管、利钠、利尿等作用；当心肌缺血、缺氧的时候，可直接刺激左心室产生BNP，在实际工作中，血液BNP浓度的升高程度和左心室功能水平的下降有必然关系，因此，在临床中应用血液BNP浓度来诊断心功能下降和来评价心肌的缺血、缺氧，是有很高的特异性。游泳力竭运动是否导致的大鼠心肌损伤，血液BNP浓度的高低可做为可靠标志物，也是评价药物是否能有效保护力竭运动大鼠心肌细胞的可靠指标之一。

本实验观察发现，力竭运动即刻后大鼠血液中CK-MB显著增多，与之对照使用人参黄连运动即刻组血液CK-M数值略有下降，其它各组之间的对比变化不甚明显。这可能与运动引起骨骼肌细微损伤有关，运用CK-MB评价运动引起心肌损伤尚缺乏特异性。血液中cTnI和BNP的浓度在运动即刻组大鼠中显著增多，但是经过24h的休息后，这两个医学指标都趋向安静时的数值。这表明力竭游泳运动后，会导致大鼠心肌细胞微损害或心肌细胞缺血，提示心脏功能异常。但此时的心肌伤害与病理性心肌伤害还是有严重程度的区别，它经过合理的休息，调节，还是可逆转的，这应该和大鼠的心脏在运动时与运动结束后经过了相对的缺血、缺氧和再灌注的程序有密切的关联。运用人参黄连煎药物干预后，大鼠力竭游泳运动时间显著延长；人参黄连煎运动即刻组实验大鼠血液中的cTnI和BNP明显下降，这表明人参黄连煎可能有效地直接或间接维持心肌细胞的生理机能，即消除或延缓疲劳，防止心肌伤害。中医防治疾病的思想是“治未病、未病先防、既病防变”。本研究提示在力竭运动后，心肌细胞会呈现微损害或缺血缺氧，但在心脏尚没有出现实质性病理损害之时，即心功能不全失代偿之前，运用人参黄连煎可以防治过度疲劳引起的心脏损害，这具有重要的理论和实践价值。当然，力竭运动对机体来说是一种强烈的刺激，短时间内它对心血管活性物质影响比较大，它可以打破原有的心血管活性物质的平衡状态，使活性物质减少或增加，从而积极调节心血管系统机能以适应机体运动的不同需求，这也符合中医阴阳协调的机理，因此对具有“补”和“清”协调作用的人参黄连煎，如何保护疲劳引起的心脏损害的内在机制，仍需要进一步研究。

[1] Shave R，Baggish A，George K，et a1．Exercise—induced cardiac troponin elevation：evidence，mechanisms，and implications．J Am Coll Cardiol，2010，56(3)：169-176

[2] Whyte G，Sheppard M，George K，et a1．Post—mortem evidence of idiopathic left ventricular hypertrophy and idiopathic interstitial myocardial fibrosis：is exercise the cause ? Br J Sports Med，2008，42(4)：304-305

[3]张健，李永民.人参黄连胶囊治疗慢性充血性心力衰竭临床观察[J].中国中医药信息杂志,2011,18(1):85-86

[4]王晓伟，曹雪滨.力竭性运动对心脏影响的研究进展[J].医学研究与教育，2012，29(2):60-63

[5]李增明，丁跃玲.扶阳气法防治运动性疲劳之探析[J].时珍国医国药，2011，22(7)：1763-1764

[6]余谦, 李明富，宋开源，等.中医药抗体力性疲劳的整体思辨与应用前景[J].中国运动医学杂志,2001,20(1):3-5

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[8]崔学军.黄连及其有效成分的药理研究进展[J].中国药师，2006，9(5)：469-470

An Experimental Study of The Possible Impact of Huanglian(Rhizoma Coptidis) and Renshen(Radix Ginseng) on Serum Ctni, Bnp and Heart of exausted rats

DU Jie, LI Zeng-ming

(Department of Human Sport Science, He Bei Institute of Physical Education, ShiJiazhuang 050041, China )

Objective: By observing the effects of Huanglian and Renshen on blood cardiac troponin(cTnI) and blood B-type natriuretic peptide(BNP)of the exausted rats， we probe into the protective mechanism of Huanglian and Renshen on their hearts in this thesis. Methods: The fatigue model is designed on the adult mice's swimming exercises. They are randomly divided into the following groups: the group given the Huanglian and Renshen decoction instantly after swimming(group A), the group given the Huanglian and Renshen decoction 24 hours after swimming(group B), the group given Huanglian and Renshen the decoction without swimming (group C), the group instantly after swimming (group D), the group 24 hours after swimming (group E), the quiet group (group F). Group C and F are rest, group A, B, D and E take swimming training. Measure cTnI and BNP in the rats serum by adopting Enzyme-linked immunosorbent assay. Result: The blood in groups B, C, E, F are obviously lower than those in groups A and D(P<0.01). Furthermore, the blood in cTnI and BNP group B are obviously lower than that in group E. Renshen and Huanglian can reduce cTnI and BNP in the serum, directly and indirectly promote the recovery of myocardium's reversible injury and locality's irreversible microdamage, protect the cardiac trauma, eliminate and postpone the fatigue caused by exausted movements.

Qi-tonifying drugs; heat-clearing drugs; Renshen and Huanglian; heart; cTnI; BNP

2016-09-26

杜洁(1971-)女，河北石家庄人，副教授，硕士 通讯作者：李增明(1971-)，男，河北平山人，副教授，硕士

G804

A

1007-323X(2016)06-0097-03

研究方向：运动人体科学