大蒜素对阿霉素诱导慢性心衰大鼠心功能及血精氨酸血管加压素、尿水通道蛋白-2的影响

吴海波 王云灿 王学超

(河北省人民医院心内六科，河北 石家庄 050000)

阿霉素是临床常用的广谱高效肿瘤化疗药物，该药物主要作用于DNA化学结构，在多种肿瘤临床治疗中均得到广泛应用。但是阿霉素具有强烈的细胞毒性作用，长期应用可导致中毒性心肌炎、心律失常、心肌病、慢性心力衰竭(CHF)等〔1〕。据统计〔2〕，采用阿霉素化疗的肿瘤患者慢性心衰发病率异常高于单纯慢性心衰者，其可能原因与长期服用抗肿瘤物导致心脏负担过重物密不可分，缩短患者生存年限。目前，对于阿霉素性慢性心衰疾病并没有特效的药物，然而，据有关资料报道大蒜素具有保护心肌的功能〔3,4〕。本研究探究大蒜素对阿霉素诱导慢性心衰大鼠心功能的影响，并分析其血精氨酸血管加压素(AVP)、尿水通道蛋白(AQP)-2变化。

1 材料与方法

1.1实验动物 90只SD雄性大鼠，体质量200～250 g，7周龄，购自北京华阜康生物科技股份有限公司实验动物中心，实验动物许可证：SCXK(京)2009-0004。

1.2实验试剂和仪器 实验中所用主要仪器和试剂为阿霉素(武汉宏信康精细化工有限公司)、大蒜素(杨凌慈缘生物技术有限公司)、AVP试剂盒(IBL)、AQP-2试剂盒(Santa cruz)、水合氯醛(青岛宇龙海藻有限公司)、大鼠隔离笼具(北京佳源兴业科技有限公司)、玉米油(Spectrum)、多普勒超声仪(徐州市凯信电子设备有限公司)、手术剪刀(上海华美实业有限公司)、真空采血管(浙江拱东医疗科技有限公司)、全自动酶标仪(美国BioX科技有限公司)、-20℃冰箱(青岛海尔)、高速离心机(北京时代北利离心机有限公司)、静脉留置针(温州华利医疗器械有限公司)。

1.3动物模型 SD大鼠适应性喂养1 w后，水合氯醛麻醉并固定SD大鼠于专用固定器中，将大鼠尾部浸泡于45～50℃温水1 min，75%酒精擦拭尾部，阿奇霉素共注射8次，分别于2、4 d皮下注射1 mg/kg，6 d、8 d皮下注射2 mg/kg，10 d、12 d皮下注射3 mg/kg，14 d、16 d皮下注射4 mg/kg。停止注射1 w内监测大鼠心衰情况，并根据建模过程中大鼠的饮食，体重，精神状态变化给予适当的护理，保证模型成功。

1.4药物处理方法 正常组和模型组10 ml/kg玉米油皮下注射处理，A、B、C、D大蒜素组分别尾静脉缓慢注射含10、15、20、25 mg/kg剂量大蒜素的10 ml/kg玉米油。1 w 1次，连续注射8 w，同时给予抗生素等辅助处理，停药、禁食24 h后分别收集SD大鼠尿液5 ml，并断颈心脏采血5 ml。

1.5心功能检查方法 测定SD大鼠开始使用大蒜素到停止用药期间的心功能指标，求平均值。麻醉固定大鼠于手术板上，仰卧心前备皮，西门子彩色多普勒超声仪(ACUSO Sequoia 512，5L8w-s型高频探头，14.0 MHz)检查超声心功能指标。记录左室舒张末内径(LVEDD)、左室收缩末内径(LVESD)、左室短轴缩短率(FS)、左室重量(LVM)和左室射血分数(LVEF)。

1.6血液、尿液处理方法 大蒜素使用8 w后，取大鼠尿液标本于试管中，同时断颈心脏采血于采血管中，尿液和血液标本1 h内在4℃的条件下离心(3 000 r/min)25 min，取上清，-20°冰箱保存，待用。

1.7血AVP、尿AQP-2检测方法 根据试剂盒说明书步骤进行操作：①加样：相应反应孔中分别添加100 μl的标准品和待测液体，充分混匀，酶标板封盖，并放置于37℃水浴恒温中反应120 min；②配液：蒸馏水以20倍稀释洗涤液，备用；③洗板：用稀释20倍后的洗漆液充分清洗反应板4～6次，并于滤纸上印干；④分别对应孔添加酶标抗体工作液100 μl，并将反应板37℃水浴条件下恒温反应60 min，洗板4～6次；⑤显色：每孔分别加底物工作液100 μl，37℃避光反应15～20 min；⑥终止：加终止液100 μl，混匀，酶标仪测450 nm下的吸光值(OD)；⑦所测OD值-空白OD值作为纵坐标，标准品浓度为横坐，得到标准曲线，根据样品OD值查出对应浓度大小。

1.8统计学处理 采用SPSS20.0统计软件进行ANOVA检验。

2 结 果

2.1心功能变化 模型组心功能各项指标与正常组比较均差异有统计学意义(P<0.05)：LVEDD、LVESD、LVM明显增高，FS、LVEF明显降低。A组LVEDD明显高于正常组和C、D组(P<0.05)，低于模型组(P<0.05)；LVESD值明显高于正常组和B、C、D组(P<0.05)，低于模型组(P<0.05)；LVM同样明显高于正常组和B、C、D组(P<0.05)，但与模型组差异无统计学意义(P>0.05)；FS明显低于正常组和D组(P<0.05)，高于模型组(P<0.05)，与B、C两组比较差异无统计学意义(P>0.05)；LVEF明显低于正常组和C、D组(P<0.05)，较模型组明显增高(P<0.05)，但与B组比较差异无统计学意义(P>0.05)。B组LVEDD和LVESD均明显高于正常组和C、D两组(P<0.05)，低于模型组(P<0.05)；LVM明显高于正常组(P<0.05)，低于模型组(P<0.05)，但与C、D组差异无统计学意义(P>0.05)；FS明显低于正常组和D组(P<0.05)，高于模型组(P<0.05)，与C组比较差异无统计学意义(P>0.05)；LVEF明显低于正常组(P<0.05)，高于模型组(P<0.05)，与C、D组比较差异无统计学意义(P>0.05)。C组LVEDD、LVESD、FS、LVEF与正常组和模型组分别比较均差异具有统计学意义(P<0.05)，LVM与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05)；与D组比较，只有LVESD差异有统计学意义(P<0.05)。D组LVEDD、FS、LVM与正常组比较差异无统计学意义(P>0.05)；5个指标与模型组比较均差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2血AVP、尿AQP-2含量变化 模型组血AVP、尿AQP-2与正常组比较均明显增高(P<0.05)。A、B、C、D组血AVP和尿AQP-2均显著高于正常组(P<0.05)，且低于模型组(P<0.05)，并随着剂量的增加呈现依次降低趋势，D组血AVP，尿AQP-2含量明显降低。A、B、C、D组间两两比较，均差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表1 各组心功能指标对比

与正常组比较:1)P<0.05；与模型组比较:2)P<0.05；与A组比较:3)P<0.05；与B组比较:4)P<0.05；与C组比较:5)P<0.05；下表同

表2 各组血AVP、尿AQP-2水平比较

3 讨 论

目前，CHF发病机制尚不清楚，且导致其发病的因素很多，比如高血压、糖尿病及心脏毒害作用药物等，相关研究显示，毒害类药物引起的慢性心衰发病率越来越高，且在免疫力低下的患病老年人及肿瘤晚期患者中较为普遍〔5〕。调查显示〔6〕，由阿霉素诱导的慢性心衰患者占据很高的比例，特别是在肿瘤患者中，由于其临床治疗效果差，患者生存质量严重降低。一旦发生CHF，患者心功能将会逐渐被削弱，严重者甚至可能危及生命。研究指出〔7〕，在CHF患者中，由于机体内压力感受器被激活导致交感神经异常兴奋，进而激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)，使得AVP合成和分泌均明显增加，进而可导致机体对水分和钠的重吸收显著增加，加重机体损伤；另一方面，血VAP可以和肾脏V2受体相结合，进而启动信号传导级联反应，使得磷酸化AQP-2移位，促进水分子跨膜转运〔8〕。该因子对肾上腺皮质激素分泌也有明显促进作用，使得尿AQP-2水平增加。据Della-Morte等〔9〕研究表明，由阿霉素诱导的CHF患者病程越长、病情越严重，血VAP和尿AQP-2水平也越高，提示二者均和CHF病情存在一定关联。

研究表明〔10〕，大蒜素可改善阿霉素诱导慢性心衰大鼠心肌结构，恢复心肌细胞的整齐排列，清晰横纹等正常细胞现象，同时有效调整白细胞介素(IL)-10/肿瘤坏死因子(TNF)-α比值，实现对心肌细胞的保护作用，推测大蒜素可能通过改善CHF心肌结构和功能增强临床疗效。赵文萃等〔11〕研究显示，大蒜素可有效改善CHF大鼠的LVESD、LVEDD、FS及射血分数，降低血管紧张素(Ang)Ⅱ，TNF-α水平，有利于大鼠心肌形态和心室重构。大蒜素在阿霉素诱导的CHF动物模型中应用，能够改善心功能，同时有效控制细胞因子水平，推测可在CHF患者临床中推广。同时国外最新研究认为对CHF患者采用大蒜素同样可通过减轻细胞毒性改善患者的心脏功能，控制心衰〔12〕。也有研究认为大蒜素可防止大鼠心肌氧化损伤，抑制细胞内活性氧产生，可能对CHF的改善有一定的影响〔13〕。目前认为大蒜素具有抗衰老、预防心脑血管疾病、抗肿瘤等多种药理作用，其主要机制为抑凋亡、抗氧化损伤、减少Ca2+载体流失〔14〕，可能具有减轻心衰患者症状，保护心脏功能的作用，但是并没有充分的数据证实。另有国外研究认为〔15〕，大蒜素对CHF大鼠模型交感神经兴奋可能有抑制作用，进而减轻对RAAS的刺激，减少VAP分泌量，使其对肾上腺皮质激素分泌促进作用减轻，故而血VAP、尿AQP-2水平显著降低，且大蒜素干预浓度越高，其降低幅度越明显，推测疗效改善与此紧密相关。

本研究结果说明大蒜素对阿霉素诱导慢性心衰大鼠的心功能及血AVP、尿AQP-2水平含量具有明显积极的影响，且存在剂量依赖性，可能为慢性心力衰竭疾病的控制提供一定的参考价值，但是其药物作用机制和临床安全性并不清楚，还需深入研究。