芍药苷对异丙肾上腺素致大鼠心肌重构作用的影响及机制

焦 敏 侯琳琳 王 薇 高永峰 陈 伟 徐晓燕

1.山东第一医科大学（山东省医学科学院）药理学研究所，山东 泰安 271016；2.泰安市中心医院，山东 泰安 271000

心肌重构、心肌纤维化是各种心血管疾病发展到一定阶段的共同病理改变，死亡率高且逐年呈年轻化趋势，严重威胁人们身体健康，降低人们的生活质量［1］。芍药苷（paeoniflorin，PEF）为单萜类糖苷化合物，来源于芍药科植物的干燥根。文献报道，芍药苷具有降胆固醇、保护神经、保肝、抗凝、抗自由基生成、减轻细胞钙超载、改善心肌缺血等多种药理作用［2-8］，但是芍药苷对于长期心脏超负荷导致的心肌纤维化是否可以改善，该作用是否与芍药苷的抗氧化作用有关未见报道。本研究通过异丙肾上腺素（ISO）复制大鼠心肌重构模型，分析芍药苷对心肌重构大鼠的影响，评价芍药苷对心肌纤维化的干预作用，并探讨其与抗氧化作用的关系。

1 材料与方法

1.1 动物、仪器与试剂

健康清洁级SD 大鼠（200 ± 20）g，购于鲁抗动物中心（动物合格证：2008A010）；盐酸异丙肾上腺素注射液（ISO，批号20160123），上海禾丰制药有限公司；芍药苷（批号SYG20150522），南京普怡生物科技有限公司，纯度98.76%；超氧化物歧化酶（SOD，批 号 20160420）、丙 二 醛（MDA，批 号20160318）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px，批号20160512）、Ⅰ型胶原测定试剂盒（批号20160503）、Masson染液（批号20160420），均为南京建成生物工程研究所产品；苏木素-伊红染液（生产批号20160125），Solarbio公司。

1.2 大鼠分组给药及心肌重构模型的制备

32只大鼠适应环境1周后，随机分成4组，分别为对照组（NS+NS），模型组［ISO（5 mg/kg）+NS］，芍药苷低剂量组［ISO（5 mg/kg）+PEF（40 mg/kg）］，芍药苷高剂量组［ISO（5 mg/kg）+PEF（80 mg/kg）］。模型组和各给药组皮下注射ISO 5mg/kg，对照组皮下注射等量生理盐水，连续1周。造模同日起，各组连续灌胃14天，每日1次，其中高、低剂量组分别灌胃芍药苷为80 mg/kg和40 mg/kg，模型组和对照组等容积生理盐水灌胃。灌胃与造模时间间隔4 h 以上。自由进食，给水。

1.3 检测指标与方法

1.3.1 心电图记录及心率测定 末次给药后30 min，腹腔注射水合氯醛350 mg/kg 麻醉大鼠，连接BL-410生物机能实验系统，记录心电图及心率。

1.3.2 样品处理及指标测定 腹主动脉取血，3 500 r/min，离心10 min，取上清液。摘取心脏放入冷生理盐水中冲洗干净以后，用滤纸吸去多余的水分，称重，计算全心脏指数；切取左心室称重，计算左心室指数；取左心室少许与冰生理盐水按1∶10的比例制成匀浆，检测心肌中SOD、MDA、GSH-Px、Ⅰ型胶原的水平；取左心室置于4%的甲醛溶液固定，用于石蜡切片，HE 染色和Masson 染色观察心肌病理改变。

1.4 统计学处理

采用SPSS 22.0 统计软件进行数据分析，全部数据均以表示，组间比较采用单因素方差分析。检验水准α=0.05。

2 结 果

2.1 芍药苷对ISO 致心肌重构大鼠心率及心电图的影响

与对照组相比，模型组心率显著升高（P＜0.05），芍药苷不同剂量组心率减慢，其中芍药苷高剂量组减慢明显（P＜0.05）。心电图标准Ⅱ导联描记结果显示模型组出现高尖T 波，提示心肌存在一定的缺血现象，而芍药苷高剂量组变化不明显。详见表1、图1。

表1 PEF对大鼠心率的影响（，n=8）

表1 PEF对大鼠心率的影响（，n=8）

注：与对照组相比，▲P ＜ 0.05；与模型组相比★P ＜ 0.05

心率（次/min）422.13±27.57 467.07±33.57▲426.93±39.21 420.53±16.06★组别对照组模型组40 mg/kg芍药苷组80 mg/kg芍药苷组

2.2 芍药苷对ISO 致心肌重构大鼠全心指数及左心室指数的影响

全心指数=全心心脏质量/大鼠体质量，左心室指数=左心室质量/大鼠体质量。与对照组比较，大鼠注射异丙肾上腺素后全心指数及左心室指数均明显升高（P＜0.01）。芍药苷各剂量组较模型组均有所降低，其中高剂量组降低明显，具有统计学意义（P＜ 0.05）。见表2。

表2 芍药苷对ISO致心肌重构大鼠全心指数、左心室指数的影响（，n=8）

表2 芍药苷对ISO致心肌重构大鼠全心指数、左心室指数的影响（，n=8）

注：与对照组相比，▲▲P ＜ 0.01，与模型组相比，★P ＜ 0.05

组别对照组模型组40 mg/kg芍药苷组80 mg/kg芍药苷组左心室指数（%）0.21±0.01 0.28± 0.008▲▲0.26±0.02 0.25 ± 0.02★全心指数（%）0.26±0.01 0.33±0.01▲▲0.32±0.03 0.31 ± 0.02★

2.3 芍药苷对ISO 致心肌重构大鼠心肌Ⅰ型胶原蛋白、SOD、MDA、GSH-Px的影响

与对照组比较，大鼠注射异丙肾上腺素后Ⅰ型胶原蛋白浓度显著上升（P＜0.01）。芍药苷高、低剂量组的Ⅰ型胶原蛋白浓度明显低于模型组（P＜0.01），差异有统计学意义。与对照组相比，模型组MDA 含量显著增加，SOD、GSH-Px 活性明显降低（P＜0.05）。与模型组相比，芍药苷高剂量组的SOD、GSH-Px 活性提高、MDA 含量明显降低（P＜0.05，P＜ 0.01），差异有统计学意义。见表3。

表3 芍药苷对ISO致心肌重构大鼠Ⅰ型胶原蛋白的影响（，n=8）

表3 芍药苷对ISO致心肌重构大鼠Ⅰ型胶原蛋白的影响（，n=8）

注：与对照组相比▲P ＜ 0.05，▲▲P ＜ 0.01，与模型组相比，★P ＜ 0.05，★★P ＜ 0.01

GSH-Px（nmol/mgprot）55.18±12.77 39.47±9.58▲45.48±10.34 51.65±9.55★组别对照组模型组40 mg/kg芍药苷组80 mg/kg芍药苷组I型胶原蛋白（ng/mL）6.26±1.76 10.81±2.045▲▲5.79±2.01★★3.11±1.69★★SOD（U/mgprot）147.96±24.76 120.41±12.70 122.75±16.84 134.99±10.75★MDA（nmol/mgprot）77.72±20.69 107.07±22.20▲81.67±19.51★56.70±9.01★★

2.4 芍药苷对大鼠心肌重构病理组织切片形态学的影响

HE染色结果显示，模型组心肌纤维粗大、细胞核偏移，而高、低剂量组芍药苷心肌细胞形态较模型组有一定程度的改善，以高剂量组较为明显。见图2。

图2 芍药苷对大鼠心肌组织形态学的影响（HE染色，×200）

大鼠心肌组织Masson染色结果显示，胶原纤维呈蓝色。对照组心肌细胞呈红色，胶原纤维含量较少，观察到对照组无或极少量细丝状的胶原纤维，细胞排列整齐、形状基本一致。模型组染为蓝色的胶原纤维明显增加，呈现片状或宽带状。芍药苷组胶原纤维增加不明显，细束状，心肌纤维化减轻，尤其以高剂量组作用明显。结果见图3。

图3 芍药苷对大鼠心肌纤维化病理组织的影响（Masson染色，×100）

3 讨 论

连续皮下注射异丙肾上腺素破坏了心肌氧供需平衡，使血小板凝集，加速了血栓形成，从而导致心肌的缺血、缺氧，与此同时自身的氧化应激反应产生的氧自由基进一步加重心肌缺血，并导致心肌不同程度的纤维化，与慢性心衰的病理状态相似，已经成为制备心肌纤维化实验动物模型的经典方法［9-13］。细胞外基质的主要成分是Ⅰ型胶原蛋白，胶原蛋白主要由成纤维细胞合成，Ⅰ型胶原蛋白浓度的增加反映了心肌细胞的纤维化程度，可作为评价心肌纤维化程度的重要指标，同时由于心脏过度兴奋、心肌重构，左心室指数及全心指数等也被很多实验研究用来作为观察心室重塑的重要指标［14-15］。本研究通过皮下注射异丙肾上腺素复制大鼠心肌纤维化模型，观察芍药苷对心肌纤维化大鼠的影响，结果显示，模型组大鼠心电图提示存在心肌缺血，左心室指数及全心指数均明显增大，心肌Ⅰ型胶原蛋白明显增加，病理切片Masson特殊染色可见蓝色的胶原纤维明显增加，呈现片状或宽带状，HE 染色可见心肌纤维粗大、细胞核偏移的现象；而芍药苷给药组组织形态学染色显示纤维化改善明显，心肌细胞形态较好，心肌Ⅰ型胶原蛋白明显减低，同时心室肥厚减轻，左心室指数及全心指数均明显降低，心电图缺血改善明显。表明芍药苷对于异丙肾上腺素所致的大鼠心肌重构具有一定干预作用。

SOD是体内自由基的重要清除剂，能清除脂质过氧化作用过程中产生的自由基，避免了脂质氧化对心脏的毒性，从而避免脂质过氧化对心脏的毒性。GSH-Px能特异地催化还原性GSH对过氧化氢的还原反应，从而保护细胞膜结构与功能的完整性。MDA 含量反映机体内脂质过氧化的程度，并能间接反应自由基产生情况。研究表明，增加过氧化脂质可以使线粒体的功能下降，促进小血管收缩和血小板凝集，溶解细胞，使心脏组织造成严重的损伤［16］。本实验中所显示的模型组大鼠心肌SOD、GSH-Px 活性明显降低，MDA 含量明显升高（P＜ 0.05），而芍药苷高剂量组SOD、GSH-Px 升高，MDA 明显降低，提示芍药苷对大鼠心肌纤维化的干预作用，可能与其提高机体抗氧化能力，降低体内氧化应激反应、减轻氧化损伤有一定的关系。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突