大果木姜子油对异丙肾上腺素致心肌缺血大鼠心功能变化的影响

张 瑶 李尧锋 钟 勰 詹家仪 陈向云

贵州中医药大学基础医学院，贵州 贵阳 550025

心肌缺血是指心肌供血不足，导致心脏供氧减少，心脏不能进行正常工作的一种病理状态，已成为影响人类健康的重要因素之一[1-2]。心肌缺血的病因为冠状动脉粥样硬化引起血管狭窄，血液供应不足，其可能是高血压、糖尿病等微循环疾病导致，也可能是过度运动所导致[3]。其临床表现主要为“无复流”现象、室性心动过速、心肌顿抑等，现代中医家按心肌缺血临床表现将其归属于“胸痹”的范畴[4-5]。大果木姜子又称苗药米槁，为樟科属植物CinnamomummigaoH.W.Li的干燥成熟果实，其根、茎、叶和果实都有药用价值，为贵州省的道地药材，具有温中散寒祛湿、行气止痛的功效[6]。大果木姜子果实挥发油即大果木姜子油的提取方法主要包括水蒸气蒸馏法、超声萃取法、微波辅助萃取法，主要成分含有桉叶素、香桧烯、柠檬烯, α-松油醇、癸酸、月桂酸等，然而对其药效物质基础研究甚少[7-8]。大果木姜子油作为理气活血滴丸、心脑宁胶囊等中成药主要组成成份之一，在治疗心血管疾病方面具有广阔应用前景。研究[9]表明,大果木姜子油可增强抗氧化能力减轻大鼠急性心肌缺血损伤；大果木姜子油可显著改善垂体后叶素所致心肌缺血大鼠心肌缺血的程度，减小梗塞范围[10]。但对大果木姜子油改善心肌缺血心电图、心功能指标变化情况的研究较少。本研究通过ISO诱导心肌缺血大鼠模型，监测心电图和心功能指标，以及检测血清BNP及NT-proBNP含量来分析大果木姜子油对心肌缺血损伤的改善作用，进一步丰富大果木姜子油在防治心肌缺血方面的疗效机制。

1 材料与仪器

1.1 实验动物 清洁级雄性SD大鼠，体重为(180±20)g，长沙天勤生物技术有限公司提供，生产许可证号：SCXK(湘)2014-0010。

1.2 试剂与药品 大果木姜子油(批号：180428，贵州民族药业有限公司)按照中国发明专利(专利号：2013105216915)获得大果木姜子挥发油，1 mL大果木姜子油含药材32.2 g)；普萘洛尔(批号：20180916，江苏亚邦爱普森药业有限公司)；异丙肾上腺素(批号：I8480，北京索莱宝科技有限公司)。大鼠脑钠肽(BNP)酶联免疫吸附测定试剂盒(批号：E-EL-R0126c，武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司)；大鼠N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)酶联免疫吸附测定试剂盒(批号：E-EL-R3023，武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司)。

1.3 仪器 HX-101E动物呼吸机和BL-420S生物机能实验系统(成都泰盟科技有限公司)；Multiskan FC酶标仪(赛默飞世尔科技公司)。

2 方法

2.1 分组、给药及心肌缺血大鼠模型的制备 将SD大鼠分为4组，每组10只，分别为正常组、模型组、大果木姜子油组和普萘洛尔组。大果木姜子油组大鼠灌胃给药剂量为3.5 g/kg(按人用剂量14倍计算，每100克大鼠灌胃1 mL，配10.9 μL/mL待用)，普萘洛尔组大鼠灌胃给药剂量为0.02 g/kg(按每100克大鼠灌胃1 mL，配2 mg/mL待用)。在疾病模型制备前连续灌胃给药7 d，第8、9、10天灌胃给药30 min分后，在大鼠皮下多点注射异丙肾上腺素(ISO)，注射ISO剂量为30 mg/kg，第10天皮下注射ISO后，进行心电图、心功能指标监测及血清生化检测。

2.2 大鼠心电图监测 大鼠称重，腹腔注射25%乌拉坦麻醉后，仰卧位固定于恒温操作台上，利用BL-420S生物机能实验系统观察大鼠标准肢体Ⅱ导联心电图，记录5 min、15 min、30 min心电图ST段的变化。

2.3 大鼠心功能指标监测 将大鼠仰卧位固定于恒温操作台上，常规手术区消毒，行气管插管并连接小动物呼吸机，分离右颈总动脉，经右颈总动脉插入静脉留置针，静脉留置针预充含肝素的生理盐水，由压力换能器连于BL-420S生物机能实验系统，缓慢推进使其通过主动脉瓣进入左心室。监测大鼠左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)及左心室内压最大上升速率(+LVdP/dtmax)、左心室内压最大下降速率(-LVdP/dtmax)。

2.4 大鼠血清BNP、NT-proBNP含量检测 大鼠心功能监测后，腹主动脉取血，室温静置，离心，收集上层血清，按照酶联免疫吸附(ELISA)法测定试剂盒步骤，监测血清BNP和NT-proBNP含量。

3 结果

3.1 各组大鼠心电图ST段变化情况 与正常组比较，模型组大鼠标准肢体Ⅱ导联心电图ST段在5 min、15 min、30 min时均抬高，差异有统计学意义(P<0.05)；与模型组比较，大果木姜子油组和普萘洛尔组大鼠标准肢体Ⅱ导联心电图ST段分别在5 min、15 min、30 min时均明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)。结果见表1。表明大果木姜子油能降低ISO致心肌缺血大鼠标准肢体Ⅱ导联心电图ST段的抬高。

表1 各组大鼠标准肢体Ⅱ导联心电图ST段变化情况

3.2 各组大鼠LVSP、LVEDP、±LVdP/dtmax变化情况 与正常组比较，模型组大鼠LVSP、+LVdP/dtmax、-LVdP/dtmax降低，LVEDP升高，差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)；与模型组相比，大果木姜子油组和普萘洛尔组大鼠LVSP、+LVdP/dtmax、-LVdP/dtmax升高，LVEDP降低，差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。结果见表2。表明大果木姜子油可明显改善ISO致心肌缺血大鼠心功能指标。

表2 各组大鼠心功能指标情况

3.3 各组大鼠血清BNP和NT-proBNP含量情况 与正常组相比，模型组大鼠血清BNP、NT-proBNP含量显著上升，差异均有统计学意义(P<0.01)。与模型组相比，大果木姜子油组和普萘洛尔组大鼠血清BNP、NT-proBNP明显下降，差异均有统计学意义(P<0.01)。结果见表3。表明大果木姜子油可降低ISO致心肌缺血大鼠血清BNP、NT-proBNP含量。

表3 各组大鼠血清BNP、NT-proBNP含量情况

4 讨论

ISO作为β-肾上腺素能受体激动剂的一种，大剂量注射可以使心肌收缩力增强，心输出量和心肌耗氧量增加，心率加快，血管舒张，舒张压降低，脉压增大，冠状动脉血流量减少，从而诱发实验动物心肌损伤，这种损伤近似于人急性心肌损伤，可以作为评价药物治疗心肌缺血作用的动物模型之一，本研究通过多点皮下注射ISO造成急性心肌缺血大鼠模型[11-12]。心电图检测是诊断心肌缺血疾病的重要手段[13]。发生心肌缺血时，心室复极发生异常，进而导致缺血区相关导联心电图ST段改变和T波改变，且ST段的特异性高于T波[14]。ST段改变主要表现为ST段抬高或下移，心外膜下出现心肌损伤时，面向损伤区的导联出现ST段抬高，心内膜下心肌损伤时，则出现ST段下移。通过分析心电图ST段可以迅速判断心肌缺血的程度、时间和部位，为后续治疗提供依据[15]。研究观察大鼠标准肢体Ⅱ导联心电图的ST段变化，可以看到与心肌缺血模型组相比，大果木姜子油灌胃给药预处理组大鼠心电图ST段显著降低，表明大果木姜子油可明显降低心肌缺血大鼠ST段抬高，改善心肌缺血大鼠心室复极情况。

心血管疾病与心功能的强弱有着密切的关系，心脏泵血功能主要表现为心脏的收缩功能、舒张功能、心率、血压及前后负荷等因素[16]。心脏发生缺血时，上述心功能指标会发生变化，特别是左心室的收缩功能和舒张功能，是心功能指标中发生时间更早、程度更严重的变化。LVSP、LVEDP和±LVdP/dtmax是衡量心脏收缩和舒张功能的重要指标，当心肌收缩功能或舒张功能发生障碍时其值发生改变。研究结果显示，大果木姜子油灌胃给药预处理组的大鼠与疾病模型组比较，LVSP、±LVdP/dtmax明显升高，LVEDP明显降低，说明大果木姜子油可以改善心肌缺血大鼠的心脏收缩和舒张功能障碍。

BNP首次从猪脑组织中提取出来[17]，然而主要来源是心室肌细胞，近年来已被纳入心力衰竭诊断指南和诊断准则，能反映心肌缺血损伤的程度，在临床中被广泛运用于诊断心力衰竭和心肌缺血[18]。研究[19]表明，BNP和NT-proBNP在冠心病早期诊断、危险分级和预后评价方面都具有重要的作用。本研究中，可以看到大果木姜子油灌胃给药预处理组大鼠血清BNP和NT-proBNP显著降低，说明大果木姜子油可明显降低心肌缺血大鼠心室分泌BNP和NT-proBNP情况。以上研究结果说明大果木姜子油预处理组可明显改善ISO致心肌缺血大鼠的心肌损伤程度。

综上所述，大果木姜子油能明显改善ISO致心肌缺血大鼠心功能、心电图ST段变化以及降低血清BNP及NT-proBNP水平，提示其能减轻心肌缺血损伤，但其具体药效作用机制有待进一步探究。研究也为大果木姜子油及其为主要成分的中药复方制剂在防治心肌缺血临床应用方面提供实验依据。