郭志華 吳剛強 申 思 齊 婧 ??〗?常瀅瀅
(1湖南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院,長沙 410208;2湖南中醫(yī)藥大學,長沙 410208)
慢性心力衰竭 (chronic heart failure,CHF)是各種心臟疾病導致心功能不全的一種綜合征,作為一種進展性臨床綜合征,已成為21世紀最重要的心血管疾病和心臟病治療的最大戰(zhàn)場[1]。因此,如何對CHF加以積極的干預顯得尤為重要。心肌重構(gòu)是CHF的病理生理基礎,目前Ca2+被公認為細胞內(nèi)的第二信使,鈣循環(huán)過程主要包括心肌肌漿網(wǎng) (sarcoplasmic reticulum,SR)鈣釋放、鈣回攝、鈣儲存三個過程[2]。在這些過程中心肌肌漿網(wǎng)鈣泵(sarcoplasmic reticulum calcium adenodine triphosphatase2a,SERCA2a)起主要作用,它的活性和功能直接影響心肌舒縮功能[3]。本研究初步探討了益心泰對慢性心力衰竭大鼠心肌鈣超載及肌漿網(wǎng)鈣泵的影響,現(xiàn)報道如下。
1.1 實驗動物 60只健康Wistar雄性大鼠,體重200~250g,飼料為標準合成的飼料,由湖南中醫(yī)藥大學動物實驗中心提供。
1.2 藥品和試劑 益心泰丸 (由黃芪、紅花、丹參、葶藶子等組成)由湖南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院制劑室提供;培哚普利由雅施達 (天津)制藥有限公司提供。
1.3 主要實驗儀器與設備 BL-410生物機能實驗系統(tǒng)(湖南中醫(yī)藥大學病理生理實驗室提供);微型高速離心機EBA21(德國Hettich公司);多功能酶標儀MK-3(湖南中醫(yī)藥大學內(nèi)科實驗室提供);數(shù)彩圖像顯微分析系統(tǒng)BTS-20M(中國華粵行公司);AEV-210電子分析天平(長沙湘儀天平儀器廠);PH試紙、大鼠灌胃針、塑料導管、壓力換能器、動物手術(shù)臺、手術(shù)燈和手術(shù)器械、一次性用品如棉簽、紗塊和七號注射器。
1.4 動物造模 腹腔注射5%戊巴比妥鈉 (1~2ml/kg)麻醉大鼠。胸部去毛,仰臥位固定于解剖臺上,75%乙醇消毒手術(shù)視野。經(jīng)喉氣管插管,連接小動物呼吸機,行正壓人工呼吸 (潮氣量0.7~0.8ml,呼吸頻率60次/min)。用針形電極刺入四肢及胸壁皮下,描記正常心電圖 (記錄標準肢導聯(lián)及胸前導聯(lián),紙速50mm/s)。在無菌操作下,于胸骨左側(cè)第3~4肋間橫向切開皮膚長約1.5cm的切口,鈍性分離軟組織,可見胸骨及肋軟骨。沿第3~4肋間隙打開胸腔用開胸器撐開切口,用眼科小鑷子輕提心包膜,用眼科小剪子剪開心包膜,暴露心臟,用鑷子輕提左心耳,于左冠狀動脈前降支起源點下2~4mm處用6號絲線結(jié)扎左冠狀動脈主干造成心肌梗死。隨即逐層縫合胸壁,并于傷口處撒以注射用青霉素鈉。同時腹腔注射呋塞米0.2ml/kg及洛貝林0.2ml/kg。術(shù)后記錄標準肢導聯(lián)及胸前導聯(lián)心電圖 (紙速50mm/s),ST段弓背抬高者為心肌梗死造模成功。待動物恢復自主呼吸狀態(tài)平穩(wěn)后撤離呼吸機,并注射青霉素鈉4萬ⅠU,每日1次,共1周,防止感染。常規(guī)喂養(yǎng)飼料與水7周后,大鼠逐漸出現(xiàn)呼吸、心跳加快,怕冷少動,倦怠無力,食欲不振、紫紺、皮下水腫等癥狀,超聲心動圖評價左室射血分數(shù) (LVEF)<50%,提示心衰造模成功。各組均于造模后第50天開始給藥,每天上午灌胃1次,連續(xù)8周。
1.5 動物分組及給藥 將造模成功的大鼠隨機分為五組:模型組10只、益心泰高劑量組10只、益心泰中劑量組10只、益心泰低劑量組10只和培哚普利組10只,另設沒有進行造模處理的正常對照組10只,一共為6組。實驗動物每天上午按下列劑量灌胃給藥1次:正常組不進行藥物干預;模型組灌服同等容積的生理鹽水;益心泰丸高劑量組灌服10.5g/(kg·d);益心泰丸中劑量組灌服5.5g/(kg·d);益心泰丸低劑量組灌服2.5g/(kg·d);培哚普利組灌服4.5g/(kg·d),均每日1次。共用藥4周。
1.6 觀察指標及方法 ①心肌重構(gòu)指標。左心室重量指數(shù) (LVWⅠ)、右心室重量指數(shù) (RVWⅠ)。
②鈣含量 [Ca2+]i檢測。參照國際標準ⅠSO6490/2-1983方法,采用原子吸收分光光度儀測定心肌組織鈣含量。③肌漿網(wǎng)鈣泵 (SERCA2a)的活性檢測。參照Afzal等[4]方法提取左室心肌SR,lowry法蛋白定量。
1.7 統(tǒng)計學方法 計量資料用 (均數(shù)±標準差)表示,計量資料比較采用t檢驗;計數(shù)資料采用χ2檢驗。統(tǒng)計分析以P<0.05為差異有顯著性。所有統(tǒng)計應用SPSS16.0軟件。
2.1 用藥后各組大鼠心肌重構(gòu)指標變化情況比較 與正常對照組比較,模型組左心室重量指數(shù)、右心室重量指數(shù)明顯增大,差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)。與模型組比較,益心泰高、中、低劑量組和培哚普利組左室重量指數(shù)、右室重量指數(shù)均降低,差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)。與培哚普利組比較,益心泰中、低劑量組左、右心室重量指數(shù)升高,差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05);而益心泰高劑量組與培哚普利組各項指標組間比較,差異無統(tǒng)計學意義 (P >0.05)。見表1。
表1 用藥后各組大鼠心臟重構(gòu)指標變化情況 (χ±S)
2.2 用藥后各組心肌組織細胞內(nèi)Ca2+含量變化比較與正常對照組比較,模型組[Ca2+]i濃度明顯升高,SERCA2a明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義 (P <0.05)。與模型組比較,益心泰低、中、高劑量組和培哚普利組[Ca2+]i濃度均降低,SERCA2a明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)。與培哚普利組比較,益心泰中、低劑量組[Ca2+]i濃度升高,SERCA2a明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05);而益心泰高劑量組與培哚普利組比較,差異無統(tǒng)計學意義 (P >0.05)。見表2。
表2 各組[Ca2+]i和SERCA2a蛋白表達的比較 (χ±S)
隨著我國社會老齡化和高血壓、冠心病等心血管疾病的發(fā)病人數(shù)逐年增多,CHF的發(fā)病率和死亡率仍呈繼續(xù)增長的趨勢,正在成為2l世紀最重要的心血管病癥。因此,如何對CHF加以積極的干預顯得尤為重要。心肌重構(gòu)是導致心血管疾病發(fā)病率及死亡率顯著升高的獨立危險因素,是心臟功能從代償期向失代償期演變及心臟結(jié)構(gòu)從可逆向不可逆發(fā)展的關(guān)鍵階段,是心功能衰竭的病理生理基礎。因此,防止CHF發(fā)生的關(guān)鍵在于控制心肌重構(gòu)的不良進展。
鈣離子在心臟的生理和病理功能方面起著關(guān)鍵作用[5]。心肌細胞內(nèi)鈣的釋放主要來源于肌漿網(wǎng)儲鈣的釋放和少量由線粒體釋放。Ca2+從肌漿網(wǎng)內(nèi)釋放出來后,與肌鈣蛋白結(jié)合,引起心肌收縮。本研究中,由于結(jié)扎了大鼠左冠狀動脈,導致了左心室游壁心肌缺血,細胞外鈣內(nèi)流,同時肌漿網(wǎng)儲鈣的釋放,導致心肌細胞內(nèi)游離鈣濃度增高;同時由于心肌缺血缺氧,細胞內(nèi)發(fā)生酸中毒,胞內(nèi)PH值下降,細胞膜Na+-H+交換通道激活,Na+-Ca2+交換通道增加,心肌細胞內(nèi)游離鈣濃度增高,最終導致心肌細胞內(nèi)鈣超載。Ca2+作為細胞信號傳導的主要信使,導致相關(guān)通道發(fā)生改變,介導了心肌重構(gòu)的發(fā)生和進展,最后導致心衰。因此細胞內(nèi)鈣離子濃度升高是心肌重構(gòu)發(fā)生發(fā)展的重要環(huán)節(jié)[6-7]。本研究結(jié)果表明,與正常對照組比較,模型組[Ca2+]i濃度明顯升高 (P<0.05),但用藥4周后,與模型組比較,益心泰低、中、高劑量組和培哚普利組[Ca2+]i濃度均降低,而益心泰高劑量組療效甚至與培哚普利組療效相當,說明益心泰確實能減輕心衰大鼠心肌細胞內(nèi)鈣超載,改善心肌重構(gòu),抑制心衰的發(fā)生和進展。
在正常情況下,在心臟舒張期,肌漿網(wǎng)鈣泵將大部分Ca2+回攝至肌漿網(wǎng)內(nèi)儲存,但在心衰時,肌漿網(wǎng)活性減弱,回攝Ca2+減少,鈣儲存減少,從而肌漿網(wǎng)鈣容量減少,影響心肌收縮力。有研究表明[8],SERCA2a基因療法可以改善心功能,抑制心衰的發(fā)生進展。本研究結(jié)果表明,與正常對照組比較,模型組SERCA2a明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)。但用藥4周后,與模型組比較,益心泰低、中、高劑量組和培哚普利組SERCA2a明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義 (P <0.05)。而益心泰高劑量組療效甚至與培哚普利組療效相當,說明益心泰確實能改善心衰大鼠心肌細胞內(nèi)SERCA2a活性,改善心功能。
本研究中益心泰為針對慢性心衰氣虛血瘀水停的主要病機,辨證立法,結(jié)合臨床經(jīng)驗而組方的,本方由黃芪、紅花、丹參、澤瀉、葶藶子等組成。方中黃芪味甘性微溫,歸脾、肺經(jīng),入氣分,可升可降,有補氣升陽、固表止汗、行水消腫、托毒生肌等功效?!侗静萸笳妗氛J為“黃耆,味甘性溫,質(zhì)輕皮黃肉白,故能入肺補氣,入表實衛(wèi),為補氣諸藥之最,是以有耆之稱?!庇醒芯匡@示,黃芪總提取物及有效成分能明顯增加心衰大鼠的心肌收縮力,改善心功能[9]。紅花味辛性溫,歸心、肝經(jīng),氣香行散,入血分,具有活血通經(jīng)、祛瘀止痛的功效?,F(xiàn)代藥理研究證實,紅花對反復短暫阻斷冠狀動脈血流造成的犬急性心肌缺血有明顯減輕作用,可使缺血范圍減少,心率減慢,縮小梗死面積,改善心肌氧供。丹參味苦微辛性微寒,歸心、肝經(jīng),色赤入血,為活血化瘀的要藥,前人有“丹參一味,功同四物”之說,其功在于活血行血,內(nèi)達臟腑而化瘀滯?,F(xiàn)代藥理研究證實,丹參可改善心臟舒張功能,從而提高心臟收縮功能,對缺氧引起的心肌損傷有一定的保護作用,同時能保護血管內(nèi)皮細胞,抑制動脈平滑肌細胞增殖。葶藶子味辛、苦,性大寒,歸肺、膀胱經(jīng)。具有瀉肺平喘,行水消腫功效。全方以補氣、活血、利水為主,通過益氣、活血,達到補其虛祛其瘀利其水而治療慢性心力衰竭的目的。
綜上所述,益心泰治療CHF療效確切,不僅可以抑制心衰大鼠心肌細胞內(nèi)鈣超載,而且還可以上調(diào)SER-CA2a表達改善心功能,這可能也是益心泰抑制心肌重構(gòu)、改善心衰的機制之一。
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