于拔萃,曹國(guó)珍,田卉,王振華,鄭秋生
(1石河子大學(xué)藥學(xué)院/新疆特種植物藥資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,石河子832002;2蘭州大學(xué)藥學(xué)院,蘭州730000)
缺血/再灌注損傷(ischemic reperfusion injury,IRI)是臨床上一種較為常見(jiàn)的病理現(xiàn)象,是指組織、器官供血中斷,一定時(shí)間內(nèi)再恢復(fù)血供,原缺血組織、器官不僅功能沒(méi)有恢復(fù),反而使功能障和結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)一步加重的現(xiàn)象。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展及經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)血管成形術(shù)、溶栓等各種治療缺血性心臟病方法的廣泛開(kāi)展,心肌IRI也越來(lái)越常見(jiàn),表現(xiàn)為再灌注后缺血的心肌出現(xiàn)舒縮功能降低、再灌注心律失常、心肌能量代謝障礙、超微結(jié)構(gòu)的變化及血管無(wú)復(fù)流等現(xiàn)象。缺血/再灌注(ischemic/reperfusion,I/R)的機(jī)制至今仍未完全闡明,目前認(rèn)為能量代謝障礙[1]是I/R損傷發(fā)生的基礎(chǔ),自由基的大量產(chǎn)生[2]、細(xì)胞內(nèi)鈣超載[3]、心肌細(xì)胞凋亡[4]、中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)及血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙[5]等在心臟I/R過(guò)程中起著重要作用。
菟絲子為旋花科一年生寄生性蔓草菟絲子(CuscudachinensisLam.)的成熟種子,是常用的補(bǔ)益中藥,具有補(bǔ)肝腎、益精明目、固精縮尿、止瀉安胎的功效,其有效成分主要包括黃酮類、多糖類、生物堿類等物質(zhì),目前研究表明黃酮類可能為菟絲子的主要有效成分[6-7]。菟絲子黃酮類化合物具有清除氧自由基[8]、擴(kuò)張血管、改善腦循環(huán)的作用,對(duì)心血管具有一定活性,能夠減慢心律、降低血壓、增加冠狀動(dòng)脈流量、降低心肌耗氧量和改善微循環(huán)等[9-10]。
本實(shí)驗(yàn)采用離體大鼠心肌缺血再灌注模型,研究菟絲子提取液對(duì)心肌缺血再灌注損傷的保護(hù)作用。
試驗(yàn)動(dòng)物:成熟 Wister大鼠30只,雄性,體重300~400g,由新疆實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心提供,合格證號(hào):SCXK(新)2011-0004。
Langendorff恒流循環(huán)離體灌流系統(tǒng)(Radnoti,美國(guó));4SAD Instruments多道生理儀(澳大利亞Powerlab);3001-1064多功能酶標(biāo)儀(Thermo電子科技公司);TGL 16M離心機(jī)(湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司);SOD試劑盒和MDA試劑盒,購(gòu)于南京建程生物技術(shù)前限公司。其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.3.1 菟絲子醇提液的制備
稱取20g菟絲子粉末置于燒杯中,加入70%乙醇600mL,浸泡12h,提取溫度40℃下超聲提取40min,過(guò)濾;濾渣再次加入70%乙醇600mL,浸泡12h,40℃下超聲提取40min,過(guò)濾;將兩次濾液合并,減壓蒸餾揮去乙醇,濃縮至最終濃度為2.5×103g/L(按含有生藥量)。
在該條件下測(cè)得菟絲子總黃酮的含量為3.46%的提取液[11]。
1.3.2 實(shí)驗(yàn)分組
實(shí)驗(yàn)分組如下:
1)正常組:以K-H液平衡灌流95min;
2)模型組:以K-H液平衡灌流30min,停灌20 min,再灌45min;
3)菟絲子醇提液組:以K-H液平衡灌流20min,改用含12.5g/L的菟絲子醇提液的K-H液灌流10 min,之后停灌20min,K-H液再灌45min。
以生理記錄儀記錄灌流全過(guò)程心臟功能變化情況,以軟件自動(dòng)分析再灌注2、15、30和45min時(shí)間點(diǎn)各指標(biāo)情況以反映心功能狀況,以缺血前10min數(shù)值為基礎(chǔ)值100%,再灌注期,實(shí)驗(yàn)結(jié)果以缺血前心功能百分率表示。
1.3.3 離體心臟缺血再灌注模型
方法參照文獻(xiàn)[12]所述并稍作改良。具體如下:
取大鼠稱重,60mmol/L 的水合氯醛(0.35g/kg,ip)腹腔注射麻醉。仰臥固定,迅速開(kāi)胸取出心臟(連帶較短的主動(dòng)脈血管),置于95%O2與5%CO2混合氣體充分飽和4℃的K-H液中,輕柔擠壓,排出淤血,然后將心臟固定于Langendoff裝置上,用95%O2和5%CO2混合氣體充分飽和的37℃的K-H緩沖液恒壓逆行灌流。剪開(kāi)左心耳,球囊從左心耳開(kāi)口處插入左心室,球囊內(nèi)壓調(diào)至6~9 mmHg。
球囊導(dǎo)管連接壓力換能器,與4導(dǎo)聯(lián)多功能生物記錄儀(AD Instruments)相連,連續(xù)記錄如下指標(biāo):心率(HR)、左心室舒張壓 (LVEDP)、左心室收縮壓(LVSP)、計(jì)算左心室發(fā)展壓 (LVDP,LVDP=LVSP-LVEDP),Chart 5記錄軟件自動(dòng)分析左心室壓力最大升高速率(+dp/dtmax)以及左心室壓力最大下降速率(-dp/dtmin)以計(jì)滴器實(shí)時(shí)記錄冠脈流量(CF)。
1.3.4 心肌組織SOD活性、MDA含量測(cè)定
心臟灌流結(jié)束后,切取0.5g左心室組織,置于勻漿器中,用冰生理鹽水按1∶9(W/V)比例制備成心肌組織勻漿,10500r/min,4℃離心10min取上清液,嚴(yán)格按試劑盒方法測(cè)定。放入-20℃冰箱中保存,待測(cè)。
1.3.5 數(shù)據(jù)處理
所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以ˉX±S表示,采用SPSS10.0軟件,以單因素方差分析進(jìn)行組間統(tǒng)計(jì)學(xué)比較,P<0.05表示具有顯著性差異。
心臟缺血前左心室發(fā)展壓LVDP(圖1)、心室收縮最大速率(+dp/dtmax)(圖2)、心室舒張最大速率(-dp/dtmin)(圖3)均沒(méi)有顯著性的差別。缺血再灌注后,心肌舒縮功能明顯下降(P<0.01)。與模型組比較,菟絲子醇提液預(yù)處理可促進(jìn)心肌舒縮功能的恢復(fù),與模型組相比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。control為正常組,I/R 為缺血再灌注組,CCLE為菟絲子提取液組,I/R與control相比,**P<0.01;CCLE與I/R相比,##P<0.01(n=6)。**P<0.01。
菟絲子提取液對(duì)大鼠離體心缺血再灌注心率(HR)的影響結(jié)果見(jiàn)表1。
由表1可知:心臟缺血前HR無(wú)明顯差異.在缺血再灌注剛開(kāi)始很短的時(shí)間內(nèi),心臟HR明顯降低,但隨著再灌注時(shí)間的變化,心臟心率有較好的恢復(fù),總體仍低于缺血前。與正常組比較,I/R組HR明顯降低(P<0.05),具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;但菟絲子醇提液預(yù)處理組較I/R組HR無(wú)明顯的改善。
菟絲子提取液組對(duì)大鼠離體心缺血再灌注冠脈流量(CF)的影響結(jié)果見(jiàn)表2。
由表2可知:心臟缺血前CF無(wú)明顯差異。再灌后與正常組比較,I/R組CF略有降低但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;與模型組相比,菟絲子醇提液預(yù)處理組的CF無(wú)明顯差異,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
從表3數(shù)據(jù)可知,I/R組與正常組相比,其心肌SOD酶活力顯著降低,MDA含量顯著升高(P<0.01);菟絲子醇提液組與正常組相比心肌SOD酶活力仍明顯下降,但同I/R組相比顯著升高(P<0.01);菟絲子提取液組與正常組相比心肌MDA含量讓處在較高水平,但同I/R組相比顯著降低(P<0.05)。
菟絲子的化學(xué)成分主要包括香豆精、黃酮、甾醇類、多糖等[6]。研究表明無(wú)論是醇提物或是水提物對(duì)心血管系統(tǒng)都有一定作用,包括減輕實(shí)驗(yàn)性心肌缺血的程度和范圍,有效改善心臟血流動(dòng)力學(xué),增加冠脈流量,降低心肌耗氧量等[13-16]。心肌缺血再灌注導(dǎo)致的心肌可逆性或不可逆性損傷均造成心肌舒縮功能降低,表現(xiàn)為持久的心輸出量減少,心室內(nèi)壓量大變化速率降低,再灌溉性心律失常、心肌內(nèi)酶的外漏和冠脈流量減少[17]。本研究表明,缺血再灌注后LVDP、+dp/dtmax和-dp/dtmin均下降,HR 減慢,結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道一致[18]。CCLE能顯著改善LVDP、+dp/dtmax和-dp/dtmin恢復(fù)率(P<0.01),HR和CF的恢復(fù)率也有所提高。結(jié)果顯示菟絲子醇提物對(duì)大鼠心肌缺血再灌注損傷有保護(hù)作用。
菟絲子醇提液的生物學(xué)作用主要與其黃酮類化合物有關(guān),如槲皮素、紫云英甙、金絲桃甙等[6]。最近研究顯示,菟絲子提取物均具有一定的體外抗氧化活性[19]。菟絲子提取物同樣能減少大鼠腦組織、小鼠肝臟及神經(jīng)細(xì)胞的氧化損傷[20-22]。大量的實(shí)驗(yàn)研究證明:在缺血再灌注過(guò)程中,大量自由基生成,自由基對(duì)細(xì)胞的主要損傷是能夠引起構(gòu)成生物膜的不飽和脂肪配發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),使細(xì)胞的膜功能遭到破壞。MDA是生物膜發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物,其含量的變化間接反應(yīng)了組織中自由基含量及肌體內(nèi)環(huán)境中氧化應(yīng)激狀態(tài)。SOD是體內(nèi)抗氧化物酶系統(tǒng)成員之一,其活性能反映生成過(guò)氧化氫,后者過(guò)氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)的作用下轉(zhuǎn)變成水,從而減少自由基在體內(nèi)蓄積,抑制脂質(zhì)過(guò)氧化,維護(hù)組織細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)與功能[23]。本研究表明,心肌組織中SOD活力明顯增高,脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)產(chǎn)物MDA含量降低。由此可見(jiàn)CCLE可以抑制缺血再灌注所致的氧化脅迫損傷,同時(shí)降低脂質(zhì)過(guò)氧化,減輕心肌氧化損傷。
綜上所述,CCLE具有明顯抗離體心腦缺血再灌注操作的作用,其機(jī)制可能是通過(guò)提高心肌細(xì)胞清除自由基能力而發(fā)揮心肌保護(hù)作用。
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