涂鵬程,鄭書國(guó),楊解人，任尤楠,陶善珺,趙夢(mèng)秋,曹雨朦,許夢(mèng)情,李方圓

(皖南醫(yī)學(xué)院 1.臨床醫(yī)學(xué)院;2.藥理學(xué)教研室,安徽 蕪湖 241002)

·基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)·

芝麻素對(duì)大鼠心肌缺血再灌損傷的保護(hù)作用

涂鵬程1,鄭書國(guó)2,楊解人2，任尤楠2,陶善珺2,趙夢(mèng)秋2,曹雨朦1,許夢(mèng)情1,李方圓1

(皖南醫(yī)學(xué)院 1.臨床醫(yī)學(xué)院;2.藥理學(xué)教研室,安徽 蕪湖 241002)

目的：探討芝麻素對(duì)缺血再灌所致大鼠心肌損傷的保護(hù)作用及其可能機(jī)制。方法：SD大鼠50只隨機(jī)分為正常對(duì)照組、模型組、假手術(shù)組、芝麻素低劑量組[80 mg/(kg·d)]及芝麻素高劑量組[160 mg/(kg·d)]，每組10只。芝麻素組灌胃給予芝麻素7 d，每日1次，結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支建立心肌缺血再灌模型；假手術(shù)組大鼠只穿線，不接扎。HE染色觀察心肌病理學(xué)變化，比色法測(cè)定血清肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)水平及心肌組織MDA、SOD水平。結(jié)果：芝麻素明顯改善缺血再灌所致大鼠心肌損傷，減輕細(xì)胞水腫、變性、壞死及心肌間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，降低血清CK、LDH水平(P<0.05或P<0.01)。芝麻素顯著提高大鼠血清和心肌組織SOD活力，降低MDA水平(P<0.05或P<0.01)，改善缺血再灌誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。結(jié)論：芝麻素可明顯改善缺血再灌所致大鼠心肌損傷，其機(jī)制與提高機(jī)體抗氧化能力、減輕缺血再灌所致氧化應(yīng)激損傷有關(guān)。

心肌缺血再灌損傷；芝麻素；氧化應(yīng)激；抗氧化劑

【DOI】10.3969/j.issn.1002-0217.2015.05.003

心肌缺血再灌注損傷是指心肌缺血一段時(shí)間后恢復(fù)供血，心肌功能未能恢復(fù)，損傷反而加重的現(xiàn)象。缺血再灌注損傷機(jī)制復(fù)雜，目前認(rèn)為再灌注過程中大量產(chǎn)生的自由基是造成損傷的重要因素之一[1]。大量研究表明，補(bǔ)充抗氧化劑可明顯減輕心肌缺血再灌所致?lián)p傷，改善心臟功能[2-3]。芝麻素是芝麻中含量最多活性最強(qiáng)的成分之一[4]，具有顯著抗氧化作用[5-6]，但其對(duì)心肌缺血再灌損傷是否具有改善作用未見報(bào)道。本研究觀察了芝麻素對(duì)大鼠心肌缺血再灌損傷的影響，并從改善氧化應(yīng)激角度探討其可能機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物 清潔級(jí)雄性SD大鼠，體質(zhì)量(220±20) g，購(gòu)于浙江省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，許可證號(hào)：SCXK(浙)2014-0001。

1.2 藥物與試劑 芝麻素(sesamin)，純度98%，上海純優(yōu)生物科技有限公司；肌酸激酶(CK)試劑盒、乳酸脫氫酶(LDH)檢測(cè)試劑盒，南京建成生物工程研究所；丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、蛋白測(cè)定試劑盒，碧云天生物技術(shù)研究所；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.3 方法

1.3.1 分組及給藥 50只大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、模型組、假手術(shù)組、芝麻素低劑量組[80 mg/(kg·d)]及芝麻素高劑量組[160 mg/(kg·d)]，每組10只。按上述設(shè)定劑量灌胃芝麻素，其余各組灌胃給予等容量0.5%羧甲基纖維素鈉，每日1次，共7 d。

1.3.2 模型制備 于末次給藥后，戊巴比妥鈉(30 mg/kg)腹腔注射麻醉大鼠，仰臥固定，氣管插管，小動(dòng)物呼吸機(jī)進(jìn)行人工呼吸。連接RM6240生物信號(hào)采集系統(tǒng)記錄心電圖Ⅱ?qū)?lián)，沿胸骨正中線偏左0.5 cm處剪開皮膚，鈍性開胸，暴露心臟。于左心耳根部下方 2 mm 處進(jìn)針，進(jìn)針深度 0.5 mm；以6/0縫線穿過心肌表層，墊硅膠管結(jié)扎，心電圖Ⅱ?qū)?lián)示 ST段明顯抬高、心尖部心肌蒼白表示結(jié)扎成功。結(jié)扎 40 min 后剪斷硅膠管上手術(shù)線，再灌注2 h。假手術(shù)組只穿線不結(jié)扎。再灌結(jié)束時(shí)腹主動(dòng)脈取血，3000 r/min離心15 min，分離血清。摘取心臟，分離左心室，切取心尖部分組織，多聚甲醛固定，其余組織-80 ℃保存。

1.3.3 HE染色 多聚甲醛固定的心肌組織，常規(guī)石蠟包埋、切片(5 μm)，HE染色，光鏡下觀察心肌組織病理學(xué)變化。

1.3.4 生化指標(biāo)檢測(cè) 取心肌組織，制備10%組織勻漿，3000 r/min離心10 min，取上清液。組織勻漿及血清SOD、MDA，血清CK及LDH檢測(cè)均按試劑盒說明書進(jìn)行。組織勻漿以每毫克蛋白表示，蛋白測(cè)定采用BCA法，按試劑盒說明書進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.1 一般情況 實(shí)驗(yàn)過程中大鼠死亡9只，主要原因是氣管分泌物增多引起的氣管阻塞及突發(fā)惡性心律失常。

2.2 芝麻素對(duì)大鼠心肌組織病理學(xué)改變的影響 光鏡下可見，正常組及假手術(shù)組大鼠心肌細(xì)胞排列規(guī)則，結(jié)構(gòu)完整，著色均勻，未見水腫、變性、壞死及心肌間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。模型組大鼠心肌纖維排列紊亂，部分心肌纖維斷裂，壞死區(qū)域界線模糊，存在間質(zhì)水腫及細(xì)胞核固縮現(xiàn)象。芝麻素高劑量組心肌細(xì)胞輪廓完整，胞質(zhì)輕度水腫，心肌細(xì)胞變性、壞死較少。芝麻素低劑量組細(xì)胞邊界模糊，心肌纖維變形，細(xì)胞核聚集，可見少量心肌細(xì)胞變性、壞死，見圖 1。

A：正常組；B：假手術(shù)組；C：模型組；D：芝麻素低劑量組；E：芝麻素高劑量組

圖1 芝麻素對(duì)缺血再灌所致大鼠心肌組織病理學(xué)改變的影響(HE染色，×400)

2.3 芝麻素對(duì)大鼠血清LDH及CK活性的影響 與正常對(duì)照組相比，假手術(shù)組大鼠血清LDH及CK活性無明顯變化，而缺血再灌模型組大鼠血清 LDH、CK 活性顯著升高(P<0.01)。與缺血再灌模型組相比，芝麻素能明顯減少血清LDH和CK活性(P<0.05或P<0.01)，見表 1。

2.4 芝麻素對(duì)大鼠血清及心肌組織SOD、MDA水平的影響 與正常對(duì)照組相比，模型大鼠血清及心肌組織SOD活力顯著降低(P<0.01)，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA 生成明顯增多(P<0.01)，而假手術(shù)組大鼠血清及心肌組織SOD、MDA水平均無明顯變化。預(yù)先給予芝麻素顯著升高缺血再灌損傷大鼠血清及心肌組織中SOD 活性，降低 MDA 水平(P<0.05或P<0.01)，見表2。

組別nCK(U/mL)LDH(U/L)正常組100．57±0．105788．4±714．9模型組71．36±0．26??10049．7±932．0??假手術(shù)組90．61±0．18##6077．3±736．0##芝麻素低劑量組71．13±0．199006．2±785．8#芝麻素高劑量組80．94±0．20##8025．4±802．1##F值-15．2144．7P值<0．01<0．01

注：與正常組相比**P<0.01；與模型組相比#P<0.05，##P<0.01

組別n血清SOD(U/mL)血清MDA(μmol/L)組織SOD(U/mgprot)組織MDA(μmol/gprot)正常組1076．31±8．415．56±1．238．62±1．2311．50±1．84模型組741．64±5．86??10．23±0．94??4．45±0．83??19．36±2．44??假手術(shù)組974．46±9．64##6．04±1．56##8．19±1．54##11．21±1．76##芝麻素低劑量組750．10±9．298．94±1．13#5．60±0．56#16．73±1．89#芝麻素高劑量組857．76±8．14##8．17±1．06##6．61±1．22#15．87±1．83##F值-26．2221．2619．1626．74P值<0．01<0．01<0．01<0．01

注：與正常組相比**P<0.01；與模型組相比#P<0.05，##P<0.01

3 討論

急性心肌梗死為臨床常見的危急重癥，發(fā)病兇險(xiǎn)，猝死率高。通過溶栓治療及冠狀動(dòng)脈介入術(shù)治療等手段可以恢復(fù)心肌再灌注，改善心功能。但長(zhǎng)期臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，再灌注會(huì)導(dǎo)致心肌發(fā)生二次損傷，即再灌注損傷。如何將損傷程度降到最低，已成為當(dāng)前心血管疾病研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。缺血再灌注可以引起心肌細(xì)胞膜及線粒體膜損傷，導(dǎo)致膜通透性增加，心肌細(xì)胞內(nèi)各種酶釋放入血，因此測(cè)定血清心肌酶(LDH、CK)有助于判斷心肌細(xì)胞損傷程度[7]。本研究發(fā)現(xiàn)心肌缺血再灌大鼠血清CK 及 LDH水平顯著升高，而給予芝麻素可有效降低血清CK 及 LDH水平。同時(shí)顯微鏡下觀察到缺血再灌注大鼠心肌纖維排列紊亂，部分心肌纖維斷裂，壞死區(qū)域界線模糊，存在間質(zhì)水腫及細(xì)胞核固縮現(xiàn)象。而芝麻素高、低劑量組大鼠上述現(xiàn)象均明顯減輕，提示芝麻素可有效改善大鼠心肌缺血再灌所致的損傷。

目前認(rèn)為心肌缺血再灌損傷與再灌后產(chǎn)生的大量氧自由基有關(guān)[1]。大量自由基可引起心肌細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化，破壞細(xì)胞膜的正常結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致膜電位不穩(wěn)[8]，細(xì)胞內(nèi)鈣超載[9]等，加重心肌損傷。MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的終產(chǎn)物，可與蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等結(jié)合，使其功能喪失，其含量可反映脂質(zhì)過氧化損傷程度[10]。SOD 是體內(nèi)重要的抗氧化酶，具有清除氧自由基的作用。文獻(xiàn)報(bào)道心肌缺血再灌注時(shí)MDA明顯升高，而提高SOD活性，抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)可有效減輕缺血再灌注損傷[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，心肌缺血再灌損傷可導(dǎo)致血清及心肌組織中 SOD 活性明顯下降，MDA 水平顯著升高。而芝麻素可提高SOD 活性，降低 MDA 水平，提示芝麻素改善心肌缺血再灌損傷與減輕氧化應(yīng)激損傷有關(guān)，這與文獻(xiàn)報(bào)道的抗氧化劑能夠減輕心肌缺血再灌注損傷的結(jié)果一致[2-3]。

綜上所述，芝麻素可明顯減輕缺血再灌所致大鼠心肌損傷，其機(jī)制可能與增強(qiáng)抗氧化能力、減輕缺血再灌所致氧化應(yīng)激損傷有關(guān)。

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Protective effect of sesamin on myocardial ischemia reperfusion injury in rats

TU Pengcheng,ZHENG Shuguo,YANG Jieren,REN Younan,TAO Shanjun,ZHAO Mengqiu,CAO Yumeng,XU Mengqing,Li Fangyuan

School of Clinical Medicine,Wannan Medical College,Wuhu 241002,China

Objective：To investigate the protective effect of sesamin and its potential mechanisms against myocardial ischemia reperfusion injury in rats.Methods:Fifty SD rats were randomly divided into 5 groups:namely control group,model group,sham group,low dose of sesamin group [80 mg/(kg·d)] and high dose of sesamin group [80 mg/(kg·d)].Rats in sesamin groups were intragastrically administered with sesamin for 7 d(qd).Then all rats except those in control and sham groups were subjected to myocardial ischemia for 40 min by coronary artery ligation and subsequent reperfusion for 120 min.Rats in the sham group underwent the same operation without occlusion.Pathological changes of myocardial tissue were examined by hemotoxylin and eosin (HE) staining.Colorimetric assay was performed to determine the serum levels of creatine kinase (CK) and lactate dehydrogenase (LDH),oxidative stress indexes including superoxide dismutase (SOD) activity and malondyaldehyde (MDA) content in serum and myocardial tissues.Results:Pretreatment with sesamin evidently ameliorated myocardial injury induced by ischemia and reperfusion in rats as confirmed by histopathological examination and reduced serum levels of LDH and CK activity (P<0.05 orP<0.01).Supplementation with sesamin resulted in a significant increase of SOD activity and decrease of MDA content in serum and myocardial tissues (P<0.05 orP<0.01).Conclusion:Sesamin effectively attenuated myocardial ischemia reperfusion injury in rats,of which the underlying mechanisms might involve enhancement of antioxidant capacity.

myocardial ischemia reperfusion injury;sesamin;oxidative stress;antioxidants

1002-0217(2015)05-0416-03

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201410368046)

2015-03-17

涂鵬程(1993-),男，2011級(jí)臨床醫(yī)學(xué)本科生，(電話)15955118747，(電子信箱)manutu@qq.com； 鄭書國(guó)，男，教授，碩士生導(dǎo)師，(電話)13955300871，(電子信箱)zhengsg2000@163.com，通訊作者.

R 285.5

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