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近年來隨著我國人口老齡化進程的不斷加快,冠心病、高血壓等心血管疾病的發(fā)病率也日趨增加,而心力衰竭是各種心血管疾病的最終結(jié)局,目前我國心力衰竭的發(fā)病人數(shù)在迅速攀升。隨著研究的不斷深化,對心力衰竭病理生理學機制的認識也在逐漸深入。本研究采用腹主動脈縮窄法制備大鼠心力衰竭模型,用溫陽利水方進行干預,測定心力衰竭模型大鼠心功能及炎癥、氧化應激指標水平,旨在探討溫陽利水方改善心力衰竭大鼠心功能的作用機制。
1.1 實驗動物 SD雄性大鼠60只,體重(150±20)g,SPF級,購于南通大學附屬醫(yī)院外科實驗室動物中心。
1.2 實驗藥物、試劑及儀器 受試中藥由南通市中醫(yī)院中藥房提供。曲美他嗪購于北京賽科藥業(yè)公司(批號:660104)。腦鈉肽(BNP)、可溶性ST2(sST2)、半乳糖凝集素-3(Galectin-3)、C反應蛋白(CRP)、白介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α (TNF-α)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)、血紅素氧合酶(HO-1)試劑盒均購于南京建成生物工程有限公司。壓力換能器、生物信號處理和分析系統(tǒng)(產(chǎn)地澳大利亞)。
1.3 藥物制備 溫陽利水方組方:附子10 g,豬苓15 g,茯苓15 g,白術(shù)10 g,白芍10 g,仙靈脾15 g,補骨脂15 g,鹿角片10 g,川芎10 g,臍帶10 g,炙鱉甲10 g。全方173 g,按處方比例稱取中藥材,加水煎煮、濃縮,制備浸膏,調(diào)整濃度為1∶3,相當于每毫升浸膏含生藥量3 g。
1.4 分組及造模 選取SD大鼠60只,適應性飼養(yǎng)1周后,隨機抽取8只作為假手術(shù)組,假手術(shù)組只開腹,分離腹主動脈,不縮窄,后逐層關腹,繼續(xù)飼養(yǎng)8周。其余52只參照文獻[1]制備動物模型,3%戊巴比妥鈉麻醉,沿左上腹切口,使腹主動脈充分暴露,分離腹主動脈,于腹主動脈左右腎動脈分支間放入銀夾,并用銀夾鉗夾緊,使腹主動脈縮窄50%~60%,檢查腹主動脈仍通暢后逐層關腹。繼續(xù)飼養(yǎng)8周后,隨機抽取大鼠8只,測定左心室舒張末壓>15 mmHg證明造模成功[2]。將造模成功大鼠隨機分為模型組、曲美他嗪組(QMTQ組)、溫陽利水方低劑量和溫陽利水方高劑量組4組,每組8只。
1.5 給藥方法 造模成功后,藥物干預劑量根據(jù)“人和動物按體重折算的等效劑量比值表”折算[3]。假手術(shù)組及模型組:予以生理鹽水10 mL/(kg·d)灌胃;曲美他嗪組:予曲美他嗪5.4 mL/(kg·d) 灌胃;溫陽利水方低劑量組:以4.25 mL/(kg·d)浸膏灌胃;溫陽利水方高劑量組:以17 mL/(kg·d)浸膏灌胃。以上各組均連續(xù)給藥12 周。
1.6 觀察方法及檢測指標 給藥結(jié)束后,禁食12 h,麻醉后手術(shù)游離右側(cè)頸總動脈,經(jīng)右側(cè)頸總動脈插入心室導管,通過壓力換能器,連接至ML785型生物信號處理和分析系統(tǒng),記錄左室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)、左室收縮末期內(nèi)徑(LVESD)、左室射血分數(shù)(LVEF)。采用雙抗體夾心酶標免疫法(ELISA)測定各組血漿BNP、sST2、Galectin-3、CRP、IL-6和TNF-α的表達。操作均嚴格按照試劑盒說明書進行。
以上指標檢測完畢后,每只大鼠取心肌組織100 mg,加入0.42 mol/L高氯酸600 μL勻漿,3 000 r/min 4 ℃離心5 min,取上清液200 μL加入0.1 mol/L KOH,調(diào)pH為6.24,混勻器混勻,4 ℃離心15 min,取上清液100 μL待測。用試劑盒測定心肌組織中 SOD、GPX、HO-1的表達。
2.1 各組大鼠心功能指標比較 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠LVEDD、LVESD、BNP、sST2、Galectin-3均升高, LVEF值降低(P<0.05);與模型組比較,曲美他嗪組及溫陽利水方兩組的LVEDD、LVESD、BNP、sST2、Galectin-3均下降,LVEF值均升高(P<0.05);溫陽利水方低劑量組與曲美他嗪組相比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),而溫陽利水方高劑量組與曲美他嗪組相比,LVEDD、LVESD、BNP、sST2、Galectin-3的數(shù)值均下降明顯,LVEF值均升高明顯(P<0.05)。詳見表1。
表1 各組大鼠心功能指標比較(±s)
2.2 各組大鼠炎癥指標比較 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠CRP、IL-6、TNF-α的數(shù)值均升高(P<0.05);與模型組比較,曲美他嗪組、溫陽利水方兩組各項指標均有所降低;與曲美他嗪組比較,溫陽利水方低劑量組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),而溫陽利水方高劑量組降低明顯,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表2。
表2 各組大鼠炎癥指標比較(±s)
2.3 各組大鼠氧化應激指標比較 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠SOD、GPX、HO-1均降低(P<0.05);與模型組比較,曲美他嗪組及溫陽利水方兩組各項指標均有所升高;與曲美他嗪組比較,溫陽利水方低劑量組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);而溫陽利水方高劑量組升高明顯,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表3。
表3 各組大鼠氧化應激指標比較(±s)
心力衰竭是各種心臟疾病導致心功能不全的一種綜合征,是各種心血管疾病的最終結(jié)局,心肌損傷導致心肌組織結(jié)構(gòu)和功能的改變,同時伴有細胞因子和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的過度激活,最終導致心臟泵血、充盈功能下降和主要臟器功能障礙[4-5]。早期診斷心力衰竭并準確做出預后評估具有重要的臨床意義。心臟肽類物質(zhì)BNP作為心血管神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的一種標志物,被認為是指導心力衰竭診斷和危險分層的重要指標,已在臨床上廣泛應用[6]。近些年研究發(fā)現(xiàn),一些新的神經(jīng)內(nèi)分泌因子與慢性心力衰竭的病程演變也息息相關。sST2是白介素1受體家族的成員之一,稱為生長刺激表達基因2蛋白,是心肌細胞、心肌成纖維細胞受負荷變化時分泌的一種血清蛋白,主要由巨噬細胞或CD4+T 輔助淋巴細胞釋放并參與炎癥和免疫反應。galectin-3是與β-半乳糖苷結(jié)合的蛋白,能通過糖識別域與細胞表面的糖蛋白或糖脂結(jié)合,參與多種生理和病理過程。近年來sST2、Galectin-3均已成為臨床診斷與評估心力衰竭病人預后的重要指標[7-8]。而LVEDD、LVESD及LVEF是反映心力衰竭病人的血流動力學指標,可間接反映心功能情況。
心力衰竭發(fā)生和發(fā)展機制非常復雜,目前尚未完全清楚。越來越多的研究表明慢性炎癥反應及氧化應激在心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展中均起著重要作用。炎性反應參與心力衰竭的病理、生理過程,促使心力衰竭發(fā)展,其中CRP、IL-6及TNF-α是炎癥反應標志性因子[9]。氧化應激反應是指體內(nèi)活性氧超過內(nèi)源性抗氧化物而致的一種失衡狀態(tài),從而使內(nèi)皮功能受損,加速心力衰竭的進展。心力衰竭時出現(xiàn)缺血、缺氧,使氧自由基不斷增多,同時抗氧自由基能力下降, 體內(nèi)活性氧不斷堆積, 最終形成氧化應激狀態(tài)。而在抗氧化應激保護系統(tǒng)中SOD、GPX及HO-1扮演著非常重要的角色,反映體內(nèi)抗氧化應激狀態(tài)及程度,能延緩心力衰竭的惡化[10]。研究表明,曲美他嗪能有效抑制炎癥反應、氧化損傷及細胞凋亡過程,從而改善心功能[11]。
《內(nèi)經(jīng)》中有類似的癥狀描述,如“心痹者,脈不通,煩則心下鼓,暴上氣而喘”。認為其病位在心,可累及肺、脾、腎,其病理變化屬本虛標實,本虛主要為心氣虧虛,或后期以心陽虛,甚至心腎陽虛為主,以瘀、痰、濕、飲夾雜為標,故在臨床上可采用益氣溫陽、活血化瘀、化痰利水等方法來改善病人癥狀,從而提高生活質(zhì)量。本實驗中的溫陽利水方由附子、豬苓、茯苓、白術(shù)、白芍、仙靈脾、補骨脂、鹿角片、川芎、臍帶、炙鱉甲等組成。附子補火助陽,溫通心脈;白術(shù)甘苦而溫,溫運脾土以制水;仙靈脾、補骨脂、鹿角片溫補腎氣;白芍酸斂補陰,臍帶補腎填精;豬苓、茯苓淡滲利水;川芎行氣活血。諸藥合用,達到益氣溫陽、溫補心腎、活血化痰利水之功。前期研究證實,該方能改善心力衰竭大鼠的心功能及抑制心肌肥厚,阻止心肌細胞凋亡發(fā)生,并能有效改善心力衰竭病人心功能[12]。
本實驗研究結(jié)果表明,溫陽補水方可以通過減低心力衰竭大鼠CRP、IL-6和TNF-α的表達水平,提高SOD、GPX、HO-1的表達水平來降低LVEDD、LVESD、BNP、sST2、Galectin-3的表達,從而升高LVEF值,進而保護心肌,最終改善心力衰竭大鼠心功能[12]。
溫陽利水方通過抗炎、抗氧化應激的作用能有效改善心功能,有望成為治療心衰病的一種有效中藥,該方不僅可用來改善心力衰竭病人血流動力學和癥狀,更能從心力衰竭的發(fā)生發(fā)展作用機制上來阻斷心力衰竭的進展,從而降低心力衰竭病人的住院率和病死率。但其具體作用機制,還有待進一步研究。