蘇天生 盧靜 肖章武 王志民
心肌缺血是由于冠狀動脈狹窄而心肌供血不足、供氧不足引起。目前臨床上針對心肌缺血主要采用溶栓治療或經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)來盡快恢復(fù)其血運,縮短缺血的時間,進(jìn)而挽救患者的生命[1]。但是在再灌注過程中,可導(dǎo)致組織損傷呈進(jìn)行性加重,即在缺血期間所引起的損傷性變化在再灌注后更為突出[2]。自由基生成在心肌缺血再灌注損傷中具有重要作用,依達(dá)拉奉作為一種有效的自由基清除劑和抗氧化劑,用于心肌缺血再灌注中具有良好的保護(hù)作用,減少再灌注損傷的發(fā)生[3-4]。而在進(jìn)一步的研究中有學(xué)者發(fā)現(xiàn),Wnt/β-聯(lián)蛋白(β-catenin)信號通路與心肌細(xì)胞的凋亡、壞死及氧化應(yīng)激具有重要的關(guān)聯(lián)[5]。中成藥參附注射液以“益氣回陽,溫通心脈”的治則用于心肌缺血再灌注治療可有效改善心電圖,降低心律失常發(fā)生率,抑制心肌細(xì)胞凋亡[6]。為此,參附注射液結(jié)合依達(dá)拉奉是否能進(jìn)一步增強療效受到了臨床的高度關(guān)注。本文將對兩種藥物單獨應(yīng)用與聯(lián)合應(yīng)用于大鼠的效果進(jìn)行對比分析,以證實兩種藥物聯(lián)合應(yīng)用時的有效性,現(xiàn)報道如下。
1.1.1 動物材料 本次的研究對象為動物材料,50只SPF級的SD大鼠,均為雄性SD大鼠。納入標(biāo)準(zhǔn):日齡 >56 d;體重在 300~400 g;雄性大鼠。排除標(biāo)準(zhǔn):患有血管疾??;實驗過程中死亡。所有SD大鼠的喂養(yǎng)環(huán)境溫度為25 ℃,相對濕度為50%。所有SD大鼠在納入本實驗后喂養(yǎng)1周開始進(jìn)行實驗,本研究的實驗過程嚴(yán)格遵守相關(guān)條例操作。
1.1.2 主要儀器 日本Olympus公司的BX51型光學(xué)顯微鏡,美國Perkin Elmer公司的XElx800型酶標(biāo)儀,荷蘭Philips公司的1E33型超聲心動圖檢查儀,美國Harvard Apparatus公司的ALC-V8S型小動物呼吸機,德國Eppendorf公司的Centrifuge 5424R型低溫高速離心機等。
1.1.3 主要試劑 SOD酶聯(lián)免疫吸附試驗試劑盒(上海西格生物有限公司,批號XG-E0829),MDA酶聯(lián)免疫吸附試驗試劑盒(深圳子科生物科技有限公司,批號ZK-R3358),胰蛋白酶(美國Gibco公司,批號25200056),7-二氯熒光黃雙乙酸鹽(DCFH-DA)試劑盒(北京索萊寶科技有限公司,批號CA1410)等。
1.2.1 大鼠分組、模型建立與給藥 (1)分組:將50只大鼠編號后采取隨機數(shù)字表法分為五組,每組10只,分別為空白組、對照組、治療1組、治療2組、治療3組。(2)模型建立:通過手術(shù)給予對照組與3組治療組大鼠進(jìn)行心肌缺血模型的建立。采用濃度為1%的戊巴比妥鈉(生產(chǎn)廠家:上海新亞藥業(yè)有限公司,批準(zhǔn)文號:國藥準(zhǔn)字H31021725,規(guī)格:0.1 g)對大鼠進(jìn)行麻醉,使用劑量為50 mg/kg,采取腹腔注射給藥方式。將大鼠以仰臥體位固定在手術(shù)臺上。對其胸部進(jìn)行常規(guī)消毒后,將該處皮膚與部分肋骨剖開,使得大鼠的心臟顯露,將左冠狀動脈前降支分離并結(jié)扎,直至其左心室前壁的部分心肌組織呈現(xiàn)白色,即成功建立心肌缺血模型大鼠,最后進(jìn)行切口的縫合。在手術(shù)期間,使用小動物呼吸機維持大鼠的呼吸頻率在100次/min,維持呼吸比為1∶2,維持潮氣量為8 ml。(3)給藥:將對照組與3組治療組的大鼠通過結(jié)扎左冠狀動脈前降支引起心肌缺血,再灌注前1 min給予治療1組參附注射液[生產(chǎn)廠家:華潤三九(雅安)藥業(yè)有限公司,批準(zhǔn)文號:國藥準(zhǔn)字Z51020664,規(guī)格:10 ml/瓶 ]9 ml/kg,給予治療 2 組依達(dá)拉奉(生產(chǎn)廠家:山東羅欣藥業(yè)集團股份有限公司,批準(zhǔn)文號:國藥準(zhǔn)字 H20183189,規(guī)格:5 ml∶10 mg)10 mg/kg,給予治療3組參附注射液9 ml/kg聯(lián)合依達(dá)拉奉10 mg/kg,給予對照組生理鹽水 10 mg/kg,空白組大鼠不做任何處理(健康大鼠)。
1.2.2 大鼠組織取材 在完成心功能檢測后將大鼠處死,取其心臟后進(jìn)行心室前壁組織與心肌組織的分離。將心室前壁組織浸泡于濃度為4%的多聚甲醛固定液中,共24 h,備用。心室前壁組織用于檢測Wnt/β-catenin通路相關(guān)蛋白表達(dá)水平,心肌組織用于檢測氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)。
1.3.1 心功能指標(biāo) 使用戊巴比妥鈉將大鼠麻醉后,并將大鼠固定于手術(shù)臺上,采用超聲心動圖檢測其心功能指標(biāo),包括左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左室短軸縮短率(LVFS)??瞻捉M大鼠檢測1次心功能指標(biāo)即可,對照組與3組治療組的大鼠分別在灌注10、30、60 min各進(jìn)行1次心功能指標(biāo)檢測。
1.3.2 心肌組織氧化應(yīng)激指標(biāo) 采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測,分別將酶標(biāo)儀設(shè)定為490、695 nm波長的條件下進(jìn)行超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的檢測。采用DCFH-DA熒光探針法檢測活性氧(ROS),使用流式細(xì)胞儀測得ROS的水平。
1.3.3 心室前壁組織中Wnt/β-catenin通路相關(guān)蛋白表達(dá)水平 采用Western blot法進(jìn)行檢測心室前壁組織中的Wnt1、β-catenin表達(dá)水平,通過全自動凝膠成像系統(tǒng)成像后,采取Image J v1.8.0軟件分析,取蛋白與內(nèi)參灰度值的比值作為該蛋白的表達(dá)水平。
采用SPSS 23.0軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,計量資料用(±s)表示,多組間比較采用方差分析,兩兩比較采用配對樣本t檢驗;計數(shù)資料以率(%)表示,比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
各組大鼠一般資料比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),有可比性,見表1。
表1 各組大鼠一般資料對比(±s)
表1 各組大鼠一般資料對比(±s)
組別 日齡(d) 體重(g)空白組(n=10) 63.00±4.00 331.42±12.63對照組(n=10) 62.00±3.00 330.23±15.81治療1組(n=10) 63.00±3.00 333.81±15.25治療2組(n=10) 62.00±4.00 331.75±15.31治療3組(n=10) 63.00±4.00 330.89±12.46 F值 0.230 0.090 P值 0.922 0.986
空白組LVEF與LVFS分別為(61.75±3.36)%與(44.79±2.68)%。對照組及治療1、2、3組LVEF、LVFS均低于空白組(P<0.05);治療1、2、3組LVEF、LVFS均高于對照組(P<0.05);治療1、2組LVEF、LVFS比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),但治療1、2組LVEF、LVFS均低于治療3組(P<0.05),見表2。
表2 各組心功能指標(biāo)對比[%,(±s)]
表2 各組心功能指標(biāo)對比[%,(±s)]
注:空白組LVEF與LVFS分別為(61.75±3.36)%與(44.79±2.68)%。*與同時點空白組對比,P<0.05;#與同時點對照組對比,P<0.05;△與同時點治療3組對比,P<0.05。
組別 灌注 10 min 灌注 30 min 灌注 60 min LVEF LVFS LVEF LVFS LVEF LVFS對照組(n=10) 43.37±2.06* 25.58±1.69* 41.75±2.18* 24.07±1.65* 39.69±2.27* 23.95±1.71*治療 1 組(n=10) 46.65±1.88*#△ 28.69±1.75*#△ 49.21±1.75*# △ 31.58±1.88*# △ 53.31±2.12*#△ 33.65±1.81*#△治療 2 組(n=10) 46.79±1.85*#△ 28.75±1.79*#△ 49.63±1.81*# △ 31.69±1.82*# △ 53.88±2.15*#△ 33.83±1.79*#△治療3組(n=10) 49.26±1.69*# 31.46±2.07*# 53.36±2.07*# 35.46±2.12*# 57.89±2.46*# 40.76±2.07*#
對照組及治療1、2、3組SOD均低于空白組,MDA、ROS均高于空白組(P<0.05)。治療 1、2、3組SOD均高于對照組(P<0.05),MDA、ROS均低于對照組(P<0.05)。治療1、2組 SOD、MDA、ROS比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);但治療1、2組SOD均低于治療3組,MDA、ROS均高于治療3組(P<0.05),見表3。
表3 各組氧化應(yīng)激指標(biāo)對比(±s)
表3 各組氧化應(yīng)激指標(biāo)對比(±s)
*與同時點空白組對比,P<0.05;#與同時點對照組對比,P<0.05;△與同時點治療3組對比,P<0.05。
組別 SOD(U/mg) MDA(nmol/mg) ROS空白組(n=10) 88.63±3.75 3.92±0.58 44.38±3.07對照組(n=10) 36.85±1.69* 9.79±0.97* 75.66±4.25*治療 1 組(n=10) 65.57±3.62*#△ 5.42±1.01*#△ 58.63±5.42*#△治療 2 組(n=10) 65.88±3.56*#△ 5.33±0.97*#△ 57.99±5.38*#△治療 3組(n=10) 80.42±3.84*# 4.89±0.72*# 50.69±4.86*#
對照組及治療1、2、3組 Wnt1、β-catenin表達(dá)水平均高于空白組(P<0.05);治療1、2、3組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平均低于對照組(P<0.05);治療1、2組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);治療1、2組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平均高于治療3組(P<0.05),見表 4。
表4 各組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平對比(±s)
表4 各組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平對比(±s)
*與同時點空白組對比,P<0.05;#與同時點對照組對比,P<0.05;△與同時點治療3組對比,P<0.05。
組別 Wnt1 β-catenin空白組(n=10) 0.91±0.15 1.12±0.16對照組(n=10) 1.88±0.21* 1.68±0.19*治療 1 組(n=10) 1.29±0.18*#△ 1.47±0.21*#△治療 2 組(n=10) 1.33±0.19*#△ 1.47±0.19*#△治療3組(n=10) 1.17±0.16*# 1.29±0.18*#
當(dāng)發(fā)生心肌缺血再灌注損傷時,由于血運已經(jīng)處于異常狀態(tài),心肌細(xì)胞線粒體、血管內(nèi)皮細(xì)胞中黃嘌呤氧化酶與中性粒細(xì)胞的呼吸爆發(fā)及兒茶酚胺氧化等途徑造成的大量自由基產(chǎn)生,導(dǎo)致生物膜的結(jié)構(gòu)受到損傷,引起脂質(zhì)過氧化的發(fā)生,大量的細(xì)胞內(nèi)酶被釋放出,導(dǎo)致心肌細(xì)胞受損[7]。參附注射液與依達(dá)拉奉均對心肌缺血再灌注具有保護(hù)作用[8-9],兩者聯(lián)合將可成為心肌缺血再灌注治療中的心肌保護(hù)治療新方案,以下將對兩者的作用效果及作用機制進(jìn)行分析。
從此次的研究結(jié)果可知,隨著再灌注時間的延長,對照組LVEF、LVFS逐漸降低,而治療1、2、3組LVEF、LVFS逐漸升高。表明在再灌注前使用參附注射液和/或依達(dá)拉奉均能發(fā)揮保護(hù)心肌的作用,減少再灌注損傷的發(fā)生。但治療1、2組LVEF、LVFS無顯著差異,且兩組LVEF、LVFS均低于治療3組。表明參附注射液與依達(dá)拉奉聯(lián)合應(yīng)用時比單獨用藥的效果更為顯著,可發(fā)揮更強的心肌保護(hù)作用,進(jìn)而心功能得到更顯著的改善。氧化應(yīng)激在心肌缺血引起的損傷過程中具有重要作用[10]。SOD、MDA、ROS是3項評估氧化應(yīng)激反應(yīng)的重要指標(biāo)。SOD屬于一種抗氧化金屬酶,能夠?qū)Τ蹶庪x子自由基產(chǎn)生催化作用,進(jìn)而歧化生成氧及過氧化氫,是平衡機體氧化與抗氧化過程的重要物質(zhì),當(dāng)SOD水平降低時則反映出機體發(fā)生的氧化應(yīng)激損傷[11]。ROS是化學(xué)反應(yīng)活性自由基,由于其具有高度反應(yīng)性,當(dāng)其生成量過高時,將引發(fā)氧化應(yīng)激,造成DNA損傷、蛋白質(zhì)功能障礙等,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡與壞死[12]。MDA是脂質(zhì)過氧化物的終產(chǎn)物,其變化水平與ROS的變化水平呈正相關(guān)[13]。本次研究中,對照組與治療1、2、3組SOD均低于空白組,MDA、ROS均高于空白組。由此可看出相比于健康大鼠,心肌缺血大鼠存在明顯的氧化應(yīng)激反應(yīng)。治療1、2、3組SOD高于對照組,MDA、ROS均低于對照組。治療1、2組SOD、MDA、ROS無顯著差異,且該兩組的SOD均低于治療3組,MDA、ROS高于治療3組。表明參附注射液與依達(dá)拉奉均能夠減輕心肌缺血大鼠的氧化應(yīng)激反應(yīng),且兩種藥物聯(lián)合應(yīng)用時的減輕效果更為顯著。除了氧化應(yīng)激反應(yīng)以外,Wnt/β-catenin信號通路與也與心肌缺血再灌注損傷有關(guān)。據(jù)相關(guān)研究報道,在健康的心肌組織中,Wnt/β-catenin信號通路為失活狀態(tài),在出現(xiàn)缺血現(xiàn)象的心肌組織或者發(fā)生梗死的心肌組織中,Wnt/β-catenin信號通路則表現(xiàn)為過度活化的狀態(tài),該信號通路的活化可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞發(fā)生凋亡,以及促進(jìn)心室的重塑[14]。在本次研究中,對照組及治療1、2、3組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平均高于空白組。證實了心肌缺血大鼠相比健康大鼠的心肌組織發(fā)生了明顯的Wnt/β-catenin信號通路活化。治療1、2、3組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平低于對照組,治療1、2組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平無顯著差異,且該兩組Wnt1、β-catenin表達(dá)水平均高于治療3組。表明在再灌注前使用參附注射液與依達(dá)拉奉能夠降低Wnt/β-catenin信號通路的活化狀態(tài),進(jìn)而減少其誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡等現(xiàn)象發(fā)生,當(dāng)兩種藥物聯(lián)合應(yīng)用時可增大降低Wnt/β-catenin信號通路活化狀態(tài)的程度,進(jìn)而發(fā)揮更顯著的保護(hù)效果。
綜上所述,參附注射液與依達(dá)拉奉均對心肌缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用,兩種藥物聯(lián)合應(yīng)用的效果得以顯著增強,主要通過減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)、調(diào)控Wnt/β-catenin通路相關(guān)蛋白發(fā)揮作用,進(jìn)而改善心功能。