輔酶Q10聯(lián)合阿托伐他汀對心力衰竭大鼠的氧化作用及心肌重構的影響

趙東明 楊 萍 楊 杰 魏 群(吉林大學中日聯(lián)誼醫(yī)院心內(nèi)科，吉林 長春 30033)

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，阿托伐他汀除降低膽固醇的作用外，還能夠改善心肌重構〔1〕，抑制心肌肥厚〔2〕。通過抑制 HMGCoA還原酶的活性，他汀類藥物能夠使膽固醇的產(chǎn)生減少，但同時也減少了許多與膽固醇合成有關的中間物，如甲羥戊酸(MVA)等，而MVA為合成輔酶Q10的必需物。本研究擬觀察聯(lián)合應用輔酶Q10及阿托伐他汀對大鼠心肌肥厚指數(shù)、血清丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及左心室非梗死區(qū)心肌解偶聯(lián)蛋白(UCP)2含量的影響，探討聯(lián)合應用輔酶Q10及阿托伐他汀改善心衰大鼠心肌肥厚的作用機制。

1 對象與方法

1.1 動物 吉林大學實驗動物中心提供Wistar大鼠30只，均為雌性，體重200～220 g，合格證號:SCXK-(吉)2003-0001。

1.2 藥品和試劑 阿托伐他汀(批號:J20070060，輝瑞制藥有限公司生產(chǎn))，輔酶Q10〔批號:H10930021，衛(wèi)才(中國)藥業(yè)有限公司生產(chǎn)〕，均溶于0.5%羧甲基纖維素鈉(CMC)中。SOD及MAD測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.3 動物模型 大鼠左冠脈結扎方法參照文獻〔3〕:吸入乙醚麻醉后，仰臥位固定，剪去胸前的鼠毛后以75%酒精消毒，由左側第3～第4肋間開胸，10號縫線做荷包后打開心包膜，暴露心臟。給藥組、模型組大鼠(23只)在左冠狀動脈前降支用0號線結扎，假手術組大鼠(7只)穿線后不結扎。將心臟送回胸腔，擠出氣體和血液后收攏荷包，關閉胸腔。術后腹腔注射青霉素20萬U/kg常規(guī)抗炎治療7 d。4只冠脈結扎術大鼠3 d內(nèi)死亡，1只于1 w內(nèi)死亡。1只假手術組大鼠于麻醉時死亡。

1.4 分組及給藥 將存活的24只大鼠隨機分為4組，分別為:假手術組(6只)、模型組(6只)、阿托伐他汀組(6只)、阿托伐他汀+輔酶Q10組(6只)。阿托伐他汀組大鼠給予阿托伐他汀10 mg/kg每日灌胃，阿托伐他汀+輔酶Q10組大鼠給予輔酶Q10 30 mg/kg及阿托伐他汀10 mg/kg每日灌胃，假手術組和模型組大鼠均給予0.5%CMC灌胃。飼養(yǎng)6 w后于術后第7周開始每日1次以10 ml/kg灌胃給藥，連續(xù)5 w。

1.5 指標測定 腹腔注射3%戊巴比妥30 mg/kg麻醉大鼠，測定體重(BW)后腹主動脈取血3 ml，2 500 r/min離心10 min后取血清，置于－70℃保存，按試劑盒方法測血清MDA含量及SOD活性。取血完畢后摘取心臟，測定全心重量(HW)及左心室重量(LVHW)，上述數(shù)值分別除以體重計算全心肥厚指數(shù)(HW/BW)和左心室肥厚指數(shù)(LVHW/BW)。取50 mg左室前壁非梗死部位心肌，按文獻說明〔4〕，于4℃下提取心肌線粒體，考馬斯亮藍比色法(Bradford法〔5〕)測定總蛋白含量，12%SDSPAGE電泳分離，半干法轉印至PVDF膜，5%脫脂奶粉包被過夜，一抗(1∶800)室溫共孵1 h，PBST 洗5 次，再用1∶2 000 的辣根過氧化物酶標記的二抗抗體孵育1 h，PBST洗5次，配制發(fā)光底物液鋪于PVDF膜上，室溫放置1 min，X光膠片曝光1～5 min，將曝光條帶經(jīng)圖像掃描儀進行密度掃描。用凝膠成像系統(tǒng)分析條帶的灰度值和滯后帶面積，二者的乘積(積分吸光度值)表示UCP2的含量。將對照組積分吸光度值設為1，其他各組的值與對照組的比值表示相對含量。

2 結果

2.1 大鼠心臟肥厚指數(shù)變化 和假手術組相比，模型組大鼠全心肥厚指數(shù)和左心室肥厚指數(shù)均明顯增加，表明急性心肌梗死后的心衰大鼠出現(xiàn)比較明顯的心室重構(P＜0.01～0.001)。和模型組比較，阿托伐他汀組以及輔酶Q10+阿托伐他汀組大鼠的全心肥厚指數(shù)及左心室肥厚指數(shù)降低(P＜0.05)，并且輔酶Q10+阿托伐他汀組作用顯著(P＜0.05)。上述結果表明輔酶Q10聯(lián)合阿托伐他汀更能抑制急性心肌梗死后心衰大鼠的心室重構。見表1。

表1 各組大鼠全心肥厚指數(shù)和左心室肥厚指數(shù)的變化(±s)

表1 各組大鼠全心肥厚指數(shù)和左心室肥厚指數(shù)的變化(±s)

與模型組相比:1)P＜0.05;與假手術相比:2)P＜0.01，3)P＜0.001;與阿托伐他汀組相比:4)P＜0.05;下表同

組別 n 全心肥厚指數(shù)(mg/g)左心室肥厚指數(shù)(mg/g)假手術組 6 3.12±0.101) 2.12±0.141)模型組 6 4.96±0.293) 3.71±0.113)阿托伐他汀組 6 4.63±0.182) 3.51±0.182)輔酶Q10+阿托伐他汀組 6 4.33±0.274) 3.29±0.134)

2.2 大鼠血清MDA含量和SOD活性的變化 和假手術組比較，模型組大鼠血清SOD活性降低，而MDA含量增高(P＜0.01～0.001)。和模型組比較，阿托伐他汀組及輔酶Q10+阿托伐他汀組大鼠血清SOD的活性升高，而MDA的含量降低(P＜0.01～0.001)，并且輔酶Q10+阿托伐他汀組更為明顯。見表2。

表2 各組大鼠的血清MDA含量以及SOD活性的變化(±s)

表2 各組大鼠的血清MDA含量以及SOD活性的變化(±s)

組別 n SOD(kU/L) MDA(μmol/L)假手術組 6 85.51±1.141) 12.47±1.411)模型組 6 47.95±4.243) 30.31±1.503)阿托伐他汀組 6 56.16±5.982) 26.22±1.942)輔酶 Q10+阿托伐他汀組 6 66.27±4.994) 22.28±2.334)

2.3 大鼠心肌UCP2的變化 和假手術組比較，模型組大鼠UCP2水平增加(P＜0.001)。與模型組比較，阿托伐他汀組大鼠UCP2水平減少(P＜0.05)。與阿托伐他汀組比較，輔酶Q10+阿托伐他汀組大鼠UCP2水平減少(P＜0.05)。見圖1。

3 討論

心肌缺血患者最終將發(fā)生心力衰竭，而心力衰竭發(fā)生、發(fā)展的決定性機制是心室重構。其中能量代謝障礙有可能是心力衰竭患者發(fā)生心臟功能異常和心室擴大的主要原因之一，心肌代謝重構的概念由van Bilsen于2004年提出，即由于心肌細胞的脂肪和糖類等物質的代謝紊亂引起心臟能量代謝途經(jīng)的改變，心肌的能量產(chǎn)生發(fā)生障礙，引起結構和功能異常的現(xiàn)象。心力衰竭常同時伴有代謝重構，出現(xiàn)心肌能量需求的增加以及三磷酸腺苷產(chǎn)生能力的受損。心肌缺血時產(chǎn)生大量的氧自由基，通過SOD活性的變化可以間接評定心衰時能量代謝的情況以及氧自由基的情況。MDA的產(chǎn)生是由于氧自由基引發(fā)的脂類過氧化反應所致，它含量的高低可以間接反映氧自由基的水平以及脂質過氧化的強度。能量的產(chǎn)生以及儲存的主要場所是線粒體，線粒體在維持細胞的結構、功能和能量代謝等方面具有非常重要的作用，其內(nèi)膜上參與能量代謝重要的轉運蛋白是解耦聯(lián)蛋白(UCPs)，心肌中主要表達的是UCP2〔6〕。

UCP2作為心肌線粒體中一種重要的質子轉運體，能夠使質子不參與三磷酸腺苷的合成而直接進入基質中，使存儲在質子電-化學勢能中的能量消耗，氧化磷酸化解偶聯(lián)。本研究結果表明，聯(lián)合應用輔酶Q10及阿托伐他汀可以使心肌中UCP2水平下降，血清中SOD的活性升高，MDA的含量降低，降低心衰大鼠的心肌肥厚指數(shù)，進而改善心肌重構。提示聯(lián)合應用輔酶Q10及阿托伐他汀可能通過抑制脂質的過氧化，提高內(nèi)源性抗氧化酶的活性，進而使氧自由基對心肌的損傷減輕，具有一定的抗氧化作用，其機制之一可能是UCP2蛋白的減少，通過UCP2含量的下降致使三磷酸腺苷的合成增加。心肌細胞內(nèi)的線粒體內(nèi)膜電勢升高后，其氧化應激產(chǎn)生的活性氧物質(ROS)增加〔7〕，而UCP2可以降低線粒體內(nèi)膜電勢，近而使ROS的生成減少。同時線粒體內(nèi)的解偶聯(lián)可以使還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸/煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH/NAD)的比率降低，進而為脫氫酶提供更多的NAD，加快底物的氧化，減少氧化還原反應過程中產(chǎn)生的ROS。

1 Geng J，Zhao Z，Kang W，et al.Atorvastatin reverses cardiac remodeling possibly through regulation of protein kinase D/myocyte enhancer factor 2D activation in spontaneously hypertensive rats〔J〕.Pharmacol Res，2010;61(1):40-7.

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3 Tao ZW，Hang YW，Xia Q，et al.Combined effects of ramipril and angiotensinⅡreceptor blocker TCV116 on rat congestive heart failure after myocardial infarction〔J〕.Chin Med J(Engl)，2005;118(2):146-54.

4 Hao ZX，Zhou JB.Different plantar interface effects on dynamics of the lower limb〔C〕.2005，27th Annual International Conference of the IEEE Engineering In Medicine and Biology Society(EMBC).China，Shanghai，2005.

5 Stacoff A，Diezi C.Ground reaction forces on stairs:effects of stair inclination and age〔J〕.Gait Posture，2005;21(1):24-38.

6 汪春暉，江時森.解耦聯(lián)蛋白在心肌中的表達與心力衰竭〔J〕.醫(yī)學研究生學報，2002;15(4):358-60.

7 Echtay KS，Winkler E，F(xiàn)rishmuth K，et al.Uncoupling proteins 2 and 3 are highly active H+transporters and highly nucleotide sensitive when activated by coenzyme Q(ubiquinone)〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA，2001;98(4):1416-21.