大蒜素對家兔缺血心肌心功能的影響

林井然，陳紫薇，路祖儼，王直濤，馮文輝，潘建春，朱新波

（溫州醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，浙江 溫州 325035）

大蒜素（allicin）是大蒜的有效成分之一，又名大蒜新素（allitridin），為百合科蔥屬草本植物大蒜的鱗莖提取物。近年研究[1]顯示，大蒜素具有直接擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈、抗自由基損傷、抑制血小板聚集、鈣拮抗等作用，其在治療各種心血管疾病方面已逐漸引起國際上的關(guān)注。臨床上，大蒜素被用于冠心病、心絞痛、腦梗死等心腦血管疾病的防治，效果良好[2]。但是關(guān)于大蒜素對缺血心肌心功能的影響研究，鮮見報(bào)道。本研究采用自身前后對照法，在家兔的耳緣靜脈注射垂體后葉素以制造家兔急性心肌缺血模型，對比給藥前后的動(dòng)物模型參數(shù)，探討大蒜素對缺血心肌心功能的影響，也為進(jìn)一步研究開發(fā)大蒜素提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、試劑與儀器 家兔8只，體質(zhì)量2.0～2.5 kg，雌雄不限，由溫州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。垂體后葉素注射液（上海第一生化制藥有限公司，批號091123，規(guī)格2 mL：3 U）；大蒜素注射液（徐州萊恩藥業(yè)，批號20100511，規(guī)格2 mL：30 mg）；肝素鈉注射液（江蘇萬邦生化醫(yī)藥股份有限公司，批號0909103，規(guī)格2 mL：12 500 U）；25%烏拉坦注射液（中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司，批號C20101104）；0.9%氯化鈉注射液（安徽雙鶴藥業(yè)有限責(zé)任公司，批號091228）。實(shí)驗(yàn)主要儀器為BL-420F生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（成都泰盟科技有限公司）。本研究已通過溫州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理道德委員會(huì)的批準(zhǔn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 正常模型（Con模型）的建立：取家兔8只，稱體質(zhì)量，分別用25%烏拉坦溶液，按4 mL/kg靜脈注射麻醉，麻醉后將兔背位固定于手術(shù)臺(tái)上。正中切開頸部皮膚，分離右側(cè)頸總動(dòng)脈，于遠(yuǎn)心端結(jié)扎，并在近心端夾上動(dòng)脈夾，以阻斷血流，用虹膜剪作“V”形切口，將充滿肝素氯化鈉注射液的心導(dǎo)管一頭連于壓力換能器，另一頭向心臟方向插入頸總動(dòng)脈內(nèi)，再移去動(dòng)脈夾，觀察屏幕，當(dāng)其顯示血壓波形后，繼續(xù)將導(dǎo)管插向左心室腔。當(dāng)波形由血壓波變成下沿達(dá)0 mmHg附近，具有明顯舒張期而峰頂平坦的波形時(shí)，即表明導(dǎo)管口已通過主動(dòng)脈瓣進(jìn)入左室腔內(nèi)，再送入導(dǎo)管約0.2～0.4 cm，若還保持同樣波形，表示左心室內(nèi)插管成功，將心導(dǎo)管結(jié)扎固定。

將心電輸入線的紅、黃、黑三個(gè)針形電極分別插入下頜、心前區(qū)及右下肢皮下（頭胸導(dǎo)聯(lián)），記錄心電圖。將頭皮針連接在注滿氯化鈉注射液的10 mL注射器上，刺入耳緣靜脈中，并用木夾或膠布固定。連續(xù)記錄正常心電圖、左心室收縮壓（left ventricular systolic pressure，LVSP）、左心室舒張壓（left ventricular diastolic pressure，LVDP）、心室內(nèi)壓的最大上升速率（﹢dp/dtmax）和最大下降速率（﹣dp/dtmax）即為Con模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.2.2 心肌缺血模型（Isc模型）的建立：隨后于家兔耳緣靜脈注射垂體后葉素（1.5 U/kg），并立即于注射后30 s、1、2、5、10、15 min分別觀察并記錄心電圖、LVSP、LVDP和±dp/dtmax的變化即為Isc模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.2.3 大蒜素預(yù)保護(hù)后缺血模型（Alt模型）的建立：待家兔心功能參數(shù)及心電圖恢復(fù)正常后，于耳緣靜脈注射大蒜素（15 mg/kg）對心肌進(jìn)行預(yù)保護(hù)，15 min后再給予垂體后葉素（1.5 U/kg），觀察并記錄注射后30 s、1、2、5、10、15 min心電圖、LVSP、LVDP和±dp/dtmax的變化即為Alt模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.3 觀察指標(biāo) 采用BL-420F生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)記錄8只家兔Con、Isc和Alt模型時(shí)期的LVSP、LVDP、±dp/dtmax值。以LVSP、+dp/dtmax作為收縮功能的指標(biāo)，LVDP、-dp/dtmax作為舒張功能的指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以 ±s表示，各模型組數(shù)據(jù)的比較采用t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 心電圖結(jié)果 對比Con模型心電圖（見圖1），Isc模型心電圖的ST段上升，T波倒置，心率減慢（見圖2），說明家兔已處于急性心肌缺血狀態(tài)。若先給予大蒜素注射液預(yù)保護(hù)心肌，再誘發(fā)心肌缺血制造Alt模型，與Isc模型相比，Alt模型心電圖ST段回落，T波恢復(fù)正常，心率加快（見圖3）。

圖1 Con模型心電圖

圖2 Isc模型心電圖

圖3 Alt模型心電圖

2.2 對血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響

2.2.1 對LVSP的影響：與Con模型組比，Isc模型組被給予垂體后葉素30 s及1 min時(shí)，LVSP無明顯變化（P＞0.05），但是給予垂體后葉素2、5、10、15 min后，LVSP均明顯減?。≒＜0.01）。與Isc模型組比，Alt模型組給予垂體后葉素30 s、1 min時(shí)，LVSP均明顯減?。≒＜0.01），但2、5、10、15 min時(shí)，LVSP明顯增大（P＜0.01）。詳見表1。

2.2.2 對LVDP的影響：與Con模型組比，Isc模型組被給予垂體后葉素30 s、1 min時(shí)，LVDP無明顯變化（P＞0.05），但給藥2、5、10、15 min后，LVDP均明顯增加（P＜0.01）；而與Con模型組比，Alt模型組被給予垂體后葉素2、5、10 min時(shí)，LVDP增加（P＜0.05或P＜0.01）。10 min時(shí)，Isc模型組和Alt模型組的LVDP均開始回落。與Isc模型組比，15 min時(shí)Alt模型組的LVDP更低（P＜0.05）。詳見表2。

2.2.3 對+dp/dtmax的影響：與Con模型組比，Isc模型組被給予垂體后葉素30 s、1 min時(shí)，+dp/dtmax無明顯變化（P＞0.05），但給予垂體后葉素2、5、10、15 min后，+dp/dtmax均明顯減?。≒＜0.01）。而與Isc模型組相比，Alt模型組被給予垂體后葉素30 s、1 min時(shí)+dp/dtmax減?。≒＜0.01），但2、5、10、15 min后，+dp/dtmax均明顯增加（P＜0.01）。詳見表3。

2.2.4 對-dp/dtmax的影響：與Con模型組比，Isc模型組被注射垂體后葉素30 s時(shí)，-dp/dtmax無明顯變化（P＞0.05），1、2、5、10、15 min后，-dp/dtmax明顯減?。≒＜0.05或P＜0.01）。與Isc模型組比，Alt模型組被注射垂體后葉素30 s、1 min時(shí)-dp/dtmax減?。≒＜0.01），但2、5、10、15 min后，-dp/dtmax均明顯增加（P＜0.01或P＜0.05）。詳見表4。

3 討論

心肌細(xì)胞缺血時(shí)的電生理改變主要有靜息膜電位的抬高，動(dòng)作電位除極速率的減小，以及時(shí)程的縮短，同時(shí)，心肌缺血會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞興奮性降低、復(fù)極后不應(yīng)、傳導(dǎo)性降低等現(xiàn)象，這些電生理現(xiàn)象的出現(xiàn)是缺血心肌易發(fā)心律失常的重要基礎(chǔ)[3]。有研究[4]表明，垂體后葉素可使全身血管（包括冠狀血管）收縮，不僅有抗利尿、血管加壓作用，還有心臟抑制效應(yīng)，靜脈注射垂體后葉素可使動(dòng)物處于急性心肌缺血狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，靜脈注射垂體后葉素后，家兔心電圖異常，主要反映在心率減慢、ST段上移、T波倒置，LVSP、±dp/dtmax減小，LVDP增大，說明急性心肌缺血模型成功建立。Alt模型家兔的心電圖顯示，大蒜素預(yù)保護(hù)后的心肌缺血家兔T波恢復(fù)正常、心率升高、ST段回落，并且LVSP增大，LVDP減小，±dp/dtmax增加，表明大蒜素能有效維持心臟各參數(shù)的穩(wěn)定，改善缺血帶來的心肌損傷，從而保護(hù)缺血心肌。研究[5-7]表明，心肌缺血過程中，缺血區(qū)產(chǎn)生的大量氧自由基、脂質(zhì)過氧化反應(yīng)、細(xì)胞內(nèi)鈣超載等是造成心肌損傷的主要原因。此時(shí)，維持LVSP和LVDP的相對穩(wěn)定，防止心臟前負(fù)荷過大，對保護(hù)缺血心肌的心功能具有一定意義。

表1 大蒜素對心肌缺血家兔LVSP的影響（n=8，mmHg）

表2 大蒜素對心肌缺血家兔LVDP的影響（n=8，mmHg）

表3 大蒜素對心肌缺血家兔+dp/dtmax的影響（n=8，mmHg/s）

表4 大蒜素對心肌缺血家兔-dp/dtmax的影響（n=8，mmHg/s）

大蒜素保護(hù)缺血心肌的機(jī)制主要有：①大蒜素靜脈注射后，主要分布于心、肺組織，為其發(fā)揮心血管作用奠定了基礎(chǔ)[8]；②大蒜素可有效清除超氧陰離子自由基，抗脂質(zhì)過氧化反應(yīng)；③防治動(dòng)脈粥樣硬化，抑制血小板黏附聚集，降低血漿纖維蛋白原作用，增加纖溶酶活性，促進(jìn)纖溶，阻止血栓的形成[9-10]；④促進(jìn)一氧化氮的產(chǎn)生，擴(kuò)張血管，防止冠脈痙攣，改善缺血心肌的供血[11]；⑤降低機(jī)體血漿內(nèi)皮素（ET）的水平，從而預(yù)防和緩解冠狀動(dòng)脈痙攣，減小外周血管張力[12]；⑥在高濃度下抑制心房心肌細(xì)胞內(nèi)鈣超載[13-14]等。

本實(shí)驗(yàn)采用自身前后對照法研究，令同一家兔個(gè)體自身先后接受兩種不同的處理，即缺血對照和大蒜素試驗(yàn)均在同一受試個(gè)體上進(jìn)行。此方法優(yōu)點(diǎn)為：在同一受試個(gè)體上進(jìn)行對比研究，可消除個(gè)體間的差異，前后兩個(gè)階段的可比性較好，且不另設(shè)對照組而節(jié)省一半的樣本量。本研究采用垂體后葉素制造家兔急性心肌缺血模型的優(yōu)點(diǎn)是建模方法簡便（靜脈注射即可實(shí)現(xiàn)），且可用不同劑量的垂體后葉素制造不同程度的心肌缺血狀態(tài)，當(dāng)劑量不大時(shí)可迅速恢復(fù)心肌功能，因此可反復(fù)對同一動(dòng)物進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)[15]。因此，該方法為抗心肌缺血損傷研究提供了方便、廉價(jià)的活體動(dòng)物模型。

綜上所述，大蒜素具有明顯的拮抗心肌缺血期LVSP、+dp/dtmax降低及拮抗LVDP升高的作用，減輕心臟負(fù)荷，有效增強(qiáng)左心功能，改善心肌缺血帶來的損傷，對心肌功能起到了良好的改善和保護(hù)作用。

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