紅景天苷對大鼠急性心肌缺血/再灌注損傷離體心臟心功能的影響

雷尚芳，郭俐宏，鮑升娟，雷尚林

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紅景天苷對大鼠急性心肌缺血/再灌注損傷離體心臟心功能的影響

雷尚芳1，郭俐宏1，鮑升娟2，雷尚林3*

目的 建立大鼠心肌缺血/再灌注損傷模型，觀察紅景天苷對急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠心功能的影響。方法 將10只未造模的正常大鼠作為對照組，其余30只大鼠隨機分為缺血/再灌注模型組、紅景天苷組、紅景天苷+普萘洛爾組并造模。于造模成功24 h后迅速斷頭取心，采用Langendorff離體心臟灌流方法，分別灌流紅景天苷、紅景天苷+普萘洛爾，測定給藥前及給藥后1、4 h急性心肌缺血/再灌注損傷離體心臟的心率、心肌收縮張力、左室最大上升/下降速率(±LVdp/dtmax)、主動脈流量(AF)、冠脈流量(CF)。結果 給藥后，紅景天苷組的心肌收縮張力、±LVdp/dtmax、AF及CF明顯升高，與對照組、缺血/再灌注模型組比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；紅景天苷+普萘洛爾組心肌收縮張力、±LVdp/dtmax、AF及CF先上升后下降，與對照組、缺血/再灌注模型組比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論 紅景天苷對離體急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠離體心臟具有正性肌力作用，β受體阻斷劑普萘洛爾可以阻斷這種強心效應，提示其對β受體有激動作用，可增強心肌收縮力，提高心輸出量，增加冠脈流量，進而改善急性缺血心臟心功能。

紅景天苷；β受體阻斷劑；急性心肌缺血/再灌注損傷；心肌收縮張力；心功能

0 引言

急性心肌缺血是冠狀動脈功能不全(冠狀動脈粥樣硬化、破裂、狹窄或阻塞等器質(zhì)性病變)造成的心肌急性、持續(xù)性缺血、缺氧并最終導致心肌壞死的一類危重疾病，急性心肌梗死、冠狀動脈溶栓術、心肌梗死后心臟支架再通術、冠狀動脈搭橋等疾病及手術常引起急性心肌缺血再灌注損傷[1]。臨床上為避免心肌缺血/再灌注損傷造成猝死等嚴重事件，常采用缺血預處理來預防心肌缺血/再灌注損傷，且取得了一定的效果。因此，積極尋找具有促進缺血心肌血管再生、減輕急性心肌缺血/再灌注損傷、防止心肌細胞壞死藥物的意義重大。紅景天曾被列于中國、西伯利亞和烏克蘭的喀爾巴阡山地區(qū)的傳統(tǒng)草藥中，在長白山地區(qū)，當?shù)鼐用穹Q其為“長生不老草”，神農(nóng)架地區(qū)亦稱之為“九死還生草”[2]。其氣香甜、味苦澀，提取物的主要有效成分有紅景天苷苯丙酯類(如Rosavin、Rosin、Rosarin、Rhodiolin等)、紅景天苷(Salidroside，活性最強)和其苷元等，可改善冠狀動脈血流，抑制血栓形成，現(xiàn)代醫(yī)學證實其具有預防和治療血管狹窄、維持心血管正常功能的作用[3]。目前關于紅景天苷是否具有擴張冠脈并增加冠脈血流量，增加心肌能量儲備及增強心肌收縮力作用鮮有動物實驗報道。本研究采用Langendorff離體心臟灌流法，觀察紅景天苷及β受體阻斷劑對急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠離體心臟心功能的相互影響，分析紅景天苷對大鼠離體心臟心功能的作用機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 SD大鼠40只，體重160～200 g，雌雄兼有，由湖北醫(yī)藥學院實驗動物房提供，實驗動物設施使用許可證SYXK(鄂)2011-0031，實驗動物生產(chǎn)許可證SCXK(鄂)2011-0008。40只大鼠采用隨機數(shù)字表編號，隨機分為對照組、缺血/再灌注模型組(模型組)、紅景天苷組、紅景天苷+普萘洛爾組(聯(lián)合組)，每組10只。

1.2 儀器及試劑 Langendorff-Perfused離體心臟模型監(jiān)測儀；BL-420F生物信號采集記錄系統(tǒng)(成都泰盟)；動物呼吸機(北京友誠生物科技有限公司，型號：TOPO)；紅景天苷(10 mg/瓶，國藥準字GR0532)；普萘洛爾(東北制藥集團沈陽第一制藥廠，批準文號：國藥準字H21020436)。

1.3 大鼠急性心肌缺血/再灌注損傷模型制備方法 參照文獻[4]，分別對模型組、紅景天苷組、聯(lián)合組大鼠腹腔注射10%水合氯醛(0.25 mL/kg)麻醉，腹部向上仰臥位固定于小動物固定器，連接Ⅱ?qū)?lián)導線，采用BL-420F生物信號采集記錄系統(tǒng)記錄心電圖。記錄到正常心電圖后，剪毛備皮，頸腹胸部碘伏消毒，接動物呼吸機，調(diào)整好潮氣量以防動物窒息，在5～6肋間切開肋間肌開胸，打開心包暴露心臟，并將心臟輕輕提起，找到冠狀動脈，確定大鼠左前降支，用12號小圓針從肺動脈圓錐進針，從左心房邊緣處出針，在結扎前置一輸液管，拉緊絲線。阻斷冠狀動脈血流45 min后，抽去輸液管復灌，造成急性心肌缺血/再灌注損傷。由于急性心肌缺血，結扎后心電圖會出現(xiàn)ST段抬高、T波高聳或倒置、Q波等心電圖改變，當出現(xiàn)以上心電圖改變時，說明大鼠急性心肌缺血/再灌注損傷模型制備成功。對照組僅開胸但不結扎冠狀動脈左前降支，其處理同前。

1.4 離體心臟灌流方法 參照文獻[5]，四組大鼠造模(缺血/再灌注45 min)后均經(jīng)尾靜脈注入1 000 U肝素(0.25 mL/kg) 抗凝，用小動物斷頭器斷頭處死大鼠取心(保留心臟根部3～4 mm主動脈)，迅速放入預冷的4 ℃ K-H液中，輕輕擠壓心臟，清洗排除心室心房內(nèi)殘留的血液。插入預制好的主動脈插管，將心臟迅速固定在Langendorff灌流系統(tǒng)上，用(95% O2+5% CO2)預先飽和的37 ℃ K-H液通過主動脈以85 cmH2O壓力逆行灌注，待心臟復跳后，將一個乳膠水囊測壓器插入心臟左心室，球囊和壓力換能器相連，調(diào)整左室舒張內(nèi)壓(LVEDP)為4～10 mmHg，待心臟左室收縮壓(LVESP)穩(wěn)定且>80 mmHg、心率>200次/min后，用BL-420F生物信號采集記錄系統(tǒng)記錄左室最大上升/下降速率(±LVdp/dtmax)、主動脈流量(AF)、冠脈流量(CF)等指標。

1.5 記錄方法及指標 大鼠離體心臟固定好后，先預灌流10 min，然后經(jīng)灌流液分別加藥灌流。采用BL-420 F生物信號采集記錄系統(tǒng)記錄離體心臟在給藥前及給藥后1、4 h的心功能指標。對照組僅灌流K-H營養(yǎng)液(空白對照)；普萘洛爾按10-2mol/L灌流(普萘洛爾稀釋至1 000 mL K-H營養(yǎng)液中，使其終濃度為10-2moL/L)；紅景天苷組按10-2moL/L灌流(紅景天苷注射液稀釋到1 000 mL K-H營養(yǎng)液中，使其終濃度為10-2moL/L)；聯(lián)合組先加入紅景天苷預灌10 min后，經(jīng)灌流液加入普萘洛爾。

2 結果

2.1 紅景天苷對急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠離體心臟心肌收縮力、心率的影響 見表1。給藥前及給藥后1、4 h，對照組心肌收縮力、心率無明顯變化；聯(lián)合組在灌流給藥后1、4 h，心肌收縮力降低、心率減慢；紅景天苷組心肌收縮力增強，心率無明顯變化；聯(lián)合組在加入紅景天苷后，心肌收縮力增強，加入普萘洛爾后，心肌收縮力迅速下降，與對照組、造模前及模型組比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，心率有下降趨勢，但與對照組及給藥前比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.2 紅景天苷對急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠離體心臟心功能的影響 給藥前及給藥后1、4 h，對照組的±dp/dtmax無明顯變化。灌流給藥后1、4 h，模型組大鼠心肌±dp/dtmax降低；紅景天苷組±dp/dtmax增強，與給藥前、模型組比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；聯(lián)合組在加入紅景天苷后，±dp/dtmax先上升，加入普萘洛爾后逐步降低，與對照組及給藥前比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

2.3 紅景天苷對急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠主動脈流量、冠脈流量的影響 見表3。灌流給藥后1、4 h，模型組主動脈流量、冠脈流量降低；紅景天苷組明顯升高；聯(lián)合組用普萘洛爾后，主動脈流量、冠脈流量降低，與對照組、造模前比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

表1 四組大鼠心率、心肌收縮張力比較

注：與對照組比較，*P<0.05；與造模前比較，#P<0.05；與模型組比較，△P<0.05

表2 四組大鼠左室最大上升/下降速率比較(mmHg/s)

注：與對照組比較，*P<0.05；與造模前比較，#P<0.05；與模型組比較，△P<0.05

表3 四組大鼠主動脈流量、冠脈流量比較(mL/s)

注：與對照組比較，*P<0.05；與造模前比較，#P<0.05；與模型組比較，△P<0.05

3 討論

紅景天(Crassulaceae)為景天科植物紅景天或大花紅景天，主產(chǎn)于吉林、西藏、四川等地，素有“高原人參”之稱[6]。藥性寒、味甘澀，主歸脾、肺經(jīng)，藥用其根莖?，F(xiàn)代藥學研究證實，紅景天含紅景天苷元、紅景天苷、沒食子酸、二苯甲基六氫吡啶、β-谷甾醇等多種有效成分[7]。其中紅景天苷是其主要活性藥理成分[8]，為淺棕色或棕色粉末，具有抗缺氧、抗疲勞、抗微波輻射、抗寒冷的作用[9-13]，對提高機體免疫力、增強心腦組織耐缺氧、抑制輻射引起的心和肝臟脂質(zhì)過氧化等方面具有明顯作用。

普萘洛爾作為β受體阻斷劑，可非選擇性競爭抑制腎上腺素β受體阻滯劑，阻斷心臟β1、β2受體，拮抗交感神經(jīng)興奮和兒茶酚胺作用，降低心臟的收縮力與收縮速度，抑制心臟起搏點電位的腎上腺素能興奮，減慢心率，可用于治療心絞痛等心血管系統(tǒng)疾病[14]。在血流動力學中，±LVdp/dtmax與心肌收縮力呈正相關，其中+dp/dtmax可間接反映心肌收縮的縮短速度，-dp/dtmax則直接反映左心室的舒張時程，而心肌收縮張力、心率及AF直接反映心肌收縮能力及泵血功能，即正性肌力作用。CF反映冠脈流量，故心肌收縮力、心率、±LV dp/dtmax、AF及CF等心功能指標均能直觀地反映心臟的舒縮功能及射血能力。為了對比分析研究中藥紅景天苷對急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠離體心臟心功能的影響，本研究應用β受體阻斷劑普萘洛爾，分別記錄紅景天苷及其阻斷藥普萘洛爾對急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠離體心臟心肌收縮力、心率及±LVdp/dtmax的影響，評價紅景天苷對急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠離體心臟心功能的影響。

本研究結果顯示，紅景天苷組心肌收縮張力、±LVdp/dtmax、AF及CF增強，聯(lián)合組在加入普萘洛爾后心肌收縮張力、±LVdp/dtmax、AF及CF先上升，后下降，說明普萘洛爾可以阻斷紅景天苷對心臟的興奮作用，提示紅景天苷對心臟的作用可能與β受體有關，其對心臟具有正性肌力的作用?，F(xiàn)代醫(yī)學證實，紅景天提取物(紅景天苷)可緩解情緒緊張導致的心血管組織損傷和功能紊亂，降低內(nèi)皮素-1的表達，防止應激反應導致的心臟收縮力下降，間接起到保護實驗性心肌缺血的作用[15]。其可能機制與降低心臟細胞內(nèi)cAMP(環(huán)磷酸腺苷)及ATP(三磷酸腺苷)有關。cAMP有助于心肌細胞內(nèi)鈣釋放及外鈣內(nèi)流入心臟，提高心肌平滑肌收縮力，并通過調(diào)節(jié)心臟節(jié)律防止心律失常。這與β受體激動劑相似，β效應與cAMP有關，當機體β受體被激活后，會導致腺苷酸環(huán)化酶激活化，此酶進一步催化細胞內(nèi)ATP形成cAMP，cAMP又激活細胞內(nèi)一系列生化反應，同時也促使細胞外Ca2+內(nèi)流，最終導致心肌收縮力增強。

綜上所述，紅景天苷可有效增強急性心肌缺血/再灌注損傷大鼠離體心臟心肌收縮力及±LVdp/dtmax，增加心臟做功，增加循環(huán)血液流量，以增加組織供能，具有正性肌力的作用。其β受體激動藥理效應與β受體之間的相互關系還有待于大量實驗探索加以證實與闡明。

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Effect of salidroside on cardiac function of isolated hearts in rats with acute myocardial ischemia/reperfusion injury

LEI Shang-fang1,GUO Li-hong1,BAO Sheng-juan2,LEI Shang-lin3*

(1.Department of Infection,Shiyan Taihe Hospital，Affiliated to Hubei Medical College,Shiyan 442000,China;2.Zhangwan District Huaguo Hospital,Shiyan 442000,China;3.Zhangwan District Health Supervision Bureau,Shiyan 442000,China)

Objective To establish the rat model of myocardial ischemia/reperfusion injury,and observe the effects of salidroside on cardiac function of rats with acute myocardial ischemia/reperfusion injury.Methods Forty rats were divided into 4 groups:control group (n=10),ischemia/reperfusion model group (model group),salidroside group,salidroside+ propranolol group.The rats were sacrificed at 24 h after successful modeling,and the hearts were quickly isolated from the rats.Rats in salidroside group,salidroside+propranolol group were perfused with salidroside and salidroside+propranolol.The heart rate,myocardial contraction tension,left ventricular maximum increase/decrease rate (LVdp/dtmax),aortic blood flow (AF),coronary flow (CF) of isolated hearts in rats with acute myocardial ischemia/reperfusion injury were determined.Results After medication,the myocardial contractile tension,±LVdp/dtmax,AF and CF in salidroside group increased significantly,and the indexes in salidroside+propranolol group increased at first and then decreased,there were significant differences (salidroside group vs.control group,salidroside group vs.model group,salidroside+propranolol group vs.control group,salidroside+propranolol group vs.model group,P<0.05).Conclusion Salidroside has positive inotropic effect on heart of rat with acute myocardial ischemia/reperfusion injuryinvitro,which could be blocked by propranolol.It is indicated that salidroside could enhance myocardial contractility,improve the cardiac output and heart function in acute myocardial ischemia.

Salidroside;Beta receptor blocking agent;Acute myocardial ischemia/reperfusion injury;Myocardial contractile tension;Heart function

2015-04-03

1.十堰市太和醫(yī)院(附屬湖北醫(yī)藥學院)感染科，湖北 十堰 442000；2.湖北省十堰市張灣區(qū)花果醫(yī)院，湖北 十堰 442000；3.湖北省十堰市張灣區(qū)衛(wèi)生監(jiān)督局，湖北 十堰 442000

*通信作者

10.14053/j.cnki.ppcr.201511005