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刺五加苷预适应对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用

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・292・ ・论著・ 刺五加苷预适应对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用 孔羽,徐峰,余振球 【摘要】 目的观察刺五加苷预适应对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤的保护作用,并明确相应量效关系。方法 30只sD大鼠随机分为5组,每组各6只。对照组(c组)为单纯缺血再灌注组,P1、P2、P3、P4组给予不同剂量 浓度(30 mg/kg、40 mg/kg、60 mg/kg和80 mg/kg)刺五加苷预适应。采用Langendoffl离体心脏灌流模型,各组均平 f衡灌流15 min后全心停灌25 min,再灌注30 rain。P1、P2、P3、P4组在缺血再灌注前分别用含相应浓度刺五加苷的K —H灌注液灌注10 min。记录各组心功能和冠脉流量的动态变化,并对再灌注期间的心律失常进行评分。结果平衡 末5组大鼠左室舒张末压(LVEDP)、左室舒张压(LVDP)、左心室内压最大上升速率(+do/dt max)、左室舒张末压 最大下降速率(一dp/dt max)间差异均无统计学意义(P>0.05)。再灌注30 rain后,5组LVDP、+do/dt max、一 dp/dt max间差异均有统计学意义(P<0.05),P2、P3组与C组LVDP、+do/dt maxx、一do/dt max间差异均有统计 学意义(P<0.05)。5组大鼠再灌注后各时点(5、10、15、20、30 min)冠脉流量间差异均有统计学意义(P< O.05).P2、P3组与c组各时点冠脉流量间差异均有统计学意义(P<0.01)。5组大鼠心律失常评分间差异有统计学 意义(P<0.05)。P2、P3组与c组评分间差异有统计学意义(P<0.05)。结论刺五加苷对缺血再灌注心肌能产 生预适应样保护作用——改善心功能、增加冠脉流量和抗心律失常。刺五加苷对缺血再灌注心肌保护作用呈量效关系, 其中40 mg/kg和60 mg/kg优于30 mg/kg和80 mg/kg。 【关键词】 刺五加苷;再灌注损伤;心肌缺血 【中图分类号】R 542.2 【文献标识码】A 【文章编号】1007—9572(2009)02—0292—03 Protective Effect of Eleutheroside Preconditioning to Myocardial Ischemic Reperfusion Injury in Isolated Rats KONG Yu,XU Feng,YU Zhen—qiu.Anzhen Hospital,Beqing 100029,China 【Abstract】 Objective To investigate the protective effect of eleutherosid preconditioning to myocardial ischemic— reperfusion injury(IRI)in isolated rats and the dose—effect relationship between eleutheroside preconditioning and the myocar- dil protectiaon.Methods Male rat hearts,which were isolated and perfused with Langendofff apparatus,were randomly divid— ed into 5 groups,6 in each.The isolated hea ̄s were subjected to 25 min ischemia and then ̄llowed by 30 min reperfusion after 15min stabilization in control roup(C).Ign the eleutheroside preconditioned rgoups(P1,P2,P3,P4),the heaas were per— fused with eleutheroside(30 mg/kg,40 mg/kg,60 mg/kg and 80mg/kg,respectively)f0r 10 min before ischemia—reperfu・ sion.Left ventricular developed pressure(LVDP),left ventricular end diastolic pressure(LVEDP),maximal rate of increase/ decrease of left ventricular pressure(±dp/d tMax),and coronary blood flow(CF)were monitored continuously.And an at— rhythmias score was used to quantify the arrhythmias during reperfusion.Results After repeffusing 30 min reperfusion,as corn— pared with group C,①P2 and P3 groups might increase LVDP、+dp/dtMax and—do/dtMax more signiifcantly(P<0.05); ②P2 and P3 groups might raise CF more signiifcantly(P<0.01);③P2 and P3 groups had lower arrhythmia scores(P< 0.05).Conclusion Eleutheroside preconditioning has a dose—effect on IRI of isolated rat hearts. 【Key word】 Eleutheroside;Reperfusion injury;Myocardial ischemia 自从1986年Murry等…首次在犬心肌发现缺血预适应 (ischemic preconditioning,IP)现象以来,人们对心肌缺血预 适应机制展开了广泛深入的研究,并且基于对缺血预适应保护 机制的认识,提出了心肌药理性预适应机制。所谓心肌药理性 预适应(pharmacologic preconditioning)是指通过药物激发或 模拟机体自身内源性保护物质释放,直接或间接作用于信号转 作者单位:100029北京市,北京安贞医院高血压科(孔羽,余振 球);北京联合大学生物活性物质与功能食品北京市重点实验室(徐 峰) 导途径的不同环节来模拟缺血预适应而发挥心肌保护作用。 刺五加苷(eleutheroside)是刺五加的主要活性成分。有 研究报道,刺五加能模拟心肌缺血预适应,对心肌缺血再灌注 通讯作者:徐峰,100082北京市,北京联合大学生物活性物质与 功能食品北京市重点实验室;E—mial:xufen 2871@vip.163.com 损伤具有一定保护作用,开放ATP依赖性钾离子通道是刺五 加苷发挥药理性预适应作用的重要机制之一 。ATP依赖性钾 离子通道是缺血预适应信号转导途径中的重要效应子 。目 前,有关刺五加苷对心肌保护作用的研究主要局限于对其相关 机制的探讨,缺乏向临床的过渡和转换。本研究旨在明确刺五 加苷对缺血再灌注心肌预适应性保护作用,并探讨量效关系, 为心脏缺血性疾病治疗提供依据。 1材料与方法 1.1动物选择及分组健康成年雄性SD大鼠3O只,由北京 市实验动物基地提供,体质量250—300 g,按随机数字表随机 分为5组:对照组(C组)和30 ms/kg、40 mg/kg、60 mg/ 、80 mg/kg刺五加苷预适应组(P1、P2、P3、P4组),每 组6只。 1.2离体心脏灌注模型的制备和处理大鼠肝素化后,腹腔 注射1%戊巴比妥钠麻醉,开胸快速取出心脏,浸入4℃无钙 冷K—H液使其停跳。主动脉略加修剪,于30 s内连于Lange・ ndorf灌注装置,用95%O:和5%CO 饱和的K—H液 (NaC1 120 mmol/L,KC1 4.7 mmol/L,CaC12 2.25 mmol/L, KH2PO4 1.18 mmol/L,MgSO4・7H20 1.2 mmol/L,NaHCO3 24.5 mmol/L,葡萄糖11.1 mmol/L,乙二胺四乙酸0.03 mmol/L)行主动脉逆行灌注(灌注压75 cm H:O,1 em H O =0.098 kPa,pH值7.4)。剪开左心耳,向左室插入与生物信 号记录仪相连的带球囊导管,立即将心脏移入保温(39℃) 缸内。待心脏复跳平稳后,向球囊内缓慢注入0.9%氯化钠溶 液,调整左室舒张末压(LVEDP)至4—10 mm Hg(1 mln Hg =0.133 kPa)。改变离体心脏灌流系统相关三通方向,将恒 流模式切换为恒压模式灌流心脏。C组平衡15 rain后,继续 以K—H液灌注10 arin,之后全心停灌25 min,再恢复灌注30 min;P1、P2、P3、P4组在平衡15 min后以含相应浓度刺五 加苷的K—H液灌注10 min,之后缺血和再灌注的处理与C组 相同。恒压灌流平衡后,HR<200 ̄/min,左室收缩压 (LVSP)<75 mm Hg,期前收缩>2 ̄/min者舍弃不用。缺血 或再灌注期间若出现持续性的心室纤颤>5 min,认为心肌已 死亡。 1.3观察指标 (1)心脏工作指标:采用MP150型16通道 生理信号记录分析系统记录平衡末和再灌注30 min内的LV・ EDP、左室舒张压(LVDP)、左心室内压最大上升速率(+ dp/dt max)、左室舒张末压最大下降速率(一dp/dt max)。 (2)冠脉流量(CF):收集上述各时点的冠脉流出液(ml/ min)。(3)心脏电活动:连续监测心电图,观察再灌注后5 min内心律失常发生情况,按稍加改良的Curtis—Walker标 准 对再灌注期间心律变化进行心律失常评分:无心律失常 记0分;房性心律失常或偶发室性期前收缩(<3 ̄/min)记 1分;频发室性期前收缩(>3 ̄/min)记2分;偶发室性心 动过速(1—2次)记3分;频发室性心动过速(>3次)或 短暂(<5 min)可自行恢复的室颤记4分。 1.4统计学方法采用SPSS 10.0统计软件进行分析,计量 资料以( ±s)表示,采用单因素方差分析和双因素方差分 析。P<0.05为差异有统计学意义。 2结果 2.1刺五加苷预适应对于离体心脏舒缩功能的影响平衡末 ・293・ 5组大鼠LVEDP、LVDP、+dp/dt max、一dp/dt max间差异均 无统计学意义(F值分别为1.11,2.27,2.02,1.32,P> 0.05)。再灌注30 min后,5组大鼠LVDP、+dp/dt max、一 dp/dt max间差异均有统计学意义(F值分别为7.81,33.65, 41.32,P<0.05)。且P2、P3组与C组LVDP问差异均有统计 学意义(q值分别为8.06和6.75,P<0.05);P2、P3组与c 组比较+dp/dt max间差异均有统计学意义(q值分别为9.97 和4.10,P<0.05);P2、P3组与C组比较一dp/dt max问差 异均有统计学意义(q值分别为6.54和3.58,P<0.05,见 表1)。 表1平衡末和再灌注30 min后5组大鼠的心功能指标的变化(i± S) Table 1 Changes of heart function at the end of stabilization and after reperfusing 30 minutes 2.2刺五加苷预适应对离体心脏冠脉流量的影响5组再灌 注后各时点(5、1O、15、20、30 min)冠脉流量间差异均有 统计学意义(F:54.60,P<0.05),P2、P3组与C组各时 点冠脉流量间差异均有统计学意义(g值分别为4.66和 3.68,P<0.01),P1、P4组与C组各时点冠脉流量间差异均 无统计学意义(q值分别为1.42和1.33,P>0.05,见图1)。 图1 平衡末和再灌注后各时间点5组大鼠冠脉流量的变化 Figure 1 Changes of CF at the end of stbailization and after reperfusing ・294- 2.3刺五加苷对离体心脏缺血再灌注心律失常的影响 观察 再灌注5 rain内发生再灌注心律失常情况:C组发生严重再灌 注心律失常6例,P1组5例,P2组1例,P3组2例,P4组5 例。C组心律失常评分为(4.8±0.4)分,P1组(4.3± 0.5)分,P2组(1.8±1.5)分,P3组(3.0±1.4)分, P4组(3.6±1.4)分。5组心律失常评分问差异有统计学意 义(F=8.50,P<0.05)。P2、P3组与C组间差异有统计学 意义(q值分别为7.25和4.46,P<0.05),而P1、P4组与C 组间差异无统计学意义(q值分别为1.25和1.61,P> 0.05)。 3讨论 恢复血液供应是挽救缺血心肌的根本途径,但动物实验及 临床观察表明,心肌缺血一定时间后恢复血液供应会加重组织 损伤,如出现严重的心律失常或心功能减低等,即所谓再灌注 损伤(I/R) j。随着Murry等于1986年发现了IP现象,目前 已经充分证实其对I/R的确切保护机制,但由于IP需要通过 中断器官血供诱导其保护作用,在临床上不易推广,所以基于 伦理学与方法学上的原因,目前更趋向于根据IP机制,通过 药物激发或模拟机体内源性物质而呈现对缺血再灌注损伤心肌 的保护作用,这种方法在临床上已得到证实 。 近年来,有不少学者对中药预适应对心肌缺血再灌注损伤 的保护作用进行了研究与探索。有研究表明刺五加能产生预适 应样心肌保护作用——缩小梗死面积、改善心功能 ,故可 认为刺五加有药物预适应作用。周逸等 通过使用全细胞膜 片钳技术观察到,刺五加苷通过开放线粒体ATP依赖性钾离 子通道产生心肌保护作用。并且他们在随后的研究中证实,开 放ATP依赖性钾离子通道是刺五加苷发挥药物预适应作用的 重要机制之一,刺五加苷预适应可以发挥和缺血预适应相似的 心脏保护作用 。 LVDP和+dp/dt max能反映左心室的收缩功能,一do/dt max反映左心室的舒张功能,若LVDP和±do/dt max水平升 高表示心肌收缩性能增强。而在Langendofff离体心脏缺血再 灌注模型中,心肌损伤程度越重,LVDP和±dp/dt max水平 越低 。本研究结果显示,P2、P3组LVDP、+dp/dt max、 一dp/dt max改善均优于c组。这说明刺五加苷具有增强再灌 注后左心室收缩功能的预适应样作用,但是不同剂量之间存在 量效差异,其中40 mg/kg和60 mg/kg刺五加苷预适应对大鼠 离体心肌缺血再灌注后心功能损伤具有显著性保护作用。 再灌注心律失常是一重要的、无创的、梗死相关血管再通 的指标,也是再灌注损伤的重要标志 ,研究表明5—15 min 的短暂冠脉缺血,再灌注数秒至数分钟内就会出现再灌注心律 失常 “。因此,通过对再灌注心律失常的监测可判断缺血再 灌注损伤的程度。本研究发现,刺五加苷具有抗缺血再灌注心 律失常的预适应样作用,并且不同剂量之间存在量效差异,其 中40 mg/kg、60 mg/kg改善心律失常疗效较好。 刺五加苷抗再灌注心律失常的可能机制有:(1)减少自 由基的产生,提高抗氧化酶的活性,减轻细胞膜脂质过氧化所 致的电生理改变,降低心律失常易患性” ;(2)增强了心肌 细胞的抗自由基损伤能力,保持心肌细胞膜结构的完整性,避 免了心肌细胞内ca“超负荷及心肌细胞不可逆性损伤,具有 钙通道阻滞作用。 在本研究中,刺五加苷增加冠脉流量的机制可能有:(1) 刺五加能清除氧自由基,减少脂质过氧化物的生成,从而减轻 心肌细胞和冠脉内皮细胞损伤,改善微血管受阻;(2)减少 内源性血管活性物质内皮素及血管紧张素Ⅱ释放,纠正前列环 素/血栓素A2失衡,而产生冠脉舒张作用 。 综上所述,刺五加苷对缺血再灌注心肌能产生预适应样作 用,减轻心肌缺血再灌注所致的舒缩功能受损及再灌注性微血 管损伤,减少再灌注心律失常的发生。 参考文献 1 Murry CE,Jennings RB,Reimer KA.Preconditioning with ischem ia: a delay of lethal cell injury in chem ic 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