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何首乌为传统中药Polygonum multiflorum的干燥块根。二苯乙烯苷(2,3,5,4-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷(2,3,5,4-tetrahydroxystilbene-2-O-beta-D-glucopyranoside,THSG)是何首乌中的一种主要水溶性有效成分,在中性和弱碱性水溶液中有很好的稳定性,十分有利于制备成注射剂供临床使用。有报道表明何首乌煎剂(含水溶性成分)缺血前给药有抗心肌缺血性损伤的作用。单体THSG有强的抗氧化效应,有内皮依赖性舒张血管作用,可增加血管组织NOS及NO含量,这有助于改善心肌缺血复灌早期的异常。本文探讨了THSG在复灌前给药对大鼠心脏再灌性损伤的后适应性保护作用及其机制,为临床应用该药物减轻心脏复灌性损伤提供实验依据。全文共分三个部分。 一、THSG对正常及IRI离体心肌的收缩功能和电生理特性的影响 1.THSG对离体心肌收缩力的影响 在豚鼠及大鼠离体左心房标本上,可观察到THSG在0.1-300 mmol/L对部分标本(60%)的收缩力有剂量依赖性抑制作用,但抑制幅度较小,300 mmol/L时平均使收缩力降低约30%。对另外40%收缩功能正常的心肌标本收缩力无明显作用。 2.THSG对豚鼠心室乳头肌动作电位的影响 1)THSG0.01-10 mmol/L对正常状态豚鼠右心室乳头肌AP的RP、APA、APD等指标无明显影响; 2)THSG1mmol/L可抑制缺氧引起的乳头肌RP降低,对缺氧及复氧时AP其他各指标的变化影响与对照组比较差异无显著意义; 3)THSG0.01-10 mmol/L对缺氧复氧后的乳头肌APD50、APD90有剂量依赖性缩短作用,但对RP、APA等指标无明显影响。 本部分结果提示: THSG对正常状态下心肌的收缩性能及电生理特性无显著影响。心肌经缺氧复氧处理后,THSG对其APD有一定的缩短效应,可能与心肌细胞膜功能状态发生改变,在THSG作用下K+外流增加或Ca,内流减少有关。详细机理有待研究。 二、THSG对冠状动脉的影响 1.THSG抗H2O2对猪CSMCs氧化作用的影响 H2O21mmol/L可使CSMCs受到氧化性损伤,MTT法测定的吸光度值由正常0.296±0.050降低到0.128±0.010(模型组),THSG30及100mmol/L可减轻氧化性损伤,细胞存活率增高,吸光度分别由模型组0.128±0.010增加为0.143±0.020及0.145±0.024(p<0.05),表明具有抗氧化性细胞损伤作用。但同摩尔浓度的Res无此作用。 2.THSG对垂体后叶素收缩冠脉致心肌缺血的影响 静脉快速注射垂体后叶素0.6 u/kg可收缩血管导致冠脉供血不足,心电图出现缺血样改变,ST段显著抬高是其主要特征。注射THSG15、30mg/kg5分钟后再给垂体后叶素可有效减轻缺血性心电图变化。ECG异常率分别由模型组90%降至40%和50%(P<0.05)。 3.THSG对离体大鼠IRI心脏冠脉流量的影响 在Langendorff离体灌流条件下,THSG1 mmol/L或Res10mmol/L预先灌流10min冠脉流量无明显增加。但预灌或后适应灌流(即全心停灌后复灌开始时灌流)THSG1mmol/L或Res10mmol/L10 min可显著削弱复灌30min时冠脉流量的降低(THSG-pre5.9±0.76ml/min、THSG-post5.2±0.85ml/min、Resveratrol-pre5.3±0.50 ml/min、Resveratrol-post6.1±0.86 ml/min均与模型组4.1±0.81 ml/min比较,P<0.05)。但对心率及左室收缩压的影响均无显著意义。 本部分结果提示:正常情况下,THSG及Res对离体灌流大鼠心脏冠脉流量无明显影响。但THSG1 mmol/L或Res10mmol/L预适应或后适应在全心停灌30min后复灌30min的心肌IRI模型上均可增加心脏的灌脉流量。对垂体后叶素引起的冠脉血管收缩致心肌缺血性ECG改变也有抑制作用。提示THSG对冠状动脉的IRI后收缩加强及垂体后叶素的收缩有一定舒张作用。 三、THSG后适应对大鼠心脏缺血再灌注性损伤的影响及机制 1、THSG后适应对大鼠在体心脏缺血再灌损伤的影响及与KATP通道关系 THSG7.5 mg/kg于复灌前10min静脉给药(后适应性给药)可显著缩小大鼠心脏缺血30min后复灌180 min的心肌梗死面积(由43.6±9.1%降低到16.5±6.5%),减少心律失常发生率,促使ECG的SαT恢复正常。缺血前10 min给予格列苯脲0.3 mg/kg可消除复灌前给予THSG7.5 mg/kg的缩小心肌梗死面积作用(增加到46.8±9.8%)及促SαT恢复作用,但可降低恶性心律失常发生率。提示THSG具有抗心肌缺血再灌性损伤的作用,其缩小心肌梗死面积的效应可能由KATP介导。 2、THSG后适应对缺血再灌心脏P-selectin表达影响 免疫组织化学检测显示正常大鼠心脏中血管内皮表面未见明显P-selectin表达。在复灌30 min(R30)、60min、180min后, P-Selectin在血管内皮细胞表面的表达逐步增加,平均光密度值由sham—0.3015±0.0807增加到R30—0.3413±0.0916、R60—0.3811±0.0860、R120—0.5109±0.1390。THSG7.5 mg/kg后适应给药可显著减少复灌2h时P-Selectin的表达,由0.5109±0.1390降低到0.3833±0.084。(P<0.01) 3、THSG后适应对缺血再灌心肌细胞凋亡的影响 Tunel检测表明正常心肌组织少有凋亡细胞。缺血复灌30min后可见少量凋亡小体形成,包括血管内皮细胞;2h后心肌凋亡细胞明显增加;THSG7.5 mg/kg复灌前给药可明显减少心肌细胞凋亡数量。 本部分结果表明:THSG7.5 mg/kg对再灌注损伤有后适应性保护作用,可能通过抑制内皮细胞膜P-selectin表达,抗细胞凋亡等产生,且该作用可能由KATP通道介导。 结论: 1.THSG对正常心肌的收缩性及电生理特征无明显影响。 2.对缺氧复氧后的豚鼠心乳头肌,THSG可剂量依赖性缩短其APD50及APD90,可能与细胞功能改变后,THSG促钾外流或抑制钙内流的作用有关。 3.THSG对冠状动脉有一定保护作用。大于30mmol/L的浓度有强的抗氧化效应,可抗H2O21mmol/L对培养的猪CSMCs氧化性损伤。即往研究证明THSG有增加血管内皮细胞NOS合成,释放NO的作用,对缺血复灌后冠状动脉功能有保护、舒张效应,维持较好的冠脉流量;能改善垂体后叶素收缩冠脉造成的心肌缺血现象的作用可能与此有关。 4.THSG对心肌缺血再灌注损伤有后适应性保护作用,7.5mg/kg可显著缩小心肌梗死面积,减少心律失常,改善缺血区血液循环,促进大鼠ECG中SαT的恢复。缩小心梗面积及促SαT恢复作用可被非特异性KATP通道阻断剂格列苯脲取消,表明此效应可能由KATP通道开放介导。 5.THSG后适应可抑制心肌缺血再灌注时P-selectin在血管内皮细胞膜上的表达;心肌细胞凋亡现象减轻,这可能是其抗心肌缺血再灌注损伤的主要机理。 6.由于THSG有上述心脏保护作用,加之THSG有很好的水溶性及稳定性,十分有利于制备成注射剂供临床防治心肌缺血再灌注损伤使用。