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目的：探讨As Ⅳ对肥厚心肌肌浆网钙转运功能异常的影响及其可能的分子作用机制。观察黄芪皂苷甲(As Ⅳ)对腹主动脉缩窄大鼠心肌肥厚和心功能的影响。
方法：腹主动脉缩窄制备大鼠心肌肥厚模型,术后12周开始给药,分别灌胃As Ⅳ 0.33mg/kg(As Ⅳ(0.33)+BD),1 mg/kg(As Ⅳ(1.0)+BD),3.3 mg/kg(As Ⅳ(3.3)+BD;As Ⅳ+Sham),雷米普利1.0 mg/kg(Ramipril+BD;Ramipril+Sham),连续12周,采用左前肢血压法动态监测大鼠血压变化；在体大鼠血流动力学测定各组大鼠血压和心功能指标；形态测量法测定各组大鼠心脏重量指数、左室重量指数、肝和肺重量指数等形态学指标；ELISA法测定血浆和心肌组织ET-1含量；Fura 2法检测各组大鼠心肌肌浆网钙摄取功能；比色法测定SERCA2a的活性；PepTag(R)放射性分析试剂盒测定心肌组织PKC的活性；VG染色观察各组大鼠的心肌间质纤维化；Real time PCR法和Western blotting法分别测定左室心肌组织PreproET-1和ET-1受体(ETa、ETb)、肌浆网Ca2+-ATP酶(SERCA2a)和受磷蛋白(PLB)及雷诺丁受体(RyR2)mRNA和蛋白含量；Western blotting法检测心肌组织PKC(α,ε,δ)的转位。
结果：
1.与假手术组相比,模型组大鼠左前肢血压明显升高,低、中、高剂量As Ⅳ和雷米普利均能降低模型大鼠左前肢血压,黄芪皂苷甲和雷米普利对假手术组动物的降压作用不明显。术后24周在体右颈动脉插管法结果表明模型组大鼠SAP、DAP、MAP均显著升高(P<0.01,P<0.01,P<0.01),中、高剂量As Ⅳ和雷米普利均能降低模型大鼠SAP(P<0.01,P<0.01,P<0.01)、DAP(P<0.01,P<0.01,P<0.01)、MAP(P<0.01,P<0.01,P<0.01),雷米普利能降低假手术组动物的SAP和MAP(P<0.05,P<0.05),而As Ⅳ有轻度降低假手术组动物SAP、DAP和MAP的作用但无统计学意义。
2.与假手术组相比,模型组大鼠LVSP、LVEDP显著升高(P<0.01,P<0.01),中、高剂量As IV和雷米普利均能降低模型大鼠LVSP(P<0.01,P<0.01,P<0.01,),高剂量As IV和雷米普利均能降低模型大鼠的LVEDP(P<0.01,P<0.01,),提示As IV和雷米普利能改善心肌舒张功能。模型大鼠+dp/dtmax与假手术组动物相比无明显变化,高剂量As IV能增加模型大鼠的+dp/dtmax(P<0.05);而模型大鼠-dp/dtmax较假手术组动物相比有明显升高(P<0.01),高剂量As IV能降低模型大鼠的-LVdp/dtmax(P<0.01),各组动物的心率无明显差异(P>0.05)。As IV有轻度增强假手术组动物在体心功能的趋势但无统计学意义。
3.与假手术组相比,模型组大鼠左室重量指数明显增加(P<0.01),心肌间质纤维化明显增加(P<0.01),中、高剂量As IV和雷米普利显著抑制模型大鼠左室重量指数的增加(P<0.05,P<0.01,P<0.01),As IV抑制LVMI的作用呈剂量依赖性正相关。中、高剂量As IV能减轻模型大鼠心肌间质纤维化,提示其能降低心肌室壁僵硬度(P<0.01,P<0.01),雷米普利有明显降低模型大鼠心肌间质纤维化的的趋势,但无统计学差异(P>0.05)。
4.与假手术组相比,模型组大鼠血浆ET-1无明显变化,用药各组亦无明显差异；模型大鼠左室心肌组织ET-1含量显著升高(Sham：49.6±4.1;BD：73.2±5.2,P<0.01 vs Sham),低、中、高剂量As IV能剂量依赖性降低模型大鼠组织ET-1的含量(As IV(0.33)+BD：45.6±5.4,P<0.01;As IV(1.0)+BD：44.2±4.9,P<0.01:As IV(3.3)+BD：38.8±2.2,P<0.01 vs BD),高剂量As IV的作用优于雷米普利(P<0.05 vs Ramipril+BD),雷米普利能降低心肌组织ET-1含量(Ramipril+BD：52.5±4.2,P<0.01 vs BD),As IV和雷米普利能降低假手术组动物心肌ET-1的含量(As IV+Sham：32.2±2.4,P<0.05;Ramipril+Sham：31.3±5.3,P<0.05 vs Sham)。
5.模型组大鼠左心室PreproET-1、ETa、ETb mRNA表达上调(P<0.05,P<0.01,P<0.01 vs Sham),高剂量As IV和雷米普利能抑制模型大鼠左室组织ETa mRNA(P<0.05,P<0.01 vs BD)、ETb(P<0.01,P<0.01 vs BD)的表达。As IV和雷米普利对假手术组动物PreproET-1、ETa、ETb mRNA表达无明显作用。与假手术组动物相比,模型组大鼠左心室ETA、ETB蛋白表达明显增加(P<0.01,P<0.01 vs sham),高剂量As IV和雷米普利抑制模型大鼠左室组织中ETA(P<0.01,P<0.01 vs BD)和ETB(P<0.05,P<0.01 vs BD)的蛋白表达。As IV和雷米普利对假手术组动物心肌组织ETa和ETb蛋白表达作用不明显。
6.与假手术组相比,模型组大鼠心肌SERCA2a的活性和肌浆网钙摄取功能明显降低(P<0.01,P<0.01 vs Sham),而中、高剂量AsIV能提高模型组大鼠心肌组织SERCA2a的活性(P<0.05,P<0.01 vs BD),高剂量AsIV和雷米普利改善肌浆网钙摄取功能(P<0.01,P<0.01 vs BD)。雷米普利能降低假手术组动物肌浆网钙摄取功能(P<0.01 vs Sham)。
7.与假手术组相比,模型组大鼠心肌SERCA2a、RyR2mRNA表达下调(P<0.01,P<0.05 vs Sham),而PLB的mRNA表达不变；高剂量AsIV和雷米普利增加心肌肥厚大鼠左室组织SERCA2amRNA含量(P<0.01,P<0.01 vs BD),低、中、高剂量As IV能剂量依赖性增加RyR2 mRNA含量(P<0.01,P<0.01,P<0.01vs BD);与假手术组相比,模型组大鼠左心室SERCA2a、RyR2和PLB蛋白表达减少(P<0.01,P<0.05,P<0.05vsSham),高剂量As IV和雷米普利促进模型大鼠左室组织中SERCA2a的蛋白表达(P<0.01,P<0.05 vs BD),中、高剂量AsIV和雷米普利促进PLB(P<0.05,P<0.01,P<0.05 vs BD)和RyR2(P<0.05,P<0.01,P<0.01 vs BD)的蛋白表达。雷米普利对假手术组动物心肌RyR2的蛋白表达有降低作用(P<0.05 vs Sham)。
8.与假手术组相比,模型组大鼠左室心肌组织PKC的活性升高(P<0.01 vsSham),PKC(α,ε,δ)的转位增加(P<0.05,P<0.05,P<0.05 vs Sham),高剂量AsIV和雷米普利能降低PKC的活性(P<0.05,P<0.01 vs BD),高剂量AsIV和雷米普利抑制心肌PKCε(P<0.05,P<0.05 vs BD),中、高剂量As IV和雷米普利抑制心肌PKCc$的转位(P<0.05,P<0.01,P<0.05 vs BD);As IV不能影响心肌组织PKCα的转位,而雷米普利能抑制心肌组织PKCα的转位(P<0.05 vs BD)。As IV和雷米普利能增加假手术组动物心肌组织PKC的活性。雷米普利对假手术组动物心肌PKC的转位无明显作用,但AsIV能降低假手术组动物PKCε的转位。
结论:AsIV改善肌浆网钙转运功能的作用机制可能与其提高SERCA2a的活性和上调肌浆网SERCA2a的基因和蛋白表达,上调RyR2的基因和蛋白表达,增加PLB的蛋白表达有关。进一步的研究表明AsIV上调SERCA2a基因和蛋白表达的作用机制可能部分要其抑制心肌组织内皮素系统的激活,抑制其胞内PKC的活性和PKC(ε,δ)的转位激活有关,即与ET-1-ETR-PKC-SERCA2a通路有关。AsIV的降压、抑制心肌肥厚和心肌间质纤维化作用也部分与其调节ET-1-ETR-PKC通路有关。
以上结果表明AsIV改善高血压并发左室肥厚伴随心肌舒张功能不全大鼠心肌舒张功能与其改善心肌肌浆网钙转运功能、抗左室肥厚、心肌间质纤维化均有关。