林井然，陈紫薇，路祖俨，王直涛，冯文辉，潘建春，朱新波

（温州医科大学 药学院，浙江 温州 325035）

大蒜素（allicin）是大蒜的有效成分之一，又名大蒜新素（allitridin），为百合科葱属草本植物大蒜的鳞茎提取物。近年研究[1]显示，大蒜素具有直接扩张冠状动脉、抗自由基损伤、抑制血小板聚集、钙拮抗等作用，其在治疗各种心血管疾病方面已逐渐引起国际上的关注。临床上，大蒜素被用于冠心病、心绞痛、脑梗死等心脑血管疾病的防治，效果良好[2]。但是关于大蒜素对缺血心肌心功能的影响研究，鲜见报道。本研究采用自身前后对照法，在家兔的耳缘静脉注射垂体后叶素以制造家兔急性心肌缺血模型，对比给药前后的动物模型参数，探讨大蒜素对缺血心肌心功能的影响，也为进一步研究开发大蒜素提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 实验动物、试剂与仪器 家兔8只，体质量2.0～2.5 kg，雌雄不限，由温州医科大学实验动物中心提供。垂体后叶素注射液（上海第一生化制药有限公司，批号091123，规格2 mL：3 U）；大蒜素注射液（徐州莱恩药业，批号20100511，规格2 mL：30 mg）；肝素钠注射液（江苏万邦生化医药股份有限公司，批号0909103，规格2 mL：12 500 U）；25%乌拉坦注射液（中国医药集团上海化学试剂公司，批号C20101104）；0.9%氯化钠注射液（安徽双鹤药业有限责任公司，批号091228）。实验主要仪器为BL-420F生物机能实验系统（成都泰盟科技有限公司）。本研究已通过温州医科大学实验动物伦理道德委员会的批准。

1.2 实验方法

1.2.1 正常模型（Con模型）的建立：取家兔8只，称体质量，分别用25%乌拉坦溶液，按4 mL/kg静脉注射麻醉，麻醉后将兔背位固定于手术台上。正中切开颈部皮肤，分离右侧颈总动脉，于远心端结扎，并在近心端夹上动脉夹，以阻断血流，用虹膜剪作“V”形切口，将充满肝素氯化钠注射液的心导管一头连于压力换能器，另一头向心脏方向插入颈总动脉内，再移去动脉夹，观察屏幕，当其显示血压波形后，继续将导管插向左心室腔。当波形由血压波变成下沿达0 mmHg附近，具有明显舒张期而峰顶平坦的波形时，即表明导管口已通过主动脉瓣进入左室腔内，再送入导管约0.2～0.4 cm，若还保持同样波形，表示左心室内插管成功，将心导管结扎固定。

将心电输入线的红、黄、黑三个针形电极分别插入下颌、心前区及右下肢皮下（头胸导联），记录心电图。将头皮针连接在注满氯化钠注射液的10 mL注射器上，刺入耳缘静脉中，并用木夹或胶布固定。连续记录正常心电图、左心室收缩压（left ventricular systolic pressure，LVSP）、左心室舒张压（left ventricular diastolic pressure，LVDP）、心室内压的最大上升速率（﹢dp/dtmax）和最大下降速率（﹣dp/dtmax）即为Con模型的实验数据。

1.2.2 心肌缺血模型（Isc模型）的建立：随后于家兔耳缘静脉注射垂体后叶素（1.5 U/kg），并立即于注射后30 s、1、2、5、10、15 min分别观察并记录心电图、LVSP、LVDP和±dp/dtmax的变化即为Isc模型的实验数据。

1.2.3 大蒜素预保护后缺血模型（Alt模型）的建立：待家兔心功能参数及心电图恢复正常后，于耳缘静脉注射大蒜素（15 mg/kg）对心肌进行预保护，15 min后再给予垂体后叶素（1.5 U/kg），观察并记录注射后30 s、1、2、5、10、15 min心电图、LVSP、LVDP和±dp/dtmax的变化即为Alt模型的实验数据。

1.3 观察指标 采用BL-420F生物机能实验系统记录8只家兔Con、Isc和Alt模型时期的LVSP、LVDP、±dp/dtmax值。以LVSP、+dp/dtmax作为收缩功能的指标，LVDP、-dp/dtmax作为舒张功能的指标。

1.4 统计学处理方法 采用SPSS17.0软件进行统计学分析。实验数据以 ±s表示，各模型组数据的比较采用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 心电图结果 对比Con模型心电图（见图1），Isc模型心电图的ST段上升，T波倒置，心率减慢（见图2），说明家兔已处于急性心肌缺血状态。若先给予大蒜素注射液预保护心肌，再诱发心肌缺血制造Alt模型，与Isc模型相比，Alt模型心电图ST段回落，T波恢复正常，心率加快（见图3）。

图1 Con模型心电图

图2 Isc模型心电图

图3 Alt模型心电图

2.2 对血流动力学参数的影响

2.2.1 对LVSP的影响：与Con模型组比，Isc模型组被给予垂体后叶素30 s及1 min时，LVSP无明显变化（P＞0.05），但是给予垂体后叶素2、5、10、15 min后，LVSP均明显减小（P＜0.01）。与Isc模型组比，Alt模型组给予垂体后叶素30 s、1 min时，LVSP均明显减小（P＜0.01），但2、5、10、15 min时，LVSP明显增大（P＜0.01）。详见表1。

2.2.2 对LVDP的影响：与Con模型组比，Isc模型组被给予垂体后叶素30 s、1 min时，LVDP无明显变化（P＞0.05），但给药2、5、10、15 min后，LVDP均明显增加（P＜0.01）；而与Con模型组比，Alt模型组被给予垂体后叶素2、5、10 min时，LVDP增加（P＜0.05或P＜0.01）。10 min时，Isc模型组和Alt模型组的LVDP均开始回落。与Isc模型组比，15 min时Alt模型组的LVDP更低（P＜0.05）。详见表2。

2.2.3 对+dp/dtmax的影响：与Con模型组比，Isc模型组被给予垂体后叶素30 s、1 min时，+dp/dtmax无明显变化（P＞0.05），但给予垂体后叶素2、5、10、15 min后，+dp/dtmax均明显减小（P＜0.01）。而与Isc模型组相比，Alt模型组被给予垂体后叶素30 s、1 min时+dp/dtmax减小（P＜0.01），但2、5、10、15 min后，+dp/dtmax均明显增加（P＜0.01）。详见表3。

2.2.4 对-dp/dtmax的影响：与Con模型组比，Isc模型组被注射垂体后叶素30 s时，-dp/dtmax无明显变化（P＞0.05），1、2、5、10、15 min后，-dp/dtmax明显减小（P＜0.05或P＜0.01）。与Isc模型组比，Alt模型组被注射垂体后叶素30 s、1 min时-dp/dtmax减小（P＜0.01），但2、5、10、15 min后，-dp/dtmax均明显增加（P＜0.01或P＜0.05）。详见表4。

3 讨论

心肌细胞缺血时的电生理改变主要有静息膜电位的抬高，动作电位除极速率的减小，以及时程的缩短，同时，心肌缺血会导致细胞兴奋性降低、复极后不应、传导性降低等现象，这些电生理现象的出现是缺血心肌易发心律失常的重要基础[3]。有研究[4]表明，垂体后叶素可使全身血管（包括冠状血管）收缩，不仅有抗利尿、血管加压作用，还有心脏抑制效应，静脉注射垂体后叶素可使动物处于急性心肌缺血状态。本实验结果显示，静脉注射垂体后叶素后，家兔心电图异常，主要反映在心率减慢、ST段上移、T波倒置，LVSP、±dp/dtmax减小，LVDP增大，说明急性心肌缺血模型成功建立。Alt模型家兔的心电图显示，大蒜素预保护后的心肌缺血家兔T波恢复正常、心率升高、ST段回落，并且LVSP增大，LVDP减小，±dp/dtmax增加，表明大蒜素能有效维持心脏各参数的稳定，改善缺血带来的心肌损伤，从而保护缺血心肌。研究[5-7]表明，心肌缺血过程中，缺血区产生的大量氧自由基、脂质过氧化反应、细胞内钙超载等是造成心肌损伤的主要原因。此时，维持LVSP和LVDP的相对稳定，防止心脏前负荷过大，对保护缺血心肌的心功能具有一定意义。

表1 大蒜素对心肌缺血家兔LVSP的影响（n=8，mmHg）

表2 大蒜素对心肌缺血家兔LVDP的影响（n=8，mmHg）

表3 大蒜素对心肌缺血家兔+dp/dtmax的影响（n=8，mmHg/s）

表4 大蒜素对心肌缺血家兔-dp/dtmax的影响（n=8，mmHg/s）

大蒜素保护缺血心肌的机制主要有：①大蒜素静脉注射后，主要分布于心、肺组织，为其发挥心血管作用奠定了基础[8]；②大蒜素可有效清除超氧阴离子自由基，抗脂质过氧化反应；③防治动脉粥样硬化，抑制血小板黏附聚集，降低血浆纤维蛋白原作用，增加纤溶酶活性，促进纤溶，阻止血栓的形成[9-10]；④促进一氧化氮的产生，扩张血管，防止冠脉痉挛，改善缺血心肌的供血[11]；⑤降低机体血浆内皮素（ET）的水平，从而预防和缓解冠状动脉痉挛，减小外周血管张力[12]；⑥在高浓度下抑制心房心肌细胞内钙超载[13-14]等。

本实验采用自身前后对照法研究，令同一家兔个体自身先后接受两种不同的处理，即缺血对照和大蒜素试验均在同一受试个体上进行。此方法优点为：在同一受试个体上进行对比研究，可消除个体间的差异，前后两个阶段的可比性较好，且不另设对照组而节省一半的样本量。本研究采用垂体后叶素制造家兔急性心肌缺血模型的优点是建模方法简便（静脉注射即可实现），且可用不同剂量的垂体后叶素制造不同程度的心肌缺血状态，当剂量不大时可迅速恢复心肌功能，因此可反复对同一动物进行多次实验[15]。因此，该方法为抗心肌缺血损伤研究提供了方便、廉价的活体动物模型。

综上所述，大蒜素具有明显的拮抗心肌缺血期LVSP、+dp/dtmax降低及拮抗LVDP升高的作用，减轻心脏负荷，有效增强左心功能，改善心肌缺血带来的损伤，对心肌功能起到了良好的改善和保护作用。

[1] 梅四卫, 朱涵珍. 大蒜素的研究进展[J]. 中国农学通报,2009, 25(9): 97-101.

[2] 邵力钧, 单文卫. 大蒜素的临床应用进展[J]. 中国现代医生，2009, 47(3): 45-3.

[3] 张虹, 杨昭, 张镇西, 等. 急性缺血心肌细胞电生理特征的定量研究[C].//中国生物医学工程进展—2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(下册). 北京: 中国生物医学工程学会, 2007: 1261-1265.

[4] 梅岩艾, 王建军. Berne& Levy生理学原理[M]. 北京: 高等教育出版社, 2008: 514-515.

[5] Eto M, Kajihara N, Morita S, et al. A novel electron paramagnetic resonance spin-probe technique demonstrates the relation between the production of hydroxyl radicals and ischemia-reperfusion injury[J]. Eur J Cardiothorac Surg,2011, 39(4): 465-70.

[6] 王继武, 段明科, 马立明. 缺血后处理对肺再灌注损伤中脂质过氧化反应的调整[J]. 中国临床康复, 2005, 9(23):102-103.

[7] Heinzel FR, Bito V, Biesmans L, et al. Remodeling of T-Tubules and reduced synchrony of Ca2+release in myocytes from chronically ischemic myocardium[J]. Circ Res, 2008,102(3): 338-346.

[8] 董亚琳, 王香敏, 董海燕. 反相高效液相色谱法测定大蒜素的血药浓度[J]. 中国药房, 2001, 12(4): 226-227.

[9] Briggs WH, Xiao H, Parkin KL, et al. Differential inhibition of human platelet aggregation by selected Allicin thiosulfi nates[J]. J Agric Food Chem, 2000, 48(11): 5731-5735.

[10] Sener G, Sakarcan A, Yegen BC. Role of garlic in the prevention of ischemia-reperfusion injury[J]. Mol Nutr Food Res, 2007, 51(11): 1345-1352.

[11] Burwell LS, Brookes PS. Mitochondria as a target for the cardioprotective effects of nitric oxide in ischemia-reperfusion injury[J]. Antioxid Redox Signal, 2008, 10(3): 579-599.

[12] 李海聪, 张卫军, 木迪拉·玉赛音, 等. 大蒜素对急性心肌缺血兔血浆内皮素和一氧化氮的影响[J]. 中医杂志, 2001,42(5): 302-303.

[13] 王玉英, 程何祥, 张殿新, 等. Ang II对人心房细胞内游离钙浓度的影响及大蒜素的拮抗作用[J]. 心电学杂志, 2005,24(2): 84-86.

[14] 曹立军, 王进, 李应全. 大蒜素对离体蛙心心肌收缩力的影响[J] . 齐鲁药事, 2005, 24(11): 692-693.

[15] 吴伟康, 侯灿, 罗汉川, 等. 垂体后叶素性心肌缺血模型再探[J]. 中国病例生理杂志, 1993, 9(2): 124-127.