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心疾宁方对急性心肌缺血大鼠心功能、血流动力学及氧化应激指标的影响∗

2020-08-08张蕴慧张嘉铖

中国中医急症 2020年7期
关键词:心肌细胞西药自由基

丛 丛 张蕴慧 胡 莹 张嘉铖

(山东中医药大学附属医院,山东 济南 250001)

心肌缺血是指各种原因致使冠状动脉血流量减少,导致心肌细胞供血供氧不足,进而使心肌代谢紊乱,无法维持正常心功能的一种病理状态[1]。当心肌缺血后,心肌细胞会受到不同程度的损伤,长时间的心肌缺血可能诱发较严重的心血管疾病,如心力衰竭、心肌梗死等,重者可导致死亡,严重危害着人类的生命健康。在中医学上心肌缺血属于“真心痛”“胸痹”等范畴,病机主要是气血不畅导致心脉瘀阻不通,其中气虚血瘀是常见的证型之一[2]。临床治疗心肌缺血西医以药物治疗为主,主要包括抗心肌缺血药、他汀类等调脂药、抗血小板药、抗凝药等。中医治疗则立足于整体观念,利用辨证论治、平衡阴阳等治疗理念,对疾病进行整体调节,具有有效改善预后等优势,中药方剂对心肌缺血的治疗效果也逐渐获得了临床肯定[3-4]。本研究通过对腹腔注射异丙肾上腺素(ISO)复制急性心肌缺血模型大鼠使用心疾宁方干预,旨在观察心疾宁方对急性心肌梗死模型大鼠心功能、血流动力学及氧化应激指标的影响并探讨其作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物 40只清洁级雄性SD大鼠,7~8周龄,平均体质量(250±20)g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司[SCXK-(京)2010-0015],合格证号:110011191100312。室温饲养,自由饮水进食,符合《实验动物管理条例》要求。

1.2 药物与试剂 心疾宁方组成:生地黄30 g,当归20 g,黄芪15 g,黄芩15 g,人参9 g,丹参15 g,麦冬9 g,甘草3 g。饮片均由本院药房提供并煎煮,药材加水煎煮2次,合并药液。ISO注射液(上海禾丰制药有限公司生产,批号20190402,规格2 mL∶1 mg/支);盐酸地尔硫片(天津田边制药有限公司,批号1807055,规格30 mg×50);水合氯醛(分析纯,天津市瑞金特化学品有限公司);肝素钠(天津生物化学制药有限公司);苏木精-伊红染色液(武汉华美生物工程有限公司);乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)试剂盒均购买自南京建成生物工程研究所。

1.3 实验仪器 BL-420E型心电图仪(成都泰盟公司);RM2235型病理切片机(德国莱卡公司);TE2000-E倒置显微镜(尼康仪器有限公司);高速低温离心机(北京京立离心机有限公司);OLYMPUSAU5400全自动生化分析仪(日本奥林巴斯有限公司);ELx800酶标仪(美国伯腾仪器有限公司)。

1.4 分组及给药 大鼠分对照组10只、手术组30只,其中手术组又分模型组、西药组、联合组各10只。对照组和模型组给予0.9%氯化钠注射液5 mg/kg灌胃;西药组给予盐酸地尔硫片5 mg/kg灌胃;联合组给予西药和心疾宁方灌胃,剂量为5 mg/kg。每天灌胃1次,连续14 d。

1.5 模型制备 自给药第12日起,除空白组,其余各组大鼠均以5 mg/kg腹腔注射ISO,每天1次,连续3 d。最后1次腹腔注射结束,各组大鼠用10%水合氯醛行腹腔注射麻醉,仰位固定四肢,检查心电图,以心电图ST段或T波明显抬高表示造模成功。

1.6 标本采集与检测 1)心功能及血流动力学指标测定。建模后,采用心导管测定左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP),左房平均压(mLAP),彩色多普勒超声心动图测定HR及血流动力学的平均二尖瓣压力差(mMPG)、肺动脉平均压(mPAP)等指标。2)氧化应激指标测定。建模后,自颈总动脉取血,离心,取上层血清,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定各组大鼠血清SOD、MDA、GSH-PX水平,严格按说明书操作。3)心肌酶学指标测定。建模后,自颈总动脉取血,离心,取上层血清,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定各组大鼠血清LDH、CK、CK-MB水平,严格按说明书操作。4)心肌组织病理切片。处死各组大鼠,取同一位置的心室肌组织,固定24 h后,常规脱水、透明,石蜡包埋,连续切片,切片间距5 mm,苏木素-伊红染色,树胶封片,采用光学显微镜观察心肌组织结构变化。

1.7 统计学处理 应用SPSS22.0统计软件,计量资料以()表示,组间或组内数据比较采用t检验;采用χ2检验进行计数资料的比较,以n(%)表示计数资料。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组大鼠心肌组织病理学比较 见图1。对照组:未见明显的组织改变,心肌纤维排列整齐,横纹清晰,细胞胞浆着色均匀,心肌及内膜细胞连续完整,胞核致密居中,间质无水肿。模型组:心肌纤维肿胀,多处断裂、坏死甚至融合成片,细胞胞浆着色不均匀,肌横纹消失,细胞核肿胀变圆减少,细胞空泡变性,心肌细胞间质水肿,有较多的炎性浸润,心肌微血管瘀血,管腔扩大,组织间隙明显增宽,内膜细胞排列紊乱。西药组和联合组:心肌纤维排列整齐,轻度肿胀,局灶性断裂,偶见空泡变性,心肌及内膜细胞排列尚完整,偶见炎性细胞浸润,呈现非透壁性。

图1 各组大鼠心肌组织病理学观察(HE染色,200倍)

2.2 各组大鼠心功能指标比较 见表1。与对照组比较,模型组LVSP明显降低,HR、LVEDP均明显升高(P<0.05);与模型组比较,西药组和联合组LVSP显著升高,HR、LVEDP均显著降低(P<0.05);联合组各指标均明显优于西药组(P<0.05)。

2.3 各组大鼠血流动力学指标比较 见表2。与对照组比较,模型组mLAP、mMPG、mPAP均明显升高(P<0.05);与模型组比较,西药组和联合组mLAP、mMPG、mPAP均显著降低(P<0.05);与西药组比较,联合组mLAP、mMPG、mPAP均显著偏低(P<0.05)。

表1 各组大鼠心功能指标比较(±s)

表1 各组大鼠心功能指标比较(±s)

与空白对照组比较,∗P<0.05;与模型组比较,#P<0.05;与西药组比较,△P<0.05。下同

组别对照组模型组西药组联合组n 10 10 10 10 HR(次/min)321.27±32.13 479.62±24.24*375.78±29.71#330.65±30.66#△LVSP(mmHg)140.74±5.12 92.31±3.26*113.89±4.45#130.58±4.74#△LVEDP(mmHg)8.22±1.25*16.83±2.66*11.68±1.54#9.11±1.47#△

表2 各组大鼠血流动力学指标比较(kPa,±s)

表2 各组大鼠血流动力学指标比较(kPa,±s)

组别对照组模型组西药组联合组n 10 10 10 10 mLAP 1.27±0.13 3.92±0.24*1.78±0.19#1.35±0.16#△mMPG 0.94±0.12 2.31±0.26*1.27±0.15#1.08±0.14#△mPAP 2.22±0.45 6.83±0.66*3.38±0.54#2.81±0.47#△

2.4 各组大鼠氧化应激指标比较 见表3。与对照组比较,模型组SOD、GSH-PX水平显著降低,MDA水平显著升高(P<0.05);与模型组比较,西药组和联合组SOD、GSH-PX水平均显著升高,MDA水平显著降低(P<0.05);联合组各指标均明显优于西药组(P<0.05)。

表3 各组大鼠氧化应激指标比较(±s)

表3 各组大鼠氧化应激指标比较(±s)

组别对照组模型组西药组联合组n 10 10 10 10 SOD(U/L)139.41±8.03 74.52±5.28*102.38±6.42#125.77±7.86#△MDA(nmol/L)6.14±0.87 21.64±1.36*9.82±1.23#7.27±1.02#△GSH-PX(μg/L)1.24±0.15 0.47±0.08 0.91±0.13#1.16±0.12#△

2.5 各组大鼠心肌酶学指标比较 见表4。与对照组比较,模型组大鼠血清CK、CK-MB、LDH水平显著升高(P<0.05);与模型组比较,西药组和联合组CK、CKMB、LDH水平均显著降低(P<0.05);联合组血清CK、CK-MB、LDH水平均显著低于西药组(P<0.05)。

表4 各组大鼠心肌酶学指标比较(U/mL,±s)

表4 各组大鼠心肌酶学指标比较(U/mL,±s)

组别对照组模型组西药组联合组n 10 10 10 10 LDH 0.29±0.02 0.88±0.21*0.54±0.05#0.37±0.03#△CK-MB 0.28±0.03 1.03±0.16*0.76±0.08#0.51±0.04#△CK 0.76±0.04 2.22±0.15*1.37±0.08#1.03±0.07#△

3 讨 论

ISO是人工合成β受体激动药,能激动心肌细胞β1受体,使心肌收缩加强、心率加快、心肌耗氧量增加,从而引起冠状动脉痉挛,导致心肌灌注不足,出现缺血缺氧甚至心肌梗死样变化[5]。腹腔注射大剂量ISO建成的大鼠急性心肌缺血样模型,其心电图、心肌代谢及组织病理学变化均与人类自然发生的急性心肌缺血非常接近,且建模不需开胸,成功率高,缺血部位相对较恒定[6-7]。采用腹腔注射ISO法复制急性心肌缺血大鼠模型是评价心肌保护药的常用模型之一[8]。

中医学认为心肌缺血属“真心痛”“胸痹”等范畴,病机主要是气血不畅导致心脉瘀阻不通,因此益气行气、活血祛瘀是治疗的基本原则[9]。心疾宁方中生地黄清热凉血、养阴生津,当归、丹参补血活血养血,黄芪、人参补益元气,黄芩清热燥湿,麦冬益胃生津,佐甘草以补脾益气、缓急止痛,达到补气行气、活血化瘀的功效。现代药理学研究表明[10-13],生地黄流浸膏能明显增强心肌收缩力;当归醇提物有奎尼丁样作用,且能抗血栓形成,阿魏酸及多种氨基酸可扩张血管、减少细胞凋亡;人参皂苷Re预处理对急性心肌缺血大鼠的心肌细胞有保护作用;丹参可抗血小板聚集、降低血液黏度、改善凝血功能,其有效成分丹参酮ⅡA可减轻缺血再灌注诱导的大鼠心肌细胞凋亡;黄芪皂苷能抑制心肌细胞膜Na+-K+-ATP酶,加强心肌收缩力,降低心肌耗氧量,改善心射血功能,并稳定细胞膜,减轻心肌细胞损伤;麦冬总皂苷可减轻钙超载,对心肌细胞缺氧再灌注损伤具有保护作用;甘草酸具有激素样作用,能减轻炎症反应。本研究中,与模型组比较,西药组和联合组LVSP显著升高,HR、LVEDP、mLAP、mMPG、mPAP均显著降低;联合组各指标均显著优于西药组。结果表明心疾宁方能有效改善急性心肌缺血大鼠的心功能,改善血流动力学指标。

研究表明[14-15],氧化应激反应是心肌缺血的重要病理机制之一。当心肌缺血时,会加快氧化应激反应,使氧自由基大量堆积,并能引发炎性反应,加重心肌损伤[16-17],因此有效减少氧自由基,减轻氧化应激反应是治疗急性心肌缺血的重要手段。SOD、GSH-PX作为体内重要的抗氧化酶,是氧自由基的自然天敌,能有效清除氧自由基,对抗甚至逆转氧自由基对细胞的损害,修复自由基引起的细胞损伤。有研究表明,SOD能通过磷酸化AKT减弱缺血损伤导致的细胞凋亡[18-19]。当生物体内产生大量的氧自由基时,会大量消耗SOD和GSH-PX。GSH-PX水平降低;而MDA是由细胞膜中脂质被氧化后形成的,其水平高低直接反映了生物体内氧自由基水平以及氧化应激反应的程度,因此MDA是评估氧化应激的重要指标[20]。在本研究中,西药组和联合组与模型组相比,SOD、GSH-PX水平均显著升高、NDA水平均显著降低;且联合组各指标均明显优于西药组。结果表明心疾宁方能有效清除自由基,降低氧化应激反应,减轻心肌损伤。

心肌组织中含有多种特异性较高的酶,当心肌缺血缺氧时,因无氧代谢所产生的大量代谢产物如乳酸、氧自由基等,以及心肌内钙超负荷等原因,使心肌细胞受损,导致心肌细胞膜通透性增加或破裂,心肌组织中的特异性酶将会不同程度地释放入血,引起血清心肌酶升高。其中CK、CK-MB、LDH是诊断心肌损伤程度的标志性指标[21]。本研究中,与模型组比较,西药组和联合组CK、CK-MB、LDH水平均显著降低,且联合组显著优于西药组。结果表明心疾宁方能有效降低血清心肌酶水平,减轻心肌损伤,保护心肌细胞。

综上所述,心疾宁方可有效加强急性心肌缺血大鼠的心功能、改善血流动力学指标、清除氧自由基、减轻氧化应激反应、降低血清心肌酶水平、保护心肌组织、减少缺血损伤。

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