天津中医药  2017, Vol. 34 Issue (10): 688-691

文章信息

陈景瑞, 魏静, 倪晶宇, 李敏, 樊官伟
CHEN Jing-rui, WEI Jing, NI Jing-yu, LI Min, FAN Guan-wei
芪参益气滴丸对大鼠心肌缺血再灌注损伤保护作用的研究
Study on the protective effects of Qishen Yiqi pill on myocardial ischemia reperfusion injury in rats
天津中医药, 2017, 34(10): 688-691
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2017, 34(10): 688-691
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2017.10.13

文章历史

收稿日期: 2017-04-08
芪参益气滴丸对大鼠心肌缺血再灌注损伤保护作用的研究
陈景瑞1, 魏静1, 倪晶宇1, 李敏1, 樊官伟1,2     
1. 天津中医药大学, 天津市现代中药重点实验室, 天津 300193;
2. 天津中医药大学第一附属医院, 天津 300193
摘要:[目的]探讨芪参益气滴丸对心肌缺血再灌注损伤大鼠心脏功能的影响及其作用机制。[方法]芪参益气滴丸预干预7天后,建立心肌缺血再灌注损伤大鼠模型。再灌注结束后,超声心动图观察左室功能变化;左室导管术检测大鼠血流动力学;检测大鼠血浆中6酮前列腺素(6KPG)、血栓素B2(TXB2)、血小板因子4、E-选择素、β-血小板球蛋白(β-TG)、纤维蛋白原(FIB)及环磷酸腺苷(cAMP)的含量。[结果]超声心动图和血流动力学结果显示芪参益气滴丸可显著提高缺血再灌注损伤(IRI)大鼠左室射血分数(EF)和短轴缩短率(FS),改善血流动力学;芪参益气滴丸能显著升高IRI大鼠血浆中6KPG和cAMP含量,降低TXB2、PF-4、β-TG及E-选择素含量,维持6KPG/TXB2水平。[结论]芪参益气滴丸预干预可提高IRI大鼠心脏功能,减轻心肌缺血再灌注损伤,其作用机制与抑制血小板活化相关。
关键词心肌缺血再灌注损伤    血小板活化    心脏功能    芪参益气滴丸    

介入治疗作为急性冠状动脉综合征的主要治疗手段之一,在一定程度上有助于心肌疾病患者的康复,但是由于缺血再灌注损伤的存在,介入治疗并不能完全降低一系列严重的心脏病事件[1]。大量的动物实验和临床观察表明,再灌注后在改善心肌供血的同时又加重了单纯心肌缺血所造成的损伤,诸如心律失常、梗死面积扩大、心室功能下降等状况[2]。血小板在心肌缺血再灌注损伤的发生发展起着至关重要的作用,无论是其介导的炎症反应还是血栓形成都会进一步加剧缺血再灌注带来的损伤[3]

现代药理学研究表明,芪参益气滴丸具有促进血管新生、抗炎、改善心肌能量代谢、抗血小板聚集、保护受损心肌等诸多药理作用[5]。本研究通过建立大鼠心肌缺血再灌注损伤(IRI)模型来模拟临床缺血性心脏病恢复血供治疗过程,考察芪参益气滴丸对IRI大鼠心脏功能、血流动力学和血小板功能的影响,探讨芪参益气滴丸发挥抗心肌缺血再灌注损伤作用及其机制。

1 实验材料 1.1 实验动物

雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,体质量为(220±20)g,SPF级,由中国人民解放军军事医学科学院卫生学环境医学研究所实验动物中心提供,许可证号为SCXK(军)2009-0017。饲养于天津中医药大学动物房。

1.2 实验药物

芪参益气滴丸浸膏由天士力制药集团股份有限公司提供;水合氯醛:天津市科密欧化学试剂有限公司,批号:Q/12HB 4218-2009。

1.3 试剂与仪器

大鼠6酮前列腺素(6KPG)试剂盒、纤维蛋白原(FIB)检测试剂盒和大鼠环磷酸腺苷(cAMP)试剂盒购于BlueGene Biotech公司;E-选择素检测试剂盒、β-血小板球蛋白(β-TG)检测试剂盒、血栓素B2(TXB2)检测试剂盒和血小板因子4(PF4)检测试剂盒均购于Uscn Life science Inc公司。Vevo2100超高分辨率小动物超声实时影像系统(加拿大),酶标仪(美国PerkinElmer),蔡司解剖显微镜(STEMI2000-C,德国),BIOPAC多导生理记录仪MP100-CE(美国),Millar压力-容积系统(澳大利亚),恒温电热毯。

2 实验方法 2.1 分组与给药

随机将大鼠分为假手术组(Sham)和心肌缺血再灌注组(I/R),后者又分为:模型组(I/R),芪参益气高剂量组(QSYQ-H)和低剂量组(QSYQ-L)。芪参益气滴丸给药组依据芪参益气滴丸的成人用量计算大鼠的日用量,实验前称取一定量的浸膏,用0.9%生理盐水分别配成浓度为20 mg/mL相当于芪参益气滴丸浓度60 mg/mL和10 mg/mL相当于芪参益气滴丸浓度30 mg/mL的混悬液。QSYQ-H组大鼠给药量按每天600 mg/kg体重给药,QSYQ-L组大鼠给药量按每天300 mg/kg体重给药。假手术组和模型组大鼠均给予等量生理盐水。每天上午1次,预给药1周,最后1次给药时间为手术前1 h。4组大鼠的进食、进水情况一致。

2.2 IRI模型建立

将各组大鼠于术前禁食12 h,自由饮水,记录大鼠体重,用5%水合氯醛(6 mL/kg)腹腔注射麻醉。建立心肌缺血再灌注损伤模型,按照文献[5]进行操作,缺血30 min再灌注2 h。

2.3 超声心动图检测

再灌注120 min后,进行大鼠心动超声,详见文献[6]。采用Vevo2100超高分辨率小动物超声实时影像仪,探头为MS-250。使用配套气体麻醉装置,1%氧气+2%异氟烷维持麻醉直到超声结束。在二维模式(B-Mode)下获得胸骨旁左室长切面图,在M-型超声图像下进行测量,选择长轴测量包(PLAX)对大鼠收缩期和舒张期进行测量,所有数据均在实验结束后,采用超声系统自带软件进行分析。

2.4 血流动力学检测

超声结束后,用5%水合氯醛按6 mL/kg剂量腹腔注射麻醉,将大鼠固定在鼠板上,进行左室插管,检测血流动力学变化。具体过程按照文献[6]操作,待导管进入左心室后,停止插管。稳定数分钟后同时记录大鼠心率(HR)、左心室收缩压峰值(LVSP)及左心室收缩及舒张最大压力变化速率(±dp/dt max)。

2.5 血浆6KPG、cAMP、E-选择素、β-TG、TXB2、PF4和FIB含量的测定

大鼠麻醉后,腹主动脉取血,加入肝素并分离上清液,严格按照试剂盒要求测定。

2.6 统计学处理

实验数据用SPSS 17.0软件包进行统计学处理。实验结果以均数±标准差(x±s)进行表示,组间比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA),P < 0.05为差异有统计学意义。

3 结果 3.1 芪参益气滴丸对IRI大鼠心脏功能的影响

再灌注120min后,各组大鼠左心室M-Model超声心动图如图 1所示,模型组大鼠较之假手术组左室室壁运动减弱,收缩力下降,经芪参益气滴丸预干预后可以明显改善这一情况。模型组大鼠射血分数(EF)和短轴缩短率(FS)与假手术组相比明显降低(P<0.01),芪参益气滴丸高剂量组和低剂量组与模型组相比,EF和FS显著增加,差异有统计学意义(P<0.01),见表 1

图 1 再灌注结束后各组大鼠超声心动示意图 Fig. 1 Echocardiography of rats in each group after the end of the reperfusion
表 1 芪参益气滴丸对各组大鼠心脏功能的影响(x±s Tab. 1 Effects of QSYQ on cardiac function of rats in each group(x±s)
%
组别 EF FS
Sham 72.23±4.45 40.72±3.95
I/R 40.56±3.28* 20.18±1.86*
QSYQ-L 55.01±3.69# 28.72±3.59#
QSYQ-H 58.74±3.80# 29.61±1.04#
注:与Sham组比较,*P < 0.01;与I/R组比较,#P < 0.01。
3.2 芪参益气滴丸对IRI大鼠血流动力学的影响

血流动力学检测结果显示,模型组大鼠反映左室收缩功能的指标LVSP和+dp/dt max和反映舒张功能的指标-dp/dt max明显低于假手术组,差异有统计学意义(P<0.01);芪参益气滴丸高剂量组大鼠与模型组相比LVSP、+dp/dtmax、-dp/dtmax均显著升高,组间具有统计学差异(P<0.05或P<0.01);芪参益气滴丸低剂量组大鼠LVSP和-dp/dtmax呈现出相似的趋势但无明显差异,而+dp/dtmax较之模型组显著增加,差异具有统计学意义(P<0.01)(表 2)。

表 2 芪参益气滴丸对各组大鼠血流动力学的影响(x±s Tab. 2 Effects of QSYQ on hemodynamics of rats in each group(x±s)
组别 LVSP
(mmHg)
+dp/dt max
(mmHg/s)
-dp/dt max
(mmHg/s)
Sham 114.49±7.25 7 603.92±574.53 -6582.72±431.11
I/R 87.22±3.06* 4 234.84±392.60* -3 911.16±165.95*
QSYQ-L 92.92±6.28 5 386.98±535.44## -4 083.22±245.59
QSYQ-H 95.75±4.62# 5 374.28±419.84## -4 284.72±299.40#
注:与Sham组比较,*P < 0.01;与I/R组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。
3.3 芪参益气滴丸对IRI大鼠血浆中E-选择素、PF4、β-TG和FIB含量的影响

模型组大鼠血浆中E-选择素、PF4、β-TG和FIB含量明显高于假手术组(P<0.01);较之模型组,芪参益气滴丸高、低组大鼠血浆E-选择素、PF4、β-TG和FIB含量显著降低,差异具有统计学意义(P<0.01)(表 3)。

表 3 芪参益气滴丸对各组大鼠血浆中E-选择素、PF4、β-TG和FIB含量的影响(x±s Tab. 3 Effect of QSYQ on plasma levels of E-selectin, PF4, β-TG and FIB in rats(x±s)
ng/mL
组别 E-选择素 β-TG PF4 FIB
Sham 24.04±2.01 21.45±3.76 580±102.90 1443.66±208.04
I/R 35.25±3.57* 42.31±6.64* 1928.12±166.72* 2175.18±294.11*
QSYQ-L 18.09±2.15# 26.71±6.53# 816.01±137.76# 1 793.23±313.95#
QSYQ-H 23.64±4.69# 27.39±6.68# 606.53±126.20# 1622.04±190.78#
注:与Sham组比较,*P < 0.01;与I/R组比较,#P < 0.01。
3.4 芪参益气滴丸对大鼠血浆中6KPG、TXB2水平和6KPG/TXB2的影响

模型组大鼠血浆中6KPG含量相对于假手术组明显降低,芪参益气滴丸高、低剂量组大鼠血浆6KPG水平较之模型组显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。与假手术组相比,模型组大鼠血浆中TXB2含量则显著升高;与模型组比较,芪参益气滴丸高、低剂量组大鼠血浆中TXB2水平明显降低,差异有统计学(P<0.01)。

同时,与假手术组相比,模型组6KPG/TXB2水平显著下降(P<0.01);芪参益气滴丸高、低剂量组可明显抑制这一下降趋势,差异有统计学意义(P<0.01);模型组大鼠血浆中cAMP含量较之假手术组显著降低;芪参益气滴丸高、低剂量组大鼠血浆中cAMP含量则明显要高于模型组(P<0.01),差异有统计学(P<0.05或P<0.01),见表 4

表 4 芪参益气滴丸对各组大鼠血浆中TXB2、6KPG、6KPG/TXB2和cAMP含量的影响(x±s Tab. 4 Effect of QSYQ on plasma levels of TXB2, 6KPG, 6KPG/TXB2 and cAMP in rats(x±s)
组别 TXB2(pg/mL) 6KPG(ng/mL) 6KPG/TXB2 cAMP(pmol/mL)
Sham 11.67±0.36 0.97±0.11 83.41±7.84 44.11±6.57
I/R 15.14±2.21** 0.75±0.03** 50.31±6.55** 33.05±8.13*
QSYQ-L 1 1.50±0.81## 0.95±0.13# 83.17±11.00## 50.83±12.74##
QSYQ-H 10.58±0.54## 0.91±0.10# 85.82±10.48## 47.62±11.14#
注:与Sham组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与I/R组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。
4 讨论

血小板参与机体正常的止血功能,同时在血栓形成过程中,特别是在动脉血栓和微血管血栓形成的过程中起着关键作用,而血栓形成在心脑血管疾病如不稳定性心绞痛、心肌梗死和动脉粥样硬化等的发生和发展中起着促进作用[7]

心肌缺血再灌注发生时,内皮细胞受损,前列环素(PGI2)合成减少,血栓素、花生四烯酸作用增强,引起血小板活化并大量聚集[11]。PGI2是抗血小板聚集和舒张血管的生物活性物质,可使微血管舒张、局部血流量增加,而且具有内源性心肌保护作用[12]。但因其生物半衰期短,约3 min,很快降解成稳定的衍生物6-酮-前列腺素(6KPG),在临床上可通过测定6KPG的浓度反应体内PGI2的浓度。正常状态下TXA2和PGI2处于一种平衡状态,两者之间的平衡是调控血管壁紧张度和血小板功能的重要因素。

环磷酸腺苷(cAMP)是血小板的第二信使[13],在血小板功能调节方面起着重要的作用,其主要是通过降低细胞内Ca2+水平,抑制血小板肌球蛋白磷酸化,降低血小板活化程度。同时还具有促进PGI2合成,抑制TXA2合成的作用[14-15],本实验结果显示芪参益气滴丸可以显著增加IRI大鼠血浆中cAMP的含量,这可能是芪参益气滴丸抑制血小板活化,改善IRI大鼠心脏功能的潜在机制之一。

此外,活化的血小板不但能够在微血管中形成血栓,而且还可以调节多种炎性介质的释放[16],增强中性粒细胞等炎症因子向缺血部位浸润[17],介导炎症反应[18]。有证据表明在再灌注的最初的几分钟内血小板是最先募集到梗死区[19],与中性粒细胞和内皮细胞相互作用最终加重心肌缺血再灌注损伤[20]。之前本课题组也实验证实了芪参益气滴丸可以抑制IRI大鼠的炎症反应[5]

本研究提示芪参益气滴丸发挥抑制血小板活化减轻心肌缺血再灌注损伤的作用,可能是通过增加IRI大鼠血浆中第二信使cAMP的含量,从而抑制血小板肌球蛋白磷酸化,促进前列腺素合成,维持6KFG/TXB2的水平,同时抑制TXB2合成,最终降低血小板活化,减缓血栓形成。芪参益气滴丸在心肌缺血再灌注损伤中的药理学研究还有待进一步深入,为其在临床上开发和应用提供更多的科学依据。

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Study on the protective effects of Qishen Yiqi pill on myocardial ischemia reperfusion injury in rats
CHEN Jing-rui1, WEI Jing1, NI Jing-yu1, LI Min1, FAN Guan-wei1,2     
1. Tianjin State Key Laboratory of Modern Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China;
2. The First Affiliated Hospital of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China
Abstract: [Objective] To investigate the effect and mechanism of Qishen Yiqi pills on myocardial function in rats with myocardial ischemia reperfusion injury. [Methods] The rat model of myocardial ischemia-reperfusion injury was established after 7 days of pre-intervention of Qishen Yiqi pills. At the end of reperfusion, the changes of left ventricular function were observed by echocardiography, and left ventricular catheterization was used to detect the hemodynamics of rats. Also, the contents of 6KPG, TXB2, PF-4, E-selectin, β-TG, FIB and cAMP in rat plasma were detected. [Results] Echocardiography and hemodynamics results showed that Qishen Yiqi pills could significantly increase EF and FS and improve hemodynamics in IRI rats. Qishen Yiqi pills could significantly increase the content of 6KPG and cAMP, reduced TXB2, PF-4, β-TG and E-selectin content in IRI rat plasma, maintaining 6KPG/TXB2 levels. [Conclusion] The pre-intervention of Qishen Yiqi pills can improve the cardiac function of IRI rats and reduce the myocardial ischemia-reperfusion injury, and its mechanism is related to the inhibition of platelet activation.
Key words: myocardial ischemia reperfusion injury     antiplatelet activation     cardiac function     Qishen Yiqi pill