天津中医药  2017, Vol. 34 Issue (11): 760-763

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于海睿, 孙静
YU Hai-rui, SUN Jing
养心汤对慢性心力衰竭模型大鼠心肌AI、LVEF影响的研究
Effects on Yangxin decoction of myocardial AI and LVEF of chronic heart failure model rats
天津中医药, 2017, 34(11): 760-763
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2017, 34(11): 760-763
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2017.11.13

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收稿日期: 2017-05-21
养心汤对慢性心力衰竭模型大鼠心肌AI、LVEF影响的研究
于海睿, 孙静     
黑龙江中医药大学, 哈尔滨 150000
摘要:[目的]通过建立慢性心力衰竭(CHF)大鼠模型,观察养心汤对CHF模型大鼠心肌细胞凋亡指数(AI)和左室射血分数(LVEF)的影响。[方法]选取SD雄性大鼠70只,随机选取10只大鼠作为空白对照组,其余60只大鼠腹腔注射阿霉素每周4 mg/kg,连续6周,6周后全部大鼠予心脏超声测定心功能,以LVEF < 60%为CHF模型复制成功。将模型复制成功大鼠按随机数字表法随机分成模型对照组、养心汤组、卡托普利组。模型对照组、空白对照组予等体积的蒸馏水灌胃,养心汤组予养心汤浸膏8.1 g/(kg·d),卡托普利组予卡托普利2.25 mg/(kg·d),连续4周,实验结束后测定大鼠LVEF、AI及心肌组织病理形态学变化。[结果]LVEF降低,心肌细胞水肿变化,肌纤维断裂缺损,核固缩,胞质不均匀,间质炎细胞浸润,差异有统计学意义(P < 0.05),与模型对照组比较,养心汤组、卡托普利组大鼠心肌AI降低,LVEF升高,心肌细胞排列较整齐,形态正常,可见横纵纹,渗出减少,可见断裂缺损,差异有统计学意义(P < 0.05)。与卡托普利组比较,养心汤组大鼠心肌AI、LVEF、心肌苏木精-伊红(HE)染色,差异无统计学意义(P>0.05)。[结论]养心汤能降低心力衰竭大鼠心肌AI,增加LVEF、减少心肌细胞损伤,治疗CHF。
关键词养心汤    慢性心力衰竭    左室射血分数    心肌细胞凋亡之指数    阿霉素    

慢性心力衰竭(CHF)是一种严重危害人类健康的心血管疾病,主要由于心脏结构改变,心肌收缩和舒张功能下降,心排血量不足,不能满足机体代谢需求而产生,临床常出现中重度的呼吸困难和运动、活动受限,是多种心血管疾病或某些其他慢性疾病的终末阶段[1]。美国心脏病协会(AHA)[2]调查发现美国心力衰竭患病率约为1.5%~2.0%,而65岁以上心力衰竭的发病率约为6%~10%。在中国成人心力衰竭患病率为0.9%,随年龄的增加心力衰竭的发病率呈上升趋势。CHF因其发病率高、再住院率高、死亡率高已经成为严重威胁人类健康的疾病之一。随着现代医学及药物的研发,治疗心力衰竭的药物已经不单纯是强心、利尿、扩血管,而是转变为利尿、血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)或血管紧张素受体拮抗剂(ARB)(抑制心室重构)和β受体阻滞剂(降低心肌耗氧)等多种治疗方法。而非药物疗法因其价格昂贵,难以被大众接受,临床应用少。中医药以辨证论治、整体观念为指导,能明显改善CHF患者症状,提高生活质量,以阻止或延缓CHF的进展,再加上毒副作用小,逐渐被广大患者所接受,在治疗CHF方面具有一定的优势。本研究以CHF大鼠为模型,观察养心汤对CHF大鼠心肌细胞凋亡指数(AI)和左室射血分数(LVEF)的影响,拟探讨养心汤治疗CHF的作用机制,为中医药治疗CHF提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 动物

普通级雄性SD大鼠70只,体质量(150±20)g,由黑龙江中医药大学动物中心提供。

1.1.2 药物与试剂

养心汤浸膏由本院制剂室负责制备,药物组成包括炙黄芪、人参、五味子、法半夏、川芎、远志、炒枣仁、柏子仁、茯神、白茯苓、肉桂、当归、甘草组成,每克养心汤浸膏含生药5.39 g;卡托普利(国药准字H32022823),规格每片25 mg,江苏恒瑞医药股份有限公司生产;阿霉素(国药准字H19990280),规格每支10 mg,浙江海正药业股份有限公司生产;TUNEL试剂盒Roche公司。

1.1.3 仪器

心脏多普勒彩色超声机(SONOS5500),Agilnet公司;超低温冰箱(DW-86L386),日本三洋电器公司;德国SLEE石蜡切片机CUT4062;BS-51显微镜,日本奥林巴斯公司。

1.2 造模、分组及给药

采用腹腔注射阿霉素的方法复制CHF模型。将阿霉素配制成2 mg/mL溶液,根据大鼠体质量以每周4 mg/kg腹腔注射,连续6周。6周后大鼠称量麻醉,测定大鼠心脏LVEF值,以LVEF<60%为CHF模型复制成功[3]。成模大鼠随机分为养心汤组、卡托普利组、模型对照组,每组各9只。大鼠给药剂量(g/kg)=人的给药剂量(g)×换算系数(0.018)/所求动物体质量(kg),养心汤组予养心汤浸膏8.1 g/(kg·d),卡托普利组予卡托普利片2.25 mg/(kg·d),模型对照组和空白对照组予等容积蒸馏水,给药时间连续4周。

1.3 取材

实验结束后,大鼠禁食不禁水12 h后,麻醉大鼠,固定操作台上,剪胸毛备皮,开胸取大鼠心脏心肌组织,4%多聚甲醛固定,用于苏木精-伊红(HE)染色法及TUNEL法观察大鼠心肌细胞凋亡指数。

1.4 观测指标及方法 1.4.1 LVEF测定

实验结束后,麻醉大鼠,心脏彩超测量大鼠心脏收缩末期内径、舒张末期内径计算LVEF。

1.4.2 TUNEL法观察各组大鼠心肌细胞凋亡情况

参照试剂盒说明步骤进行,每张切片随机选取6个高倍视野,分别计算细胞总数、阳性细胞数,取平均值,计算心肌细胞凋亡指数(AI=阳性细胞/细胞总数×100%)。

1.4.3 心肌组织HE染色

参照常规HE染色步骤。

1.5 统计学方法

采用SPSS 20.0统计软件处理实验数据。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,多组间比较应用单因素方差分析,组间两两比较,方差齐时用LSD法,方差不齐用Dunntt’s T3,检验结果以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 养心汤对CHF大鼠心肌细胞凋亡指数(AI)的影响

利用TUNEL法检测心肌细胞凋亡指数,结果显示:与空白对照组比较,模型对照组大鼠AI增加,差异有统计学意义(P<0.05);与模型对照组比较,养心汤组、卡托普利组大鼠心肌AI降低,差异有统计学意义(P<0.05);与卡托普利组比较,养心汤组大鼠心肌AI增加,但差异无统计学意义(P>0.05),见表 1

表 1 养心汤对CHF大鼠心肌细胞凋亡指数的影响(x±s Tab. 1 Affection of Yangxin decoction on chronic heart failure model rats of myocardial AI (x±s)
%
组别动物数AI
空白对照组92.32.±1.03
模型对照组837.14±1.15#
养心汤组922.46±1.29
卡托普利组921.68±1.17*
 注:与模型对照组相比,*P<0.05;与空白对照组相比,#P<0.05;与卡托普利组相比,P>0.05。
2.2 养心汤对CHF大鼠心脏LVEF的影响

各组大鼠LVEF比较,空白对照组最高,与模型对照组、养心汤组、卡托普利组相比差异有统计学意义(P<0.01);模型对照组最低,与养心汤组、卡托普利组比较,差异有统计学意义(P<0.01);卡托普利组与养心汤组相比,差异无统计学意义(P>0.05),见表 2

表 2 养心汤对CHF大鼠心脏LVEF的影响(x±s Tab. 2 Affection of Yangxin decoction on chronic heart failure model rats of myocardial LVEF(x±s)
%
组别动物数LVEF
空白对照组974.99±4.25
模型对照组837.03±4.39#
养心汤组956.62±5.64
卡托普利组957.87±3.72*
 注:与模型对照组相比,*P<0.01;与空白对照组相比,#P<0.01;与卡托普利组相比,P>0.05。
2.3 CHF大鼠心肌组织HE染色结果

空白对照组心肌细胞排列整齐、横纵纹清晰,心肌纤维排列规整无断裂缺损,细胞核大小、形态正常,胞浆均匀,未见渗出及细胞水肿,见图 1A。模型组细胞水肿空泡颗粒变性,间隙增宽、肿胀,看不见横纵纹,心肌纤维断裂缺损,细胞核固缩,细胞胞质不均匀,心肌细胞间质炎细胞浸润,见图 1B。养心汤组心肌细胞排列较整齐,形态正常,可见横纵纹,渗出减少,可见断裂缺损,见图 1C。卡托普利组心肌细胞排列规整,可见横纵纹,渗出减少,可见断裂缺损及着色不均匀,见图 1D

图 1 各组大鼠心肌组织形态(HE染色,×100) Fig. 1 Appearance of myocardial tissue of rats of each group(HE staihing, ×100)
3 讨论 3.1 养心汤组方分析及现代药理研究

养心汤出自《证治准绳·杂病证治类方》,王肯堂认为养心汤主治心虚血亏,惊悸不安。其方包括黄芪、茯神、人参、五味子、白茯苓、川芎、远志、半夏、当归、炒枣仁、肉桂、柏子仁、甘草13味中药组成[4]。方中黄芪、人参为君,补脾益气;臣以当归补血养心,与黄芪、人参配伍以培气血不足之本;茯神、茯苓养心安神,以治心神不宁之标;佐以柏子仁、酸枣仁、远志、五味子补心安神定悸;半夏燥湿化痰和胃,配黄芪、人参补脾和中,以资气血生化之源;肉桂引火归元,并可鼓舞气血生长增加温养之功;川芎调肝和血,且使诸药补而不滞;甘草调和诸药,与人参、黄芪相伍,以增强益气之功,共为佐使。纵观全方,气血并补,标本兼治,重在养心安神。本研究结果显示,养心汤能够提高CHF大鼠LVEF,同时能够降低心肌细胞凋亡指数,并对心肌细胞的损伤具有保护作用,因此养心汤有效的机制可能与其益气补血、养心安神之功效相关,补益心气,心气充足,心神得以濡养,则能治疗CHF。现代药理研究表明黄芪有效成分黄芪甲苷可抑制心肌肥厚大鼠的肾素-血管紧张素激活,延缓心室重构同时可增强心脏功能,促进血管生成、心肌细胞发育等作用[5-6]。人参药理研究证实具有提高心肌收缩力,降低外周血管的阻力,降低心肌的耗氧量,改善心功能,人参提取物人参总皂苷,能抑制血栓素A2的生成、抗血小板聚集、抗氧自由基保护心肌细胞[7-8]。酸枣仁有增强免疫力、抗心律失常、心肌缺血的作用,与抑制迷走神经兴奋以及β1受体作用有关[9]。有研究表明五味子能抑制氧自由基的活性,保护缺血的心肌,降低血脂,抗血小板聚集等作用[10]。远志提取物能抑制心肌细胞中的Ca2+,对抗心肌缺血[11],远志皂苷可以抑制大鼠心肌组织中一氧化氮(NO)的形成和血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)的升高,增加超氧化物歧化酶(SOD)的活力,减小大鼠心肌梗死的范围[12]。现代研究认为半夏具有降低血黏度、抗心律失常的作用[13]。桂皮醛是从肉桂中提取的有效成分,作用有降低血管阻力,舒张血管、增加冠状动脉血流等作用,同时具有预防血栓形成的作用[14]

3.2 养心汤对心肌细胞凋亡指数的影响

自从1972年Kerr等提出“细胞凋亡”的概念之后,细胞凋亡已成为许多领域关注的热点。细胞凋亡[15],亦称程序性死亡(PCD)是机体在某些信号的诱导下,发生一系列有规律的依靠细胞分子的生化活动,与组织坏死或者突发性细胞死亡不同的是,它是与基因程序结合在一起的一种自发的、程序化的生理死亡现象。这种细胞凋亡现象与基因激活、基因表达以及调控等因素有密切关系。近年研究发现,细胞凋亡在心室重塑过程中发挥了不可忽视的作用[16],成熟的心肌细胞具有不可再生性,现存的心肌细胞也会随着人年龄的增长而逐渐丧失功能。心力衰竭时,心肌细胞凋亡使心肌细胞数量减少,破坏心肌结构,减弱心肌收缩力,这可能是使心力衰竭失代偿的关键因素之一。由此可见,CHF的发生发展与细胞凋亡有着密不可分的关系。本研究的结果显示养心汤能降低CHF模型大鼠心肌细胞凋亡指数,保护心肌细胞,其机制可能与养心汤益气养血活血相关,心主血脉,主统血,心气足,血脉充盈,心神得以濡养,故心肌细胞凋亡减少,延缓心力衰竭进程。

3.3 养心汤对LVEF的影响

CHF是由于多种因素导致心脏结构或功能改变引起心肌舒缩功能异常的一种临床综合征[17]。心脏超声多普勒心动图作为一种无创的诊疗手段成为心力衰竭的诊断标准之一,主要用于观测心脏各个腔室的大小、心腔结构及心脏的射血分数等。利用心脏超声测定心脏LVEF,已经成为CHF的诊断、疗效判定与预后评估的可靠根据。本研究通过测定LVEF,一方面为判定CHF大鼠模型复制是否成功,大鼠腹腔注射阿霉素6周后,大鼠心脏超声示LVEF<60%,再结合大鼠的一般状态改变认为本研究选用腹腔注射阿霉素的方法能成功能模拟CHF模型。另一方面为判定给药4周后养心汤组和卡托普利组CHF大鼠的疗效,结果养心汤组、卡托普利组大鼠LVEF明显升高,与模型组相比差异有统计学意义;养心汤组与卡托普利组比较,卡托普利组大鼠LVEF高于养心汤组,两组相比差异无统计学意义,且养心汤组大鼠毛色鲜明、活动量、食量明显多于卡托普利组。

总之养心汤能减少CHF模型大鼠心肌细胞凋亡,增加LVEF值,保护心肌细胞,延缓心室重构,从而达到治疗CHF的目的,其疗效与卡托普利相当,值得临床应用和推广。

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Effects on Yangxin decoction of myocardial AI and LVEF of chronic heart failure model rats
YU Hai-rui, SUN Jing     
Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150000, China
Abstract: [Objective] Through the establishment of chronic heart failure rat model to observe effects on Yangxin decoction of AI and LVEF of chronic heart failure model rats. [Methods] The 70 male SD rats randomly selected 10 rats as control group, and the remaining 60 rats received intraperitoneal injection of adriamycin 4 mg/kg weekly for 6 weeks. After 6 weeks, all the rats measured the heart function, with LVEF < 60% for heart failure model was established successfully. The rat model was established successfully were randomly divided into model control group, Yangxin decoction group and captopril group by random numbers. The blank control group, model control group distilled water with equal volume. Yangxin decoction group treated with Yangxin decoction extract 8.1 g/(kg·d) daily. Captopril group with captopril 2.25 mg/(kg·d) daily, administered for 4 weeks. After 4 weeks, all the rats were measured the AI and HE, LVEF staining to observe the myocardial tissue morphological changes. [Results] Compared with the blank control group, model control group rats myocardial AI increased, LVEF decreased, myocardial cell edema, muscle fiber fracture defext, karyopyknosis, uneven cytoplasm, interstitial infiltration of inflammarory cells. The difference was statistically significant (P < 0.05). Compared with the model group, decoction group, raise heart myocardial AI captopril group rats decreased, and LVEF increased. Myocardial cells were arranged in order, normal morphology, cisible horizontal and vertical lines, reduce exudation, visible fracture defect. The difference was statistically significant (P < 0.05). Compared with the captopril group, Yangxin decoction group rats myocardial AI, LVEF, myocardial HE staining, and there was no significant difference significance(P>0.05). [Conclusion] Yangxin decoction can inhibit chronic heart failure myocardial tissue of rats with AI, increased LVEF, reduce myocardial cell injury, and treat chronic heart failure in heart failure rats.
Key words: Yangxin decoction     AI     LVEF     CHF     adriamycin