活血通脉灵对心肌缺血大鼠的保护作用研究
作者:杜英,杨习星,商小涓,李梅杰
作者单位:(1.河北工程大学医学院, 河北 邯郸 056029 ;2.河北邯郸矿业集团医院, 河北 邯郸 ……056002)
《时珍国医国药》 2010年 第6期
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【摘要】
目的探讨活血通脉灵(HXTML)对异丙肾上腺素(ISO)所致心肌缺血大鼠的保护作用机制。方法将50只Wistar雄性大鼠随机分为空白对照组,模型对照组,药物对照组及活血通脉灵大剂量治疗组(HXTMLmax)和活血通脉灵小剂量治疗组(HXTMLmin),采用ISO 复制心肌缺血模型,用心电图机标记Ⅱ导联,检测血清心肌酶,即肌酸激酶(CK),其同工酶(CK-MB),乳酸脱氢酶(LDH)。取心尖部心肌组织,进行苏木素-伊红(HE)染色,光镜下观察病理形态学改变。结果①与空白组比较,模型组心电图ST段压低及T波降低明显(P<0.01);与模型组比较,药物对照组及各中药治疗组ST段及T波压低较小(P<0.05或P<0.01);②血清心肌酶3项指标中,模型组较空白组均显著升高(P<0.01);与模型组比较,HXTMLmax组3项指标均降低,药物对照组及HXTMLmin组3项指标也有不同程度改善(P<0.01)。HXTMLmax组在降低LDH方面优于以上两组(P<0.01);③空白对照组未见明显的组织学改变;模型组以心肌大范围灶性病变,肌纤维肿胀和断裂,空泡变性,间质水肿,炎细胞浸润为主;药物对照组和HXTMLmin组较模型组改变轻微,以肌纤维肿胀,局灶性断裂,少量空泡变性和炎细胞浸润为主;HXTMLmax组的病理改变最轻,多为炎细胞浸润。结论活血通脉灵能改善异丙肾上腺素所致心肌缺血大鼠的心肌损害,对心肌组织有一定保护作用。
【关键词】 活血通脉灵;心肌缺血;异丙肾上腺素;心电图;血清心肌酶
冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary atherosclerotic heart disease),简称冠心病(coronary heart disease,CHD),又称缺血性心脏病(ischemic heart disease,IHD),是由于冠状动脉循环改变引起冠脉血流供应和心肌需求之间不平衡而导致的心肌损害。近年来,从流行病学研究和临床观察发现,国内外本病发病率有上升趋势,成为危害人类健康和生命的主要疾病之一。因此,对于本病的防治受到国内外医学界的日益重视, 传统的中医药学对于本病也有自己独特的认识。中药方剂活血通脉灵(HXTML)是以传统气血理论为基础,经多年实践总结创新出来的具有防治冠心病心肌缺血作用的经验方。本研究采用文献公认的方法复制大鼠心肌缺血模型,从心电图、血清酶学、形态学多方面探讨活血通脉灵防治心肌缺血的作用机制,旨在开发新型中药,为揭示理气活血中药防治冠心病的作用机制提供实验依据。
1 材料与仪器
1.1 动物选用Wistar雄性大鼠50只,体质量200~220 g,清洁级,购自河北省实验动物中心,动物合格证编号:DK0505-0027。在通风、温度、湿度适宜的动物室内常规饲养。
1.2 药物活血通脉灵(丹参、元胡、柴胡、枳壳、当归、赤芍、川芎、檀香)所需中药材均购自河北医科大学中医院,并由医院制剂室制成汤剂。大剂量组每毫升药液含生药4.7 g,小剂量组每毫升药液含生药2.35 g。盐酸异丙肾上腺素(ISO)注射液:上海禾丰制药有限公司生产,批号:5E20002,规格1 mg/2 ml;肠溶阿斯匹林:石家庄制药集团生产,批号:070617。
1.3 主要仪器心电图机(ECG6951D型,上海光电医用电子仪器有限公司);电子分析天平(TD 2001型,天津市天平仪器有限公司);高速冷冻离心机(TDL-5-A型,上海安亭科学仪器厂);电热恒温培养箱(HHB11360型,天津三水科学仪器有限公司);LEICA切片机(RM2125型,德国);恒温式附贴切片展片仪(ZHPY-型,河北医学院);双目生物摄影显微镜(XSZ-HS型,日本)。
2 方法
2.1 动物分组及给药方法采用随机数字表法,将50只Wistar大鼠分为5组,即空白对照组、模型对照组、药物对照组、活血通脉灵大剂量治疗组和小剂量治疗组,每组10只,先适应性喂养7 d。实验前用20%乌拉坦5 ml/kg腹腔注射麻醉后,记录肢体Ⅱ导联心电图,ST段接近等电位线,T波无低平或高耸者即可入选。空白组和模型组每次给予10 ml/kg的生理盐水,药物对照组给予肠溶阿斯匹林16.6 mg/kg,用生理盐水配制成等体积混悬液;活血通脉灵大剂量治疗组和小剂量治疗组分别给予含生药47,23.5 g/kg汤剂, 以上液体及药物的给药容积为10 ml/kg,1/d次,连续14 d。
2.2 复制模型方法参照文献[1],自第12天灌胃后2 h,除空白对照组外,其余4组大鼠均皮下注射异丙肾上腺素5 mg/kg复制心肌缺血模型,空白对照组皮下注射等容积生理盐水,1次/d,连续3 d。
2.3 测心电图方法各组大鼠均在末次皮下注射后45 min用20%乌拉坦5 ml/kg腹腔注射麻醉,仰位固定于鼠板上,将针状电极插入大鼠四肢皮下,连接心电图机,描记Ⅱ导联。走纸速度50 mm/s,灵敏度为2,并与造模前心电图进行自身比较。
2.4 血清心肌酶的测定描记心电图后,立即断头取血,不加抗凝剂,静置后4℃ 3 500 r·min-1离心10 min分离血清,在全自动生化仪上检测CK,CK-MB,LDH。
2.5 光镜标本制备取心尖部心肌组织,生理盐水冲洗,40 g·L-1甲醛固定24 h,常规石蜡包埋,制成4 μm切片,HE染色,光镜下观察。
2.6 统计学方法所有实验数据用±s表示。用SPSS11.5统计软件进行统计处理,不同组间用单因素方差分析。
3 结果
3.1 心电图改变与实验前所做心电图相比,空白组心电图ST段接近等电位线,T波无明显降低。与空白组比较,模型组ST段压低及T波降低明显(P<0.01),表明本次复制心肌缺血模型成功。与模型组比较,药物对照组及各中药治疗组ST段及T波压低较小(P<0.05或P<0.01),药物3组间差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表1。
3.2 血清心肌酶3项指标中,模型组较空白组均显著升高(P<0.01)。与模型组比较,HXTMLmax组3项指标均降低,两组差异均有统计学意义(P<0.01);药物对照组及HXTMLmin组3项指标也有不同程度改善(P<0.01)。HXTMLmax组在降低LDH方面优于以上两组(P<0.01),在其余两个指标中3组间差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表2。
表1 各组大鼠ST段和T波变化的比较 (±s)
表2 各组大鼠血清心肌酶含量的比较(±s)
3.3 组织病理学空白对照组未见明显的组织学改变。光镜下可见心肌纤维排列整齐,心肌及内膜细胞连续完整,胞核居中,胞浆着色均匀,间质无水肿,血管轻微扩张均属正常范围。结果见图1。
模型对照组光镜下可见心肌纤维肿胀,多处断裂,肌横纹消失,空泡变性明显;血管淤血,管壁扩张,管腔增大;内膜细胞局部排列紊乱,核肿胀变圆甚至脱失;间质水肿,有较多炎细胞浸润,组织间隙明显增宽。结果见图2。
药物对照组较模型对照组改变轻微。心肌纤维轻度肿胀,局灶性断裂,少量空泡变性。内膜组织连续,间质轻度水肿,炎细胞浸润明显,组织间隙增宽。结果见图3。
HXTMLmax组光镜下可见组织学轻微改变,心肌纤维排列整齐,轻度肿胀,结构尚好,未见断裂,偶见空泡变性,心肌及内膜细胞排列整齐,间质轻度水肿,少量炎细胞浸润,组织间隙轻度增宽。结果见图4。
HXTMLmin组光镜下较模型组改变轻微。心肌纤维轻度肿胀,局灶性断裂,少量空泡变性。心肌及内膜细胞排列尚可,间质水肿,少量炎细胞浸润,组织间隙轻度增宽。结果见图5。
4 讨论
本研究采用了小剂量ISO皮下注射复制心肌缺血大鼠模型的方法。观察了活血通脉灵对其心电图、心肌酶及心肌组织病理形态变化的影响,从而为本病防治缺血性心脏病提供了理论和实验基础。
冠心病属中医学“胸痹”“心痛”等范畴,其病位在心和血脉,病机主要与气血功能紊乱有关。活血通脉灵由丹参、元胡、柴胡、枳壳、当归、赤芍、川芎、檀香8味中药组成。综观全方,针对气滞血瘀这一病机关键,采用丹参、元胡行气活血;柴胡、枳壳、当归理气、养血活血,升中有降;赤芍、川芎、檀香行气去瘀。诸药合用,共奏理气活血、通络止痛之功效,且力专而效宏,故用于临床能取得满意疗效。
有研究表明[2,6],给大鼠注射ISO可使其冠脉发生痉挛性收缩,并能提高心肌耗氧量,从而使心肌相对缺血缺氧,功能紊乱。以此方法复制的心肌缺血模型十分稳定,其心电图演变、心肌代谢改变、组织病理学的变化均与人类动脉粥样硬化后自然发生的急性心肌梗塞或心绞痛近似。此法简单易行,具有一定的优越性。
心肌缺血后由于无氧代谢导致大量有害物质如乳酸、氧自由基、游离脂肪酸等在心肌中堆积,加之细胞内钙离子超载等因素造成心功能下降,心肌细胞损伤,细胞膜通透性增强,使细胞内酶大量释放入血液。因此,血清酶的高低,可反映缺血心肌细胞的损伤程度[7]。
目前多数情况下选择肌酸激酶(Creatine Kinase,CK)及其同工酸(CK-MB)作为首选检测心肌损伤的标志物。CK主要分布于骨骼肌和心肌中。由于其分子量不大,而且大量存在于胞质中,所以在各种酶中最早进入血液,是心肌缺血时血清酶最早升高的一种,可作为急性冠心病监护单位最有用酶之一。CK-MB在诊断急性心肌损伤时特异性更高。据文献报道,约有12.5%的急性心肌梗塞患者CK不高,但CK-MB超过正常[8]。若CK-MB保持在高水平则意味着心肌坏死还在继续发展,心绞痛也可使CK-MB含量升高[9],因此有人将CK及CK-MB视为诊断急性心肌梗塞的“金标准”[10],作为检测心肌损伤的指标,其敏感度及特异性也都比较好。乳酸脱氢酶(Lactic dehydrogenase , LDH)存在于心肌、红细胞等组织中,由于其分子量较大,在常用酶中升高最迟。但其半衰期较长,增高持续时间可达5~10 d,峰值可达10倍正常上限,因此在诊断心肌梗塞时有一定价值。
本实验结果显示,小剂量异丙肾上腺素引起大鼠心肌缺血,心肌细胞损伤,细胞内多种酶外漏进入血液。模型组中心肌酶CK及CK-MB,LDH 3项指标较空白组显著升高。其中CK含量较正常组增加了71.66%, CK-MB增加了46.99%, LDH增加了103.26%,有统计学意义。说明异丙肾上腺素可致心肌细胞损伤,酸性代谢产物增加。同时,心电图结果显示,模型组ST段及T波较空白对照组明显压低,有统计学意义。心肌形态学观察也表明模型组心肌出现严重病理损伤,提示心肌缺血模型制备可靠。而活血通脉灵大、小剂量组中3项心肌酶指标均低于模型组,ST段及T波压低较小,光镜下两组心肌组织未见严重病理损伤。这一结果表明活血通脉灵能拮抗心肌缺血损伤引起的心肌酶学的变化,并对损伤的心肌细胞有保护作用。结合心电图改善结果,初步分析其作用机制可能与扩张冠状动脉,改善心肌内血液循环,增加冠脉流量,使心肌供氧能力增强有关。
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