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羟基积雪草苷对离体动脉条的舒张作用及其机制
作者:白纪红 赵日红 吕秋军 马宪梅    
作者单位:宜春学院·医学院,江西 宜春 336000;中国人民解放军军事医学科学院 放射与辐射医学研究所,北京 100850

《时珍国医国药》 2009年 第3期

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       【摘要】 
       目的探讨羟基积雪草苷(madecassoside,MC)的舒张血管作用及其机制。方法采用离体大鼠胸主动脉张力实验观察MC的舒张血管作用。结果MC使去甲肾上腺素(NE)和氯化钾(KCl)收缩动脉条的量效曲线右移,最大收缩力降低;并对NE诱导的细胞内Ca2+释放所引起的收缩有明显的抑制作用;但去除血管内皮细胞后MC反而使动脉条收缩进一步增强;在有一氧化氮合酶(NOS)抑制剂存在的情况下,其抑制NE收缩的效应消失;对血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)收缩动脉条的量效曲线无明显影响。结论MC有明显的舒张血管作用,表现为钙拮抗活性,以抑制细胞内Ca2+释放为主;且通过内皮细胞发挥作用,并与一氧化氮(NO)合成通路有密切的关系。
       【关键词】  羟基积雪草苷 去甲肾上腺素 一氧化氮合酶抑制剂 内皮细胞 胸主动脉
       中药积雪草是伞形科植物积雪草Centella asiatica (L.) Urban的干燥全草,为各版《中国药典》收载品种,其主要活性成分为三萜皂苷类。有报道积雪草总苷具有抗溃疡[1]、治疗皮肤疾病[2]、抗焦虑[3]、免疫调节和诱导凋亡[4,5]等多种作用。
       
       羟基积雪草苷(madecassoside,MC)是积雪草三萜皂苷类的主要成分之一。有关MC单体对心血管方面的作用未见报道。在本实验室前期研究中发现MC对NE预收缩的离体大鼠胸主动脉条有一定的舒张作用,但其作用机制尚不明确。利用离体动脉条模型,进一步探讨MC舒张血管的作用及其机制,为开发此类化合物提供一定的实验依据。
       1  材料
       
   
       MC(军事医学科学院放射与辐射医学研究所样品库);重酒石酸去甲肾上腺素注射液(天津金耀氨基酸有限公司,批号0403311);氯化乙酰胆碱(Acetylcholine Chloride,ACh,Sigma公司分装);血管紧张素Ⅱ(Angiotensin Ⅱ,Sigma公司,批号064K51201);L-N-硝基精氨酸甲酯(Nω-Nitro-L-arginine methyl ester hydrocholoride,L-NAME,Sigma公司,批号124K1212);其它试剂均为分析纯,由军事医学科学院供应科提供。Krebs-Henseleit(K-H)液(mmol·L-1)配方:NaCl 133,KCl 4.75,MgCl2 1.25,CaCl2 1.5,NaHCO3 25,葡萄糖11.1,pH值7.4;无钙K-H液为正常的K-H液无CaCl2成分,加入0.01 mol·L-1EGTA。
       
       清洁级Wistar大鼠,雌雄兼用,体重180~220 g,由军事医学科学院实验动物中心繁殖。
       
       恒温灌流仪(北京军事医学科学院实验仪器厂,HX-10555);张力换能器(高碑店市新航机电设备有限公司,JZ101);MadLab生物医学信号采集处理系统(南京美易科技有限公司)。
       2  方法
       2.1  大鼠胸主动脉条的制备[6]取大鼠,麻醉后开胸迅速取出胸主动脉,将其剪成4~9 mm的环段,置于含10 ml K-H液的浴槽内,保持37 ℃并持续通入体积分数为95% O2和5% CO2的混合气体,前负荷为1.0 g,平衡1~2 h后开始实验,肌条张力通过张力换能器记录于生物医学信号采集处理系统。
       2.2  对NE,KCl和AngⅡ收缩曲线的影响  累积浓度法作NE(10-9~10-5 mol·L-1)量效曲线,K-H液反复冲洗动脉条至张力恢复正常,加入MC作用10 min,在有MC存在的情况下重复上述NE的量效曲线,前后对照统计,MC分为0.02,0.04,0.08,0.16 mmol·L-1剂量组。同法作KCl(0.01 ~ 0.16 mol·L-1)和AngⅡ(10-11~10-6mol·L-1)量效曲线。
       2.3  对NE诱导动脉条两相收缩的影响  标本于K-H液中平衡1~2 h,无钙K-H液反复冲洗30 min后,加入NE 10-7 mol·L-1引起动脉条第一相收缩,收缩稳定后加入CaCl2,以恢复无钙K-H液中的Ca2+浓度(1.5 mmol·L-1),引起第二相收缩,直至收缩达高峰坪值,两相收缩幅度之和作为100%,分别计算两相收缩所占收缩率。无钙K-H液反复冲洗标本,待其张力恢复正常后,加入MC作用10 min,在有MC存在的情况下重复上述过程,前后对照统计。MC分为0.02,0.04,0.08 mmol·L-1剂量组。
       2.4  对内皮完整动脉条及去内皮动脉条作用的比较  机械摩擦法去除动脉条内皮细胞,加入ACh 10-6~10-4mol·L-1检测内皮细胞活性,无内皮动脉条加入ACh后,无舒张效应。同一动物获得的动脉条分别制作保留内皮与去内皮两组标本,作为平行对照。两组标本分别加入NE(10-7mol·L-1)使动脉条收缩达高峰坪值(Emax),累积浓度法加入MC 0.02,0.04,0.08 mmol·L-1,记录各浓度所对应的收缩幅度(E),采用(Emax-E) / Emax × 100%分别计算各浓度MC的收缩抑制率。
       2.5  一氧化氮合酶抑制剂对MC舒血管作用的影响[7]加入NE(10-6mol·L-1)待收缩达高峰坪值(Emax),加入MC 0.08 mmol·L-1,记录加入MC后各时段张力值;冲洗标本,待张力回到基线后,加入NOS抑制剂L-NAME(10-4mol·L-1)5 min后重复上述加入NE及MC的过程,记录相应收缩幅度(E)。分别用公式:收缩率=E / Emax × 100%计算样本在两种条件下的收缩率。同时设空白对照组,观察激动剂NE收缩持续时间,以保证考察MC的舒张作用是在其平稳收缩范围内。
       2.6  统计分析  运用OriginPro7.0软件拟合量效曲线求出PD2,实验结果以(±s)表示,运用SPSS11.5软件进行统计处理,组间显著性检验采用t检验。
       3  结果
       3.1  对NE,KCl和AngⅡ收缩曲线的影响MC可以使NE和KCl量效曲线PD2减小,最大收缩力降低,曲线非平行右移。0.02,0.04,0.08 mmol·L-1组分别使KCl量效曲线的PD2由(1.46±0.06)减至(1.39±0.05),(1.38±0.05),(1.35±0.09),0.04,0.08 mmol·L-1组最大收缩力由(1.56±0.26)g降至(1.32±0.17)g,(1.28±0.20)g,与对照组相比均有统计学差异(P<0.05),结果见表1和图1。
        对AngⅡ量效曲线的PD2及最大收缩力均无明显影响(P>0.05)。结果见表2。
       表1  MC对NE收缩大鼠胸主动脉条量效曲线的影响(略)
       与NE对照组比较,*P<0.05,**P<0.01;n=10
       与KCl 对照组比较,*P<0.05,**P<0.01;n=10
       图1  MC对KCl收缩大鼠胸主动脉条量效曲线的影响(略)
       表2  MC对AngⅡ收缩大鼠胸主动脉条量效曲线的影响(略)
       与AngⅡ对照组比较,*P<0.05;n=8
       3.2  对NE诱导动脉条两相收缩的影响MC抑制细胞内Ca2+释放引起的收缩(P<0.05);但对细胞外Ca2+内流引起的收缩并无明显抑制作用(P> 0.05)。结果见表3。
       表3  MC对NE引起的内Ca2+释放和外Ca2+内流两相收缩的影响(略)
       与NE对照组比较,*P<0.05,**P<0.01;n=10
       3.3  对内皮完整动脉条及去内皮动脉条作用的比较在内皮完整动脉条中MC可抑制NE引起的收缩,收缩抑制率逐渐增大;去内皮组:MC使动脉条收缩增强,收缩抑制率均为负值,各剂量组分别与内皮完整组比较有显著性差异(P<0.001)。结果见表4。
       表4  MC对内皮完整和去内皮大鼠胸主动脉条作用的比较(略)
       与相应的内皮完整组比较,***P<0.001;n=10
       3.4  一氧化氮合酶抑制剂对MC舒血管作用的影响MC可抑制NE(10-6 mol ·L-1)引起的收缩(P<0.001),当加入L-NAME后使收缩率增至(128.8 ± 14.8)%,与NE对照组相比有统计学差异(P<0.001),但在L-NAME存在的情况下再次加入等剂量MC,不表现出明显的舒张作用,与(NE + LNAME)组相比无显著性差异(P>0.05),结果见图2。
       图2  L-NAME对MC舒张大鼠胸主动脉条作用的影响(略)
       4  讨论
       
       高浓度的钾使血管平滑肌细胞膜去极化,细胞内Ca2+浓度增加,引起血管收缩。MC非竞争性抑制KCl的缩血管作用,表明MC的舒血管作用与抑制肌细胞内Ca2+增多有关。
       
       NE通过α受体激活受体操纵钙通道(ROC)引起血管收缩,这种收缩既有细胞外Ca2+内流的作用,也有细胞内钙储存池Ca2+释放的参与。MC对NE的缩血管作用表现为非竞争性抑制,表明MC不是与α受体竞争性作用,可能是改变了与Ca2+有关的平滑肌收缩活性。对血管平滑肌两相收缩成分的分析显示,MC抑制细胞内Ca2+释放为主,从而引起舒张效应。以上结果说明MC具有一定的钙拮抗作用。
       
       血管内皮细胞在调解血管张力方面起着非常重要的作用,因此实验中考察了内皮细胞对MC舒张血管作用的影响。结果发现,MC依赖内皮细胞发挥舒张血管作用,去除内皮后MC反而表现出收缩血管效应。因此进一步探讨与内皮相关的肾素-血管紧张素系统及NO合成调节通路。实验结果表明MC可能不是直接通过抑制AngⅡ而舒张血管的;根据预实验及相关文献报道[8],应用一氧化氮合酶抑制剂 L-NAME 10-4mol·L-1可有效阻断NO的合成。实验中应用此浓度的L-NAME,取消了MC的舒张血管作用。结果提示:MC通过内皮细胞发挥舒张血管作用,而且与NO合成通路密切相关。
       
       综上所述,羟基积雪草苷具有舒血管活性,其作用机制:具有钙拮抗作用,并以抑制细胞内Ca2+释放为主;舒张血管作用具有血管内皮依赖性,且与NO合成通路有关。其确切机制有待进一步研究探讨。
       
       致谢:本项研究在北京军事医学科学院,放射与辐射医学研究所完成,得到了任建平、郭绍明、温利青老师的耐心指导与大力帮助,向他们表示真诚的谢意。同时感谢组里其他各位老师、同学给予的帮助和支持。
       【参考文献】
          [1] Chen Lung-cheng, Jin Sheng-guo, Luk J, et al. The healing effects of Centella extract and asiaticoside on acetic acid induced gastric ulcers in rats[J].Life Sciences, 2004, 74(18): 2237.
       
       [2] Sampson JH, Raman A, Karlsen G, et al. In vitro keratinocyte antiproliferant effect of Centella asiatica extract and triterpenoid saponins[J].Phytomedicine, 2001, 8(3): 230.
       
       [3] Chen Si-wei, Wang Wen-juan, Li Wei-jing, et al. Anxiolytic-like effect of asiaticoside in mice[J].Pharmacology Biochemistry and Behavior, 2006, 85(2): 339.
       
       [4] Jayathirtha MG, Mishra SH. Preliminary immunomodulatory activities of methanol extracts of Eclipta alba and Centella asiatica[J].Phytomedicine, 2004, 11(4): 361.
       
       [5] Huang YH, Zhang SH, Zhen RX, et al. Asiaticoside inducing apoptosis of tumor cells and enhancing anti-tumor activity of vincristine[J].Chin J Cancer, 2004, 23(12):1599.
       
       [6] 徐叔云,卞如濂,陈 修. 药理实验方法学,第3版[M].北京:人民卫生出版社,2002:1070.
       
       [7] Mizuno O, Hirano K, Nishimura J, et al. Mechanism of endothelium-dependent relaxation induced by thrombin in the pig coronary artery[J].Eur J Pharmacol, 1998, 351(1):67.
       
       [8] Moncada S, Palmer RM, Higgs EA. Nitric oxide: Physiology, pathophysiology and pharmacology[J]. Pharmacological Reviews, 1991, 43(2):109.

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