全 文 ：收稿日期:1998-11-25
艹各葱浸膏及其化合物对培养心肌细胞的作用
赵怀清　难波恒雄
沈阳药科大学基础部 , 沈阳 110015;　日本富山医科药科大学和汉药研究所 , 日本富山 930-01
摘　要　利用图象分析系统考察了艹各葱(Allium victorialis L.)浸膏及其成分对小鼠胎仔培养心
肌细胞作用.结果表明 , 挥发性提取物对培养心肌细胞心率和振幅有明显的增强作用 , 而甲醇和水
提取物对两者均无影响.从具有生物活性的挥发性提取物中分离得到的二甲基二硫 、烯丙基甲基
三硫 、烯丙基甲基硫醚和二烯丙基二硫对培养心肌细胞心率和振幅均有不同程度的增强作用 , 而
不含硫的 2-戊酮则没有作用.
关键词　培养心肌细胞;自发性心率;艹各葱;含硫化合物
分类号　R962
　　长期以来 ,治疗心脏功能不全 ,主要使用钠泵抑制剂毛地黄和 β-受体部分激动剂扎莫特罗
等 ,而这些药物常常会引起心律失常等副作用 ,所以 ,开发新的心功能不全治疗药物是十分必
要的.艹各葱(Allium v ictorialis L.)是百合科葱属植物 ,分布于日本寒冷的北海道地区.自古以
来 ,除了为人们所食用外 ,还把它作为一种珍贵的药草而广泛利用.艹各葱具有一种强烈的刺激
性气味 ,其主要成分为含硫化合物〔1～ 4〕 ,具有抗血小板聚集作用〔5 ～ 7〕.除此之外 ,还具有减少
中性脂肪 ,预防感冒 ,滋补强壮等功能.为了寻找其新的药效及功能 ,作者以培养小鼠心肌细胞
作为动物实验模型 ,对日本产艹各葱进行了研究.
1　材料
Eagle s MEM (minimal essential medium)由日本日水制药株式会社购入.FBS(fetal bovine
serum)由 Whittaker M.A.Biopfrofucts Inc.购入;HEPES(N-2-hydroxyethy l-piperadine-N′-2-
ethane sulfonic acid)由日本同仁化学研究所购入;其它化学试剂由和光纯药株式会社 、半井株
式会社购入 ,均为优级试剂.艹各葱新鲜叶由日本北海道バイオ技术研究所提供.实验动物为妊
娠约 14 ～ 16日的 ICR小鼠 ,日本静冈县实验动物农业协同组提供.
2　方法与结果
2.1　心肌细胞的培养
根据五岛〔8〕制备心肌细胞方法 , 将妊娠 14 ～ 16 日 ICR 小鼠的胎仔心脏取出 , 放入
0.125%胰蛋白酶-0.025%胶原酶的混合液中 ,在 37℃的恒温水浴中振荡10 min ,加入含有
10%胎牛血清的 Eag le s MEM 培养液 ,离心(4℃, 2 000 r/min , 10 min).去除上清液 ,按照
Polinger
〔9〕方法除去成纤维细胞 ,然后将其分散于涂有纤维连接素的载玻片上 ,放入 35 mm 塑
料培养皿中 ,置于 37℃、95%空气-5%CO2 饱和水蒸汽的培养箱中 ,经48 h培养 ,待测定.
2.2　心肌细胞心率和振幅的测定
第 1 6卷 　第 4 期 沈　阳　药　科　大　学　学　报 Vol.16 　　No.4
1 9 9 9 年 1 0 月 Journal of Shenyang Pharmaceutical University 　Oct.1999　p.274
DOI :10.14066/j.cnki.cn21-1349/r.1999.04.012
心肌细胞的心率和振幅的测定是根据黄圣伦等人〔10〕方法进行的.将附着心肌细胞的载玻
片细胞面向下 ,置于带有洞穴的丙烯酸酯板上(洞穴中充满含有胎牛血清的 HEPES溶液),使
其稳定 5 min后开始测定.首先测定空白溶液(含有 1%DMSO 的标准培养基)的心率 ,在相同
条件下再测定对照品及样品的心率.测定是在 37℃恒温倒立位相差式显微镜(olympus IMT-
Z)下 ,通过内藏摄像机成像转变成电信号而检出.其数值通过计算机(NEC PC-9801VM)处
理 ,根据 1 min跳动次数 、跳动时间的平均值及偏差值〔(140±15)/min , n=9〕求得.
振幅的测定是将显微镜观察到的心率情况 ,经内藏摄像机(olympus FCD-10)摄像后直接
转录到录放机(National AC-6300)上 ,将其画面显示于图像监视器(NEC PC-KD854),通过连
有计算机(NEC PC-9801)的图象分析器(PIAS LA-500)进行画像解析.选择细胞群的录相画面
中高亮度的 3个点 ,记录各点的周期性(0.07 s间隔)跳动情况.一定时间内的振幅是根据测定
波动图的峰高度来计算的.投药后相对的心率或振幅按:投药后一定时间内心率或振幅/投药
前的心率或振幅×100%计算.
2.3　结果
以1%DMSO 为空白 、去甲肾上腺素为阳性对照的条件下 ,分别对艹各葱的甲醇 、水提取物
及挥发油进行测定.在 5 ～ 20 min间隔的测定中 ,去甲肾上腺素对心率和振幅有明显的增强作
用 ,艹各葱的甲醇和水提取物均无变化 ,而挥发油对心率和振幅均有明显的增加.
为寻找挥发油中的有效成分 ,将挥发油进行分离 ,并对其中 5种化合物培养心肌细胞的作
用进行考察.结果表明 ,化合物二甲基二硫 、烯丙基甲基三硫 、烯丙基甲基硫醚及二烯丙基二硫
对培养的心肌细胞的心率和振幅均有明显的增强作用.其中 ,化合物二甲基二硫在 5 、10 min
的时候 ,心率明显增加 ,而到 20 min后又趋于正常.化合物烯丙基甲基三硫在 15 min 后心率
明显增强.而化合物 2-戊酮在各个测定周期均无显著性差异(见表 1).为进一步考察化合物 2-
戊酮对心肌细胞的作用情况 ,加大浓度(1 mmol/L),再次测定 ,仍无显著性差异.
3　讨论
心脏的功能通过心肌收缩与舒张使血液循环 ,而这个过程受体内各种因素相互影响.例
如:心率和振幅 、心肌收缩性 、主动脉压力 、末梢血管阻力 、自主神经系统与内分泌系统等.这些
影响因素与心脏功能之间的关系应该进行不同的分析.作者基于心脏是通过反复地收缩和舒
张使血液泵出 ,在体内进行循环的这一事实 ,将艹各葱浸膏及其化合物对心输出量的两个主要
影响因素 ———心率和振幅的作用进行了研究.
实验结果表明 , 艹各葱的甲醇和水的提取物对心率和振幅没有影响 ,而挥发油对两者均有
明显增强作用.由挥发油中分离得到的化合物 ,其作用情况也存在着差异.化合物 2-戊酮没有
引起心率和振幅的变化 ,而化合物二甲基二硫 、烯丙基甲基三硫 、烯丙基甲基硫醚及二烯丙基
二硫对心率和振幅均有不同程度的增加作用.
至今为止 ,有许多中药一直用于治疗心脏病 ,但大多数还没有用现代的科学技术进行彻底
评估.培养心肌细胞系统作为体外生物测定系统是十分适合的 ,因为它采用最新的心脏分析手
段 ,使用图象分析器来测定振幅的变化情况 ,其变化与单一心肌收缩和舒张的情况紧密相关
的.从而可以认为 ,艹各葱浸膏及其化合物对培养心肌细胞的作用可以反映出对整个心脏的作
用情况.因此 ,可以借助于这个方法对许多中药提取物及其大量的化合物进行考察 ,并从中筛
275第 4 期 赵怀清等: 葱浸膏及其化合物对培养心肌细胞的作用
选出更加有效的单一成分 ,为开发用于心脏病治疗的新药提供一个新途径.
Tab.1　Effects of the compounds from Allium Victorialis on the rate
and amplitude of beating of cultured myocardial cell sheets
Compounds Time af ter addition/min Beating rate/ % Beating amplitude/ %
Cont rol 5 99.8±2.6 100.2±3.0
10 98.2±1.8 98.7±2.5
15 98.5±1.5 99.5±2.7
20 98.6±2.7 101.3±1.9
CH3COCH=CHCH3 5 100.1±1.5 99.2±3.0
10 97.3±2.6 96.8±3.2
15 99.2±2.6 98.5±1.5
20 102.5±3.1 98.9±1.8
CH3SSCH3 5 117.9±1.5＊＊ 115.6±2.0＊＊
10 119.2±3.2＊＊ 117.2±1.8＊
15 115.4±2.6＊ 115.9±3.0＊
20 100.2±2.8 100.2±2.9
CH3SSSCH2CH=CH2 5 116.5±4.2＊＊ 114.3±2.6＊＊
10 116.6±3.8＊＊ 117.5±1.5＊
15 118.5±1.3＊＊＊ 119.2±3.7＊＊
20 116.6±3.6＊＊＊ 118.8±3.4＊＊
CH3SCH2CH=CH2 5 109.5±5.5＊ 102.5±3.5
10 113.8±2.4＊ 104.8±2.7
15 117.2±3.7＊＊ 118.4±3.2＊
20 115.8±3.5＊＊ 114.7±3.6＊
CH2=CHCH2SSCH2CH=CH2 5 113.8±2.1＊ 108.5±3.1
10 115.2±3.9＊ 110.0±5.2
15 118.5±1.9＊＊ 117.4±3.5＊
20 112.6±2.4 116.0±2.8＊
　　Values are expressed as mean±S.E.Significantly dif ferent f rom control:＊P<0.04 , ＊＊P<0.01 , ＊＊＊P<0.001
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276 沈　阳　药　科　大　学　学　报 第 16卷
Effects of an Allium Victorialis Extract and Its Constituents on
the Rate and Amplitude of Beating of Cultured Myocardial Cell
Sheets
Zhao Huaiqing , Tsuneo Namba
Depar tment of Basic Courses , Shenyang Pharmaceut ical Univer si ty , Shenyang 110015
Abstract　Effects of v arious cardioactive agents and the ext ract and their constituents of caucas
(Allium victorial is L.)on periodic beating of cultured myocardial cells were examined by using
the image analyzing sy stem.The volatile ex tracts of caucas increased both the beating rate and the
beating ampli tude ,whereas ,water and methanol ext racts of caucas did not affect them.By the bio-
assay directed f ractionation of the volative consti tuents.dimethyl disulf ide , allyl methyl t risulfide ,
ally l methy l sulfide and diallyl disulfide w ere found to increase the beating rate and beating ampli-
tude in a standard medium ,but the compund 2-pentanone w ithout sulfide did not affect either of
them.
Key words　cultured myocardial cell;spontaneous beating;A llium victorialis L.;sulfur com-
pounds
277第 4 期 赵怀清等: 葱浸膏及其化合物对培养心肌细胞的作用