全 文 ：穿心草口山酮对激活细胞膜 Na+/H+交换加重
心脏缺血再灌注损伤的保护作用
何泉华　许实波1　邓芹英2
(广州蛇毒研究所 , 广州　510182)
中国图书分类号 　R-332;R 282.71;R 284.1;R 322.11;
R 348.4;R 542.2
文献标识码　A　　文章编号　1001-1978(2000)06-0642-03
摘要　目的　研究 3 种穿心草口山酮(xanthone , Xan):1 , 8-
dihydro xy , 3 , 5-dimethoxyxanthone(Xan-Ⅰ);1-hydro xy , 3 , 5-
dimethoxyxanthone(Xan-Ⅱ);1-hydro xy , 3 , 7 , 8-trithoxyxan-
thone(Xan-Ⅲ)对激活细胞膜 Na+/ H+交换加重心脏缺血再
灌注损伤的保护作用。方法　在离体大鼠等容收缩模型上 ,
采用 NH4Cl负荷方法以激活细胞膜 Na+/ H+交换 , 观察在
缺血前给予 Xan 对缺血再灌注损伤的影响。 结果　Na+/
H+交换组增加冠脉流出液中乳酸脱氢酶(LDH)的含量 , 促
进心肌组织脂质过氧化产物丙二醛(M DA)的生成 , 加重心
肌组织中 Na+、Ca2+超负荷和 K +的丢失。浓度为 0.2 μmol
·L-1的 Xan 可明显减轻上述作用 , 作用强度依次为 Xan-Ⅰ
>Xan-Ⅲ>Xan-Ⅱ 。结论　穿心草 3 种 Xan 对激活细胞膜
Na+/ H+交换加重心脏缺血再灌注损伤有一定的保护作用。
关键词　Xanthone;Na+/ H+交换;再灌注损伤
　　细胞膜 Na+/H+交换体是一细胞膜上相对分
子质量为 5×104 ～ 7×104 的蛋白质 ,特异地结合
Na+和 H+ ,并以相反的方向跨细胞膜转运 ,是细胞
内 pH值稳定的重要调节机制 ,又是 Na+进入细胞
的主要途径之一 ,激活它可加重心肌缺血再灌注损
伤作用[ 1] 。研究发现 , 3种穿心草 Xan 在整体动物
上具有较好的抗心肌缺血再灌注损伤的保护作
用[ 2] ,那么 Xan可否减轻或逆转激活 Na+/H+交换
加重心肌缺血再灌注损伤的作用呢 ?本工作在离体
2000-04-05收稿 , 2000-06-09修回
1 中山大学药学系 ,广州　510275
2 中山大学化学与化工学院 ,广州　510275
作者简介:何泉华 ,男 , 34岁 ,博士 ,主要从事心血管药理研究
大鼠收缩心脏模型上作了研究。
1　材料
1.1　药品与试剂 　xanthone:1 , 8-dihydroxy , 3 , 5-
dimethoxyxanthone (Xan-I ); 1-hydroxy-3 , 5-
dimethoxyxanthone (Xan-Ⅱ);1-hydro xy , 3 , 5 , 8-
t ri thoxyxanthone(Xan-Ⅲ),黄色针状晶体 ,纯度为
99.6%,由中山大学化学化工学院天然有机研究室
提供。实验时配成含 0.1%二甲亚矾和 0.1%吐温
80 的双蒸水悬液。 LDH 试剂盒 ,南京建成生物工
程研究所产品。
1.2　动物　SD大鼠 , ♂,体重 180 ～ 200 g ,由广东
省医用实验动物场提供 ,合格证号:92004 。
2　方法
参考文献[ 1] , ♂SD大鼠 ,腹腔注射乌拉坦(1
g·kg-1)麻醉 ,肝素(0.3%,1.5 ml·kg-1)抗凝 ,开胸
后迅速取出心脏并置于冰水中停搏 ,悬主动脉于
Langendorf f装置上逆行恒压灌流 ,调节冠脉流量为
10 ml·min-1 。灌流温度为 35℃。Krebs-Henseleit
(K-H)灌流成分(mol·L -1):NaCl 118 , KCl 4.7 ,
KH2PO4 1.2 ,MgSO4 1.2 ,CaCl2 2.5 ,NaHCO3 25 ,糖
原 11 。持续通混合气体(95% O2 +5% CO2)以保
持灌流液 PH值稳定及氧合充分。
　　动物预灌注 30 min 后随机分为 7 组:对照组 ,
预灌注 30 min后 ,继续在原条件下灌注 75 min;缺
血再灌注组 ,常规 K-H 液灌流 15 min ,停灌30 min ,
再灌注 30 min;Na+/H+交换组 ,含 20 mmol·L-1
NH4Cl的 K-H液(NaCl相应减少 20 mmol·L-1)灌
流 10 min ,再换常规 K-H 液灌流 5 min , 停灌 30
min , 再灌注 30 min;VitE 组(终浓度 0.2 μmol·
L
-1)、Xan-Ⅰ (0.2 μmol·L-1)、Xan-Ⅱ (0.2 μmol·
L -1)、Xan-Ⅲ (0.2 μmol·L-1), 用含 20 mmol·L-1
tive group w as higher than in the alloxan g roup.The
morphological observation of β cells conf irmed that
coixan could markedly prevent β cells from injury in-
duced by alloxan and there w as no obvious change in
the appearance of islet β cells in the preventive group.
CONCLUSION 　Coix an markedly prevents β cells
f rom injury induced by alloxan.
KEY WORDS　coix an;allox an;diabetes;protective
ef fect
·642· 中国药理学通报　Chinese Pharmacological Bulletin 　2000 Dec;16(6):642 ～ 5
Tab 1　Effect of xanthones on the LDH activi ty(IU·g-1 ww)by activating Na+/H+ exchange
in coronary effluent after di fferent periods of reperfusion
Group
Dosage
/μmol·L -1
LDH/ IU·L -1
0 min 5 min 10 min 20 min 30 min
Control 87±10.5 102±14.9＊＊ 91±12.7＊＊ 85±16.2＊＊ 91±21.2＊＊
Ischemia 98±6.40 114±28.7＊＊ 149±22.6＊＊ 209±22.1＊＊ 131±33.4＊＊
Na+/H+exchange activation 92±16.7 275±26.2 548±47.2 338±24.6 318±29.4
Vit E 0.2 95±18.4 203±23.4＊ 426±43.5＊ 254±42.3 193±49.5＊＊
Xan-Ⅰ 0.2 99±14.7 197±22.1＊＊ 398±28.6＊＊ 238±33.6＊＊ 165±27.5＊＊
Xan-Ⅱ 0.2 94±16.2 249±24.6 454±41.2＊ 287±26.4＊ 238±36.4＊
Xan-Ⅲ 0.2 95±15.5 198±32.5＊ 414±32.6＊＊ 254±43.6＊ 180±51.4＊＊
　　P<0.05 , ＊＊P<0.01 vs Na+/H+ exchange activation
Tab 2　Effect of xanthones on the content of Na+ , K+and Ca2+of
ischemia/ reperfusion myocardium by activating Na+/H+ exchange( x ±s , n=8)
Grorp
Dosage
/μmol·L-1
Na+
/μmol·g-1dw
K +
/μmol·g -1dw
Ca2+
/μmol·g -1dw
MDA
/ nmol·g -1 ww
Control 　　38.7±1.30＊＊ 　　 325±17.6＊＊ 　　2.50±1.22＊＊ 　　42.3±4.52＊＊
Ischemia 　　69.5±5.47＊＊ 　　 214±11.7＊＊ 　　4.58±0.23＊＊ 　　83.6±6.26＊＊
Na+/H+exchange activation 　　 249±19.8 　　66.4±2.70 　　13.5±1.10 　　 264±11.5
Vit E 0.2 　　 182±14.5＊＊ 　　 235±12.3＊＊ 　　9.72±1.42 　　 152±10.6＊＊
Xan-Ⅰ 0.2 　　 157±11.4＊＊ 　　 256±12.8＊＊ 　　7.63±0.61＊＊ 　　 122±8.94＊＊
Xan-Ⅱ 0.2 　　 216±15.7 　　89.7±4.50＊＊ 　　11.4±1.33＊＊ 　　 193±11.3＊＊
Xan-Ⅲ 0.2 　　 169±12.1＊＊ 　　 247±11.6＊＊ 　　7.20±0.52＊＊ 　　 164±13.3＊＊
　　＊P<0.05 , ＊＊P<0.01 vs Na +/H+exchange activation
的NH4Cl随同相应浓度的受试药物加入灌流液中
灌流 10 min ,再换常规 K-H 液灌流 5 min ,停灌 30
min ,再灌注 30 min。
2.1　冠脉流出液乳酸脱氢酶(LDH)的测定　 取
0.1 ml冠脉流出液按照试剂盒说明书上介绍的方
法测定 ,利用顺向反应 , 以乳酸为基质 , 在 440 nm
波长下进行比色 , 检测在辅酶 I 存在时 , LDH 使乳
酸转化为丙酮酸的含量 , 以间接测定 LDH 活性 。
以每克重组织单位数(IU·g-1 ww)表示 。
2.2　心肌组织 Na+ 、K+、Ca2+含量的测定　实验
结束后 ,立即用预冷的经 732 强酸型阳离子交换树
脂处理的 0.35 mol·L-1蔗糖和 5 mol·L-1组氨酸溶
液(PH 7.4)10 ml从主动脉冲洗心脏。取左室游离
右半部分全层心肌以 105℃～ 110℃在烘箱中干燥 2
h ,称重 ,置于烧杯中 ,加 12 m l高氯酸-硝酸(1∶4)混
和酸在电热板上消解 ,直至呈白色或无色 ,以 0.16
ml·L-1硝酸溶解并稀释至 10 ml比色管中 ,在原子
吸收分光光度计上测定心肌钠 、钾和钙的含量 ,单位
用 mg·g-1 dry wet(mg·g-1 dw)表示 。
3　结果
3.1　冠脉流出液乳酸脱氢酶活性　表 1所示 ,与缺
氧再给氧组和正常对照组相比 , Na+/H+交换组冠
脉流出液中LDH 从胞内漏出量明显增加 ,且随时间
的推迟而增加 , 10 min 时到达最高峰。3种 Xan 和
阳性对照药 Vit E均有效阻止 LDH 从胞内漏出(P
<0.05或 P<0.01)。
3.2　心肌组织 Na+、K+ 、Ca2+含量　从表 2 可看
出 ,缺血再灌注末心肌内 Na+和 Ca2+的含量显著升
高 ,而 K+反而降低;Na+/H+交换组的 Na+和 Ca2+
升高的幅度更大 , K+降低的幅度亦更大 , 说明
Na+/H+交换可加重钙钠超负荷及钾的丢失。3种
Xan有效地阻止这种作用 ,量效关系明显。
3.3　对脂质过氧化的影响　表 2所示 ,缺血再灌注
后心肌组织的脂质过氧化程度大大增加 ,Na+/H+
交换的激活促使其脂质过氧化的发生进一步加强。
而给药后有效地阻止了心肌组织的脂质过氧化反
生 ,量效关系明显 。
4　讨论
据报道 ,缺血再灌注过程中激活细胞膜 Na+/
H+交换 ,可导致心脏血流动力学的损害 ,心脏功能
恢复程度的降低[ 1] 。本实验观察到 Na+/H+交换
组缺血再灌注后心肌组织的脂质过氧化程度大大增
加 ,冠脉流出液中 LDH 活性增强 , 心肌细胞内
Na+ 、Ca2+含量增加和 K+丢失 。说明细胞膜 Na+/
H
+交换是心肌缺血再灌注损伤的发病因素之一 ,这
一现象的发生很可能是细胞膜 Na+/H+交换被激
活后 ,大量的 Na+进入细胞内从而导致细胞内钠超
负荷 ,进而激活细胞膜 Na+/Ca2+交换机制 , 加重
·643·中国药理学通报　Chinese Pharmacological Bulletin　2000 Dec;16(6)
Ca2+超负荷 。心脏缺血再灌注过程中 Na+ , K+-
ATPase活性降低 ,进而导致 Na+外运障碍[ 3] 。据
报道 ,自由基可使细胞膜中的多不饱和脂肪酸发生
脂质过氧化反应 ,使细胞膜的流动性降低 ,膜通透性
增高 ,细胞中的酶的失活等一系列变化[ 1] 。已经发
现 ,Xan具有抗氧化 、清除氧自由基的作用[ 2] ,本工
作观察到 Xan 明显减轻激活细胞膜 Na+/H+交换
加重心肌缺血再灌注过程中包括阻止心肌脂质过氧
化发生等的损伤作用 ,使人联想到这种保护作用可
能与其清除氧自由基 ,阻止抗氧化反应的发生 ,维持
细胞膜的通透性 ,保护 Na+ ,K+-ATP 酶的活性 ,使
Na+外运障碍减轻 ,有效防止 Ca2+超负荷等因素有
关。
有资料表明[ 5] ,Xan类化合物具有钙拮抗作用 ,
故推测在心肌缺血再灌注过程中 Xan阻止钙超载 ,
可能部分原因可能是与其钙拮抗作用有关。
本工作发现 , 3种 Xan的同系物中 ,对激活细胞
膜 Na+/H+交换对心脏缺血再灌注损伤的保护作
用最明显的是 Xan-Ⅰ , Xan-Ⅲ 最弱 ,这与其苯环结
构上的酚羟基和甲氧基的数量和位置不同有关 ,与
前期的报道一致[ 6] 。
参考文献
1　赵廷存 , 张秀玲.激活细胞膜 Na+/H+交换对心肌缺血再灌注
损伤的影响.中国应用生理学杂志 , 1996;12(3):270～ 2
2　何泉华 , 许实波.口山酮抗心肌缺血再灌损伤的保护作用及其机
制.中国中药杂志 , 1998;23(9):556～ 8
3　赵廷存 ,时安云.Na+超负荷与 Na+/H+交换的关系———在等容
收缩离体大鼠心脏的研究.生理学报 , 1992;44(5):510～ 4
4　De Grey AD.A proposed refinement of the mitchondrial free radical
theory of aging.Bioassays , 1997;19(2):161～ 6
5　Budriesi R , Rampa A , Fabbri G et a l.S t ruct rue-act ivity relat ion-
ship studies of xanthone and fluorenonel-4-dihydropyridine-5-phos-
phonates.Arzneimit telforschu ng , 1996;46(4):374～ 7
6　何泉华 , 许实波.穿心草口山酮抗氧化作用初探.中国药理学通
报 , 1998;14(2):130～ 3
Protective effects of xanthones on ischemia/reperfusion injury
exaggerated by activation of Na+/H+ exchange system
HE Quan-Hua , XU Shi-Bo1 , DENG Qin-Ying2
(Guangzhou Research Inst itute of Snake Venom , Guangzhou　510182)
ABSTRACT　AIM　To study the protective ef fects
of xanthones:1 , 8-dihydroxy-3 , 5-dimethoxyxan-
thone(Xan-Ⅰ);1-hydroxy-3 , 5-dimethoxyxanthone
(Xan-Ⅱ);1-hydroxy-3 , 7 , 8-trithoxyxanthone(Xan-
Ⅲ)from Canscora lucidissima on ischemia reperfu-
sion injury exaggerated by act ivation of Na+/H+ ex-
change sy stem.METHODS 　The perfused isovolu-
mic contract ing rat hearts w ere subjected to 20 mmol·
L-1 NH4Cl loading for promo ting the Na+/H+ ex-
change in the model of ischemic reperfusion injury and
the protective effects being pret reated w ith Xans on
the injury were examed.RESULTS　Xans could re-
lieve the ef fects:activation of Na+/H + exchange in-
hibited the recovery of ventricular function signif i-
cant ly , and exacerbated the myocardial injury as evi-
denced by increase in release of LDH , associated w ith
the accumulation of intracellular Na
+ , Ca2+ and the
loss of int racelullar K+.CONCLUSION 　Xans has
the pro tective effects on ischemic reperfusion injury
exacerbated by act ivation of Na+/H+ exchange sy s-
tem.
KEY WORDS 　xanthone;Na+/H+ exchange;is-
chemic reperfusion injury
1Dept of Pharmacy , Zhongshan University , Guangzhou　510275
2School of Chemistry and Chemical Engineering , Zhongshan University ,
Guangzhou　510275
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·644· 中国药理学通报　Chinese Pharmacological Bulletin　2000 Dec;16(6)