全 文 ：· 2806· China Pharm acy 2007 Vol.18 No.36 中国药房 2007年第 18卷第 36期
Δ吉林省教委课题(吉教合字 1994第 65号)
*主治医师。研究方向:心血管病的诊治。电话:0433-2625307。
E-mail:qxzh1962@126.com
#通讯作者:高级实验师。研究方向:心血管药理学。电话:0433-
266-0559。E-mail:zhanghongying 52@163.com
关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠缺血再灌注损伤心肌保护作用的研究 Δ
秦孝智* ,张红英 #(延边大学附属医院心内科 、延边大学基础医学院机能学实验中心 ,延吉市 133000)
中图分类号 R285.5;R965 文献标识码 A 文章编号 1001-0408(2007)36-2806-03
摘 要 目的:研究关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用及可能机制 。方法:将 50只大鼠随机分为假手
术组 、模型组 、关苍术乙酸乙酯提取物低 、高剂量(200 、400mg ·kg -1)组及维拉帕米(阳性药物)组 ,各组心肌缺血 40m in 。分别于再
灌注 30m in 后取心肌组织 , 测定谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活力 , 心肌线粒体钙(Mit-Ca 2 +)的含量 , 心肌细胞膜 Na +-
K
+-A TP 酶 、Mg 2 +-ATP 酶的活力 。结果:再灌注 30min后 , 关苍术乙酸乙酯提取物组心肌组织中的 GSH-Px 活力显著高于
模型组;心肌Mit-Ca 2 +的含量显著低于模型组;心肌细胞膜 Na +-K +-ATP 酶 、Mg 2 +-ATP 酶的活力显著高于模型组 。结论:
关苍术乙酸乙酯提取物通过增加心肌组织中 GSH-Px 酶的活力 , 降低 Mit-Ca 2 +的含量 , 增加心肌细胞膜 Na +-K +-ATP 酶 、
M g
2 +-ATP 酶的活力 ,来发挥对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用 。
关键词 关苍术乙酸乙酯提取物;心肌缺血再灌注损伤;过氧化物酶;线粒体;ATP 酶
The Protective Ef fect of Ethyl Acetate Extract from Japanese Artactylodes Rhizome on Myocardial Is-
chemical Reperfusion Injury in Rats
QIN Xiao zhi , ZHANG Hongying(Dept.o f Cardio lo gy , The Affiliated Hospital of Yanbian Unive rsity/Ex-
perimental Center o f Function Teaching , College of Preclinical M edicine , Yanbian U nive rsity , Yanji
133000 , China)
ABSTRACT OBJECTIVE :To study the pro tective effect of ethy l ace tate ex tract from Japanese Ar tacty lodes Rhizome on
m yocardial ischemical reperf usion injury in rats and its possible mechanism.METHODS:50Wistar rats w ere divided randomly
into 5 groups:sham group , model g roup , medicine (e thy l acetate ex t ract from Japanese Ar tac ty lodes Rhizome at dosage of
200mg ·kg -1 and 400mg ·kg -1 , respective ly)group and verapamil(positive medicine)group.Rats in m edicine group , model
g roup and positive g roup w ere subjected to m yocardial ischemia fo r 40m in follow ed by reperfusion fo r 30 m in , then muscular
tissues were sampled fo r the de termina tion o f the activity of GSH-Px , the content of mitochondrial calcium (M it-Ca2 +), and
the activities of Na +-K +-ATPase and Mg 2 +-ATPase in m yocardium.RESU LTS:As com pared w ith mode l g roup , in the
group trea ted w ith e thy l aceta te ex tract from Japanese Ar tacty lodes Rhizome 30min after reper fusion , t he ac tivi ty of GSH-Px
w as significantly higher , the content o f m yocardial mitochondrial calcium w as significantly low er , and the activitie s of Na +-
K +-ATPase , Mg 2 +-ATPase w ere significantly higher.CONCLUS ION :The pro tective e ffect of e thy l acetate ex t ract from
Japanese Ar tacty lodes Rhizome on myocardial ischemical reper fusion injury might be achieved t hrough enhancing the ac tivity
o f myocardia l GSH -Px , lowering the content of myocardial mitochondrial calcium and enhancing the activitie s o f Na +-
K
+-ATPase and M g 2 +-ATPase o f cellula r membranes.
KEY WORDS E thy l ace tate ex t ract f rom Japanese Ar tacty lodes Rhizome;M yocardial ischemical reperf usion inju ry ;Per-
ox idase;Mitochondria;ATPase
随着冠心病介入治疗的开展 , 寻求有效的抗缺血再灌注损
伤药物成为较为突出的课题 。关苍术 Atracty lodes japonica
ko idz.ex kitam 为菊科植物 , 全草性味辛苦、性温 , 功能为健
脾 、燥湿 、解郁 、辟秽 [1 ] 。在我国东北地区 、韩国以及日本等国把
关苍术当作正统苍术 , 在民间广泛应用于治疗消化系统的疾
病 , 其干燥根茎部的乙酸乙酯提取物对小鼠具有抗炎作用 [2 ]。
但其心肌缺血再灌注损伤机制的研究 , 在国内 、 外尚未见报
道 。本文以谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活力 、大鼠心肌
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(收稿日期:2007-02-11 修回日期:2007-07-26)
中国药房 2007年第 18卷第 36期 Ch ina Pharmacy 2007 V ol.18 No.36 · 2807·
线粒体 Ca 2 +(Mit-Ca 2 +)含量 、心肌细胞膜 Na +-K +-A TP
酶 、 Mg 2 +-ATP 酶活力为指标 , 研究了关苍术乙酸乙酯提取
物对大鼠心肌缺血再灌注损伤心肌的影响 , 并进一步探讨其可
能机制 。
1 材料
1.1 仪器
S J-61型六道生理记录仪 (上海医用仪器六厂);OH-1
型动物人工呼吸机 (浙江医科大学医疗器械仪器厂);SP8-
400型可见紫外分光光度计(英国 Vnicam公司)。
1.2 试药
关苍术采集于延边朝鲜族自治州汪清县百草沟 , 经延边大
学药学院中草药教研室刘永镇教授鉴定为真品 , 全草入药 , 切
碎的全草经乙醇反复回流提取 , 合并提取液回收乙醇 , 经溶剂
萃取乙酸乙酯部分 ,回收乙酸乙酯 ,临用前配成所需浓度;维拉
帕米(上海禾丰制药有限公司 ,批号:2005-1203);GSH-Px 、
M it-Ca2 +、ATP 酶测试盒(南京建成生物工程研究所)。
1.3 动物
健康Wistar 大鼠 50只 , ♀♂兼用 , 每只 250 ～ 320g , 由延
边大学医学部实验动物科提供(动物合格证号:10-1022)。
2 方法
2.1 实验分组及给药
50只大鼠随机分为假手术组 、模型组 、维拉帕米(阳性药
物)组及关苍术乙酸乙酯提取物低 、高剂量(剂量分别为 200 、
400mg ·kg -1)组 ,每组 10只 。药物组舌下 iv 给药;模型组舌下
iv 给予生理盐水 20mL ·kg -1;假手术组只开胸 , 分离冠状动
脉 ,不结扎给药。各组均于造模前 5min给药 。
2.2 动物模型的建立
关苍术乙酸乙酯提取物组 、模型组 、维拉帕米组均用乌拉
坦(1.2g ·kg -1 , ip)麻醉 ,气管插管 ,连接人工呼吸机 。开胸手
术:从左侧 4 ～ 5肋间打开胸腔 , 剪破心包膜 , 用纹氏钳轻轻挟
住左心耳 , 轻提并按压胸廓使心脏暴露于胸腔外 , 在肺动脉圆
锥左缘 、左心耳根部下缘 2mm处用 0号无损伤缝合线连同直
径为 1.5mm 的塑料胶管一起结扎冠状动脉左前降支 , 造成心
肌缺血 。将心脏放回胸腔内 , 40min后取出胶管 ,恢复冠状动脉
供血 30m in 。用六道生理记录仪观察记录给药前后及再灌注前
后的心电图变化情况 。
2.3 标本的采取
各组于再灌注 30min 后取心脏 , 放入预冷的 1 mmol
Tris-HCl缓冲液(pH 7.4)中冲洗心腔 ,即左心室用匀浆介质
制备成10%的匀浆液 ,分离提取生物细胞膜 、Mit-Ca2 +、心肌细
胞膜 ,低温保存 ,待测 。
2.4 统计学方法
所有数据均采用 SPSS11.0软件进行处理 , P <0.05为差
异有显著性 。
3 结果
3.1 关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠缺血再灌注损伤心肌组
织中GSH-Px活力的影响
大鼠心肌缺血 40min再灌注 30min时 [3 ] ,模型组心肌组织
中 GSH-Px 活力显著低于假手术组 (P <0.01);而关苍术乙
酸乙酯提取物(200 、400mg · kg -1)组和维拉帕米组的 GSH-
Px 活力显著高于模型组 , 且关苍术乙酸乙酯提取物优于维拉
帕米 。关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠缺血再灌注损伤心肌组织
中 GSH-Px 活力的影响详见表 1。
表 1 关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠缺血再灌注损伤心肌组
织中GSH-Px活力的影响(x ±s)
Tab 1 Effect of ethyl acetate extract from Japanese Ar-
tactylodes Rhizome on activity of GSH-Px in myocardial
ischemical reperfusion injury rats(x ±s)
组别 剂量/mg· kg -1 n GSH-Px/ nmol·mg -1假手术组 - 10 305.61±26.07
模型组 - 10 104.94±15.20#
关苍术乙酸乙酯提取物低剂量组 200 10 206.59±42.34**
关苍术乙酸乙酯提取物高剂量组 400 10 207.06±14.45** *
维拉帕米组 0.2 10 119.06±14.45*
与模型组比较:*P<0.05 , * *P<0.01, * **P<0.001;与假手术
组比较:#P<0.01
vs.model group:*P<0.05 , **P<0.01 , ** *P<0.001;vs.
sham group:#P<0.01
3.2 关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠心肌缺血再灌注损伤
Mit-Ca2+含量的影响
在上述模型缺血 40min再灌注 30min 时 , 模型组 Mit-
Ca 2 +含量显著高于假手术组(P <0.01);而关苍术乙酸乙酯提
取物(200 、400mg ·kg -1)组和维拉帕米组M it-Ca2 +含量显著
低于模型组 。关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠心肌缺血再灌注损
伤M it-Ca2 +含量的影响详见表 2。
表 2 关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠心肌缺血再灌注损伤
Mit-Ca2+含量的影响(x ±s)
Tab 2 Effect of ethyl acetate extract from Japanese Ar-
tactylodes Rhizome on content of Mit-Ca2 + in myocardial
ischemia reperfusion injury rats(x ±s)
组别 剂量/mg· kg -1 n M it-Ca
2 +含量/ nmol·mgpro -1
假手术组 - 10 0.63±0.13
模型组 - 10 2.15±0.17#
关苍术乙酸乙酯提取物低剂量组 200 10 1.34±0.26
**
关苍术乙酸乙酯提取物高剂量组 400 10 1.33±0.17**维拉帕米组 0.2 10 1.87±0.17*
与模型组比较:*P<0.01, * *P<0.001;与假手术组比较:#P<
0.01
vs.model group:*P<0.05 , **P<0.001;vs.sham g roup:#P<
0.01
3.3 关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠缺血再灌注损伤心肌细
胞膜 Na +-K +-ATP酶 、Mg2+-ATP酶活力的影响
大鼠心肌缺血 40min再灌注 30min 时 , 模型组心肌细胞
· 2808· China Pharm acy 2007 Vol.18 No.36 中国药房 2007年第 18卷第 36期
膜Na +-K +-ATP 酶和Mg 2 +-ATP 酶活力均显著低于假手
术组(P<0.01);而关苍术乙酸乙酯提取物(200 、400mg ·kg -1)
组 Na +-K +-ATP 酶活力显著高于模型组;维拉帕米组与模
型组比较差异不显著 。关苍术乙酸乙酯提取物 (200 、
400mg ·kg -1)组和维拉帕米组M g 2 +-ATP 酶活力均显著高
于模型组 (P<0.001), 且关苍术乙酸乙酯提取物优于维拉帕
米 。 关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠缺血再灌注损伤心肌细胞
膜 N a +-K +-ATP 酶活力的影响详见表 3。
表 3 关苍术乙酸乙酯提取物对大鼠缺血再灌注损伤心肌细胞膜 Na +-K +-ATP酶活力的影响(x ±s)
Tab 3 Effect of ethyl acetate extract from Japanese Artactylodes Rhizome on activity of cellular membrane Na
+-K +-
ATPase in myocardial ischemia reperfusion injury rats(x ±s)
组别 剂量/mg· kg -1 n Na ++K +-A TP/μmol·mgpro -1· h-1 Mg 2+-AT P/μmol·mgpro -1 ·h -1假手术组 - 10 1.53±0.04 0.99±0.05
模型组 - 10 0.51±0.06# 0.46±0.07#
关苍术乙酸乙酯提取物低剂量组 200 10 0.78±0.36* 0.78±0.10** *关苍术乙酸乙酯提取物高剂量组 400 10 0.80±0.05* * 0.79±0.08** *
维拉帕米组 0.2 10 0.48±0.05 0.57±0.08**
与模型组比较:*P<0.05 , * *P<0.01, ** *P<0.001;与假手术组比较:#P<0.01
vs.mo del g roup:*P<0.05, **P<0.01 , ***P<0.001;vs.sham group:#P<0.01
4 讨论
上述实验结果表明 , 大鼠心肌缺血再灌注损伤时 , 模型组
心肌组织中 GSH-Px 活力显著降低 , 这是由于较长时间 (如
40min)心肌缺血再灌注时 ,氧自由基(O -2 ,H2O 2 ,OH , 1O 2)大量
产生而急剧“聚积” ,超过了氧自由基清除酶及抗氧化剂的清除
能力 , 从而使氧自由基及其脂质过氧化物不仅破坏心肌 , 还使
GSH -Px 丢失 , 更重要的是直接损害或抑制含有硫基的
GSH-Px ,导致心肌内 GSH -Px 活力显著降低 [3 ] 。关苍术乙
酸乙酯提取物不仅能够显著提高心肌组织中 GSH -Px 活力 ,
而且还有抗自由基作用 , 可减轻或清除氧自由基及其脂质过氧
化物所致的 GSH-Px 直接损伤和间接丢失 ,从而保护 GSH -
Px 的活力 。并且 ,关苍术乙酸乙酯提取物通过提高心肌组织中
GSH-Px 的活力 ,不仅清除了过氧化氢 ,防止了羟自由基的产
生 , 而且减轻或阻止了由非脂性自由基(OH , O -2和 1O 2)引发
的一级脂质过氧化链式反应和由脂性自由基 (RO ·和
ROO ·)引发的二级脂质过氧化链式支键反应或自身催化反
应;还将脂质过氧化物还原成为心肌细胞及其生物膜的正常组
成成分或无害物质 , 促进损伤细胞及其膜的修复愈合 , 以此达
到保护缺血再灌注损伤心肌的目的 。
大鼠心肌缺血再灌注损伤时 , 模型组M it-Ca2 +含量显著
增加 ,这与 Goldhaber等 [4 ]认为心肌缺血再灌注损伤的始动机
制很可能就在线粒体 , 原因之一是线粒体对氧自由基的毒性非
常敏感 , 线粒体损伤可能是心肌细胞由可逆性损伤转化为不可
逆性损伤的早期特征和主要标志相吻合 。关苍术乙酸乙酯提取
物和维拉帕米均能降低Mit-Ca 2 +含量 , 并且关苍术乙酸乙酯
提取物作用优于维拉帕米 , 由此证实了细胞内 Ca2 +超负荷实
质上是M it-Ca2 +超负荷 [4 ] , 而且还表明了关苍术乙酸乙酯提
取物可通过阻止胞浆内 Ca 2 +超负荷 ,尤其是防止Mit -C a2 +超
负荷来保护心肌的损伤 。
大鼠心肌缺血再灌注损伤时 , 细胞内 Na +-K +-AT P 酶
和 Mg 2 +-AT P 酶活力下降可以导致细胞内钙超载[ 5 ]。模型组
心肌细胞膜 Na +-K +-ATP 酶和M g 2 +-ATP 酶活力显著
降低;维拉帕米对心肌细胞膜 Na +-K +-ATP 酶活力变化没
有影响 , 对Mg 2 +-ATP 酶活力变化有显著影响;而关苍术乙
酸乙酯提取物能显著提高心肌细胞膜 Na +-K +-ATP 酶和
M g
2 +-ATP 酶活力 。提示关苍术乙酸乙酯提取物提高心肌细
胞膜 N a +-K +-ATP 酶活力而降低细胞内 Na +浓度是它阻
止细胞内 Na +超负荷的主要机制;并且关苍术乙酸乙酯提取物
这一能力优于维拉帕米 。这就意味着虽然心肌缺血时 Na +经
Ca 2 +通道进入细胞而增加了 Na +浓度 , 但 Ca 2 +通道不是 Na +
大量内流造成细胞内 Na +超负荷的重要途径;而心肌细胞膜
Na
+-K +-ATP 酶活力降低所致的细胞内 Na +浓度异常增加
是导致细胞内 Na +超负荷的重要原因 。此外 ,提高心肌细胞膜
M g
2 +-ATP 酶活力是关苍术乙酸乙酯提取物阻止细胞内
M g
2 +缺失作用的重要机制 。
综上所述 , 关苍术乙酸乙酯提取物能够增加心肌组织
GSH-Px 活力 ,降低Mit-Ca 2 +含量 ,增加心肌细胞膜 Na +-
K +-AT P酶和M g 2 +-AT P 酶活力 , 这是其保护缺血再灌注
损伤心肌的主要机制 。因此 , 笔者认为关苍术这种中草药毒性
小 、安全范围大 ,可广泛应用于心脑血管疾病的治疗 。
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(收稿日期:2007-03-16 修回日期:2007-07-25)