全 文 ：·2370· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 16 期 2014 年 8 月

薯蓣皂苷含药血清对大鼠心室肌细胞钠离子通道的影响
刘 静 1, 2，吴 红 1，丛恬駪 1，何海燕 1，康 毅 1，尹永强 1*，娄建石 1*
1. 天津医科大学基础医学院 药理学教研室，天津 300070
2. 天津市北辰中医医院 药剂科，天津 300400
摘 要：目的 研究薯蓣皂苷含药血清对正常大鼠心室肌细胞钠离子通道电流（INa）的影响，探讨其保护心肌细胞及抗心律
失常的离子机制。方法 大鼠 ig 给予 300 mg/kg 薯蓣皂苷，2 次/d，连续 4 d，末次给药后 1 h 从腹主动脉取血，离心分离得含
药血清；采用酶解法分离大鼠单个心室肌细胞，以全细胞膜片钳技术记录薯蓣皂苷含药血清低、中、高剂量（1、10、100 μL）
分别对大鼠正常心室肌细胞 INa的影响。结果 薯蓣皂苷含药血清 1、10、100 μL 均使 I-V 曲线下移，内向电流增加；1 μL 薯
蓣皂苷含药血清使 INa峰值增大，而 10、100 μL 的薯蓣皂苷含药血清使 INa峰值由（−52.10±3.80）pA/pF 变为（−76.44±4.09）
pA/pF 和（−81.96±4.70）pA/pF（P＜0.01），呈剂量依赖性。1、10、100 μL 薯蓣皂苷含药血清剂量依赖性加速钠离子通道激
活过程，半数稳态激活电压分别由（−57.69±1.86）mV 变为（−59.71±2.57）、（−66.56±1.32）（P＜0.01）、（−68.52±3.91）
mV（P＜0.01），但对失活过程无明显影响。1、10、100 μL 薯蓣皂苷含药血清剂量依赖性加速钠离子通道的复活过程，拟合
复活曲线 τ值由（150.73±21.49）ms 分别变为（143.19±13.88）、（84.83±18.03）（P＜0.01）、（80.63±13.89）ms（P＜0.01）。
结论 薯蓣皂苷含药血清通过加快激活过程及复活过程促进钠离子的内流。
关键词：薯蓣皂苷；含药血清；心室肌细胞；钠离子通道；全细胞膜片钳
中图分类号：R285.5 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)16 - 2370 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.16.017
Effects of serum containing dioscin on sodium channel in ventricular myocytes of rats
LIU Jing1, 2, WU Hong1, CONG Tian-shen1, HE Hai-yan1, KANG Yi1, YIN Yong-qiang1, LOU Jian-shi1
1. Department of Pharmacology, Basic Medical College, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China
2. Department of Pharmacy, Beichen Hospital of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300400, China
Abstract: Objective To investigate the effects of serum containing dioscin on sodium current (INa) and reveal the mechanisms of
cardioprotection and antiarrhymias. Methods Serum was obtained from the aortaventralis from Wistar rats after ig administration
4 d of dioscin 300 mg/kg, twice daily for 4 d. Single ventricular myocytes were isolated from adult rat hearts by enzymatic
dissociation and the effects of dioscin on INa were observed by whole-cell patch clamp. Results Serum containing dioscin shifted
downward the I－V curve with increased peak current density. With the effects of 1, 10, and 100 μL serum containing dioscin, the peak
current density was dose-dependently changed from (−52.10 ± 3.80) pA/pF to (−76.44 ± 4.09) pA/pF and (−81.96 ± 4.70) pA/pF,
respectively (P < 0.01 vs control); Dioscin facilitated the activation process with the inactivation process unchanged. The half
activation potential was changed from (−57.69 ± 1.86) mV to (−59.71 ± 2.57) mV, ( −66.56 ± 1.32) mV (P < 0.01 vs control), and
(−68.52 ± 3.91) mV (P < 0.01 vs control), respectively; The recovery process of sodium channel was accelerated by 1, 10, and 100 μL
serum containing dioscin with the recovery constant τ changed from (150.73 ± 21.49) ms to (143.19 ± 13.88) ms, (84.83 ± 18.03) ms
(P < 0.01 vs control), and (80.63 ± 13.89) ms (P < 0.01 vs control). Conclusion Serum containing dioscin could increase the sodium
current by facilitating the activation process and accelerating the recovery process of sodium channel.
Key words: dioscin; serum containing drug; ventricular myocytes; sodium channel; whole-cell patch clamp

薯蓣皂苷（dioscin）是甾体总皂苷的一种，因
其广泛的药理作用受到国内外研究学者的重视。现
代药理研究表明其具有抗肿瘤[1-2]、治疗心血管疾
病[3-4]、调节免疫功能[5]以及脑血管作用[6]等；同时

收稿日期：2014-03-13
基金项目：天津医科大学科学基金资助项目（2011ky35）；黑龙江省自然科学基金资助项目（D2007-104）
作者简介：刘 静（1986—），女，硕士在读，研究方向为心血管药理学。E-mail: sabrina0104@163.com
*通信作者 娄建石（1954—），男，硕士，教授，博士生导师，主要从事心血管药理学方面的研究。Tel: (022)83336686 E-mail: jianshilou@163.com
尹永强（1980—），男，博士，讲师，主要从事心血管离子通道的研究。Tel: (022)83336835 E-mail: yin_yongqiang@126.com
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研究发现其还具有降低血糖的作用[7]，并且适量浓度
的薯蓣皂苷元（diosgenin）还可以预防和治疗骨质
疏松[8]。薯蓣皂苷在心血管疾病中的作用非常显著，
有研究发现其具有减慢心率、降低血压、增加冠脉
流量、改善心脏舒张功能及保护缺血损伤心肌等作
用[9]。含有薯蓣皂苷的药品（例如维奥欣）已上市，
广泛应用于冠心病的预防和治疗。近年来，关于薯
蓣皂苷在心血管方面的研究更加深入，文献报道其
可以促进L型钙离子通道失活并抑制正常大鼠心室
肌细胞 L 型钙离子通道电流（ICa,L）、降低 ICa,L峰值，
从而发挥其抗缺血再灌所致心律失常的作用[10]，但
是关于其对钠离子通道的研究未见报道。因此，本
实验采用血清药理学与全细胞膜片钳技术相结合
的方法，观察薯蓣皂苷含药血清对大鼠正常心室肌
细胞钠离子通道电流（INa）的影响，旨在探讨其保
护心肌细胞和抗心律失常发生机制与钠离子通道
之间的关系。
1 材料
1.1 动物
Wistar 大鼠，雌雄兼用，体质量 230～250 g，
由北京维通利华实验动物技术有限公司提供，合格
证号 SCXK（京）2007-0001。
1.2 实验药物
薯蓣皂苷，由国家天然药物研究中心提供，质
量分数为 98%，低温避光保存，使用时用蒸馏水配
成实验所需浓度。
1.3 试剂
氯化胆碱、Na2ATP、胶原酶 II 均购自 Sigma
公司，其他均为国产分析纯。无钙台氏液（mmol/L）：
NaCl 136、KCl 5.4、MgCl2 1.0、NaH2PO4 0.33、
HEPES 10、葡萄糖 10，用 NaOH 调 pH 值至 7.4。
细胞保存液（KB 液，mmol/L）：谷氨酸 70、牛磺
酸 15、KCl 30、KH2PO4 10、MgCl2 0.5、EGTA 0.5、
HEPES 10、葡萄糖 10，用 KOH 调 pH 值至 7.35。
钠通道电流的细胞外液（mmol/L）：氯化胆碱 130、
CsCl 5.4、CaCl2 0.1、MgCl2 1、NaH2PO4 0.33、葡
萄糖 10、HEPES 10、NaCl 10、CdCl2 0.1，用 CsOH
调 pH 值至 7.4。钠通道电流的细胞内液（mmol/L）：
CsCl 120、MgCl2 5、Na2ATP 5、CaCl2 1、EGTA 11、
HEPES 10，用 CsOH 调 pH 值至 7.2。
1.4 仪器
膜片钳仪，MultiClamp 700B，Axon；数-模转
换器，DigiData 1440 A，Axon；倒置显微镜，IX51，
Olympus；三维操纵仪 MP—225，Axon；微电极拉
制仪 P—97，Sutter Instrument。
2 方法
2.1 薯蓣皂苷含药血清和空白血清的制备
Wistar 大鼠 10 只，分别 ig 给予 0.3 g/mL 薯蓣
皂苷 1 mL/kg[11]，2 次/d，连续 4 d，末次给药后 1 h
于腹主动脉采血，离心后取血清备用。另取 Wistar
大鼠 10 只，从腹主动脉取血，离心后取血清，作
为空白血清对照组。
2.2 实验分组
实验分为正常对照组（加入空白血清 100 µL）
及低、中、高剂量薯蓣皂苷含药血清组（分别加入
1、10、100 µL 薯蓣皂苷含药血清原液）。
2.3 单个心室肌细胞的制备
用 25%乌拉坦麻醉大鼠，仰位固定于鼠台上，
舌下给予肝素后迅速剪开胸腔暴露心脏，从主动脉
根部离断，取出心脏放入 4 ℃台氏液中。去除脂肪
及结缔组织，将主动脉逆行插管连接于 Langendorff
灌流装置（恒温 37 ℃）上，以无钙台氏液 8 mL/min
连续灌流 5 min。洗去心脏残血后改用 80 mL 含 16
mg 胶原酶 II 的无钙台氏液进行循环灌流 20 min。
随着灌流的进行，流出液变得黏稠，心脏颜色逐渐
变浅、透明，心脏体积逐渐变大、松软。此时将心
脏自左心室分别取出心室肌组织，置于装有 KB 液
的试管中，用吸管轻轻吹打，使之分散成单个细胞
后置 4 ℃冰箱稳定 2 h。
2.4 INa 记录
应用全细胞膜片钳技术记录单细胞离子电流，
微电极用拉制仪两步拉制而成，充灌电极内液后电
阻在 3～8 MΩ。电流信号经 MultiClamp 700B 膜片
钳放大器、DigiData 1440A 数-模转化器及 Pclampex
10.1 采集、贮存及分析。将细胞悬液置于倒置显微
镜工作平台上的容积为 1 mL 的浴槽中，待细胞贴
壁后，用钠通道电流的细胞外液进行灌流，体积流
量为 1 mL/min。选用大小相近且纹理清晰的杆状细
胞进行实验。待高阻封接形成以后，进行膜电容、
串联电阻及漏电流补偿。平衡 5 min 待电极钠内液
与细胞内液交换充分后，进行膜电流记录。膜电流
的大小以电流密度即单位膜电容的膜电流表示。
2.5 数据处理
实验数据以 ±x s 表示，采用 SPSS 11.0 软件单
因素方差分析和 LSD 检验，以相关系数做量效关系
显著性检验[12]。
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3 结果
3.1 薯蓣皂苷含药血清对 INa 的影响
形成全细胞构型后，在电压钳模式下记录电
流。将保持电压固定于−100 mV，指令电压−90 mV，
以 10 mV 为步阶至 50 mV，记录 INa。以去极化的
电位为横坐标，相应的最大电流密度为纵坐标绘制
出电流-电压（I-V）曲线。结果显示 1、10、100 μL
（均为含药血清原液的体积）薯蓣皂苷含药血清使
I-V 曲线发生明显下移，内向电流显著增加；1 μL
的薯蓣皂苷含药血清使 INa的峰值由（−52.10±3.80）
pA/pF 变为（−57.31±3.76）pA/pF，而 10、100 μL
的薯蓣皂苷含药血清使 INa的峰值由（−52.10±3.80）
pA/pF 变为（−76.44±4.09）、（−81.96±4.70）pA/pF，
分别增加了 47%和 57%，具有统计学意义（P＜
0.01），且呈剂量依赖性（r＝0.731 8，P＜0.01）。
结果见图 1。
3.2 薯蓣皂苷含药血清对 INa 稳态激活曲线的影响
将 INa的 I-V 曲线的结果转为膜电导（G），并对
去极化电位作图，采用 Bolzmann 方程[13]：G/Gmax＝
I/{I＋exp [(Vm－V1/2)/K]}进行曲线拟合，得到 INa的
稳态激活曲线，式中 Gmax为最大膜电导，V1/2为半数
稳态激活电压，K 为斜率参数。结果表明：1、10、
100 μL 的薯蓣皂苷含药血清均可使激活提前，激活
曲线明显左移，V1/2 分别由（−57.69±1.86）mV 变
为（−59.71±2.57）、（−66.56±1.32）（P＜0.01）和
（−68.52±3.91）mV（P＜0.01），见图 2；而 K 值无

图 1 薯蓣皂苷含药血清对大鼠心室肌细胞 INa 的影响
( ± = 8x s , n )
Fig. 1 Effects of serum containing dioscin on INa density
in ventricular myocytes of rats ( ± = 8x s , n )
明显变化，各组间无显著性差异。结果见图 2。
3.3 薯蓣皂苷含药血清对 INa 稳态失活曲线的影响
采用双脉冲刺激法测定失活曲线，保持电位−80
mV 施予 50 ms，阶跃 10 mV，−150～30 mV 系列条
件脉冲刺激，在每一条件脉冲后紧跟-固定去极化至
−30 mV，25 ms 的测试脉冲。以相对电流（I/Imax）
对条件脉冲电压作图，得出 INa 失活曲线。依
Bolzmann 方程[13]：I/Imax＝I/{I＋exp [(Vm－V1/2)/K]}，
其中 Imax为最大膜电流，V1/2为半数稳态失活电压，
K 为失活曲线斜率。结果表明，1、10、100 μL 的薯
蓣皂苷含药血清对 INa失活曲线没有影响，与对照组
相比不同剂量的薯蓣皂苷含药血清对半数稳态失活
电压无明显影响（P＞0.05）。结果见图 3。


与对照组比较：**P＜0.01，下同
**P < 0.01 vs control group, same as below
图 2 薯蓣皂苷含药血清对 INa 稳态激活曲线 (A) 和相关参数 (B) 的影响 ( ± = 8x s , n )
Fig. 2 Effects of serum containing dioscin on INa steady-state activation curves (A) and relative coefficients (B)
in ventricular myocytes of rats ( ± = 8x s , n )
电
流
密
度
/
(p
A
/p
F)

测试电压 / mV
对照
薯蓣皂苷含药血清 1 μL
薯蓣皂苷含药血清 10 μL
薯蓣皂苷含药血清 100 μL
G
/G
m
ax

对照
薯蓣皂苷含药血清 1 μL
薯蓣皂苷含药血清 10 μL
薯蓣皂苷含药血清 100 μL
对照
薯蓣皂苷含药血清 1 μL
薯蓣皂苷含药血清 10 μL
薯蓣皂苷含药血清 100 μL

1.5

1.0

0.5

0
A
B 20
16
12
8
4
0
−2
−60
−70
−80
V1/2 / mV
K / mV
−150 −120 −90 −60 −30
测试电压 / mV
**
**
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图 3 薯蓣皂苷含药血清对 INa 稳态失活曲线 (A) 和相关参数 (B) 的影响 ( ± = 8x s , n )
Fig. 3 Effects of serum containing dioscin on INa steady-state inactivation curves (A) and relative coefficients (B)
in ventricular myocytes of rats ( ± = 8x s , n )
3.4 薯蓣皂苷含药血清对 INa 稳态复活曲线的影响
保持电位−80 mV，施予 500 ms、−40 mV 的
方波刺激后，复极至−80 mV，分别间隔 10、20、
40、80、160、320、640、1 280 ms 后再施予第 2
次 25 ms、−40 mV 的方波刺激。以第 2 次方波引
出的电流幅值对间隔时间作图，并进行曲线拟合，
依照方程[13]：I＝A1exp (−t/τ)＋A0，求出恢复时间
常数（τ）。结果显示：1、10、100 μL 薯蓣皂苷含
药血清剂量依赖性加速钠离子通道的恢复过程，其
τ 值由（150.73±21.49）ms 分别变为（143.19±
13.88）、（84.83±18.03）（P＜0.01）、（80.63±13.89）
ms（P＜0.01）。结果见图 4。



图 4 薯蓣皂苷含药血清对 INa 稳态复活曲线(A) 和相关参数 (B) 的影响 ( ± = 8x s , n )
Fig. 4 Effects of serum containing dioscin on INa steady-state recovery process curves (A) and relative coefficients (B)
in ventricular myocytes of rats ( ± = 8x s , n )
4 讨论
近年来，薯蓣皂苷在心血管方面的应用十分广
泛，有研究表明，薯蓣皂苷能通过不同途径改善心
肌损伤、保护心肌细胞、减轻心肌细胞钙超载，保
护缺氧心肌作用[14]。同时其还可以在一定程度上保
持心肌细胞膜的完整性，对心功能具有明显的保护
作用[15]。同时有文献显示薯蓣皂苷元对心肌梗死也
有明显的保护作用[16]。更有临床研究表明薯蓣皂苷
能显著改善重症充血性心衰患者的心功能，使心功
能都显著提高[17]。
钠离子通道是心脏离子通道之一，其与心律失
常的发生、发展均有紧密的关系。钠离子通道的重
要功能之一是激活 Na+快速内流，心肌细胞去极化，
形成动作电位 0 相[18]。因此，当心肌细胞 Na+通道
A
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
I/I
m
ax

对照
薯蓣皂苷含药血清 1 μL
薯蓣皂苷含药血清 10 μL
薯蓣皂苷含药血清 100 μL
−150 −120 −90 −60 −30
测试电压 / mV
B 15
10
5
0
−5
−100
−110
对照
薯蓣皂苷含药血清1 μL
薯蓣皂苷含药血清10 μL
薯蓣皂苷含药血清100 μL
V1/2 / mV
K / mV
相
对
电
流

2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
A
对照
薯蓣皂苷含药血清 1 μL
薯蓣皂苷含药血清 10 μL
薯蓣皂苷含药血清 100 μL 对照 薯蓣皂苷含药血清 1 μL
薯蓣皂苷含药血清 10 μL
薯蓣皂苷含药血清 100 μL
B


τ
值
/
m
s
160
140
120
100
80
60
40
20
00 500 1 000
复活时间 / ms


**


**
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发生改变，细胞内 Na+浓度发生变化时，可能会引
起各种类型的心律失常的发生，因此，钠离子通道
是许多抗心律失常药物的作用靶点。本实验通过薯
蓣皂苷含药血清结合全细胞膜片钳技术，观察薯蓣
皂苷含药血清对钠离子通道的作用，发现薯蓣皂苷
含药血清通过加快激活及恢复过程促进钠离子内
流，这有别于 I 类抗心律失常药。Hegyi 等[19]报道
传统的特异性钠通道激活剂及阻断剂对钙离子通
道也会有影响。薯蓣皂苷含药血清对钠离子通道的
促进作用可能通过钠-钙交换体间接影响细胞内的
钙离子浓度，因此推测薯蓣皂苷可能具有正性肌力
作用。此前也有研究显示薯蓣皂苷具有增强心肌收
缩力，减慢心率的作用[20]。薯蓣皂苷对钠离子通道
的具体作用机制有待进一步研究。
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