全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 8 期 2013 年 4 月
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布渣叶总黄酮对大鼠急性心肌缺血的保护作用及其机制
陈艳芬 1,杨超燕 1,李坤平 2*,曾 宇 1,王颖芳 1,陈美燕 1
1. 广东药学院中药学院,广东 广州 510006
2. 广东药学院药科学院,广东 广州 510006
摘 要:目的 研究布渣叶总黄酮对盐酸异丙肾上腺素注射液(ISO)诱导的急性心肌缺血大鼠模型的保护作用及其机制。
方法 布渣叶总黄酮(8、4、2 mg/kg)每天 ig 给予大鼠 1 次,连续给药 5 d,末次给药后 1 h,ISO(2 mg/kg)多点 sc 诱导
大鼠急性心肌缺血,观察布渣叶总黄酮对大鼠不同时间点心电图及心肌组织形态学的影响;生化法检测血清中乳酸脱氢酶
(LDH)、肌酸激酶(CK)活性和心肌组织中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)
水平。结果 与模型组相比,布渣叶总黄酮高、中剂量(8、4 mg/kg)组能明显对抗心肌缺血时心电图 J 点的下移(P<0.05),
尤以注射 ISO 后 10 min 时的效果较明显;明显改善 ISO 引起的心肌病理损伤;降低血清中 LDH、CK 水平(P<0.05)和心
肌组织 MDA 的量(P<0.01),提高心肌组织 SOD(P<0.01)和 GSH-Px 活性(P<0.05、0.01)。结论 布渣叶总黄酮对
大鼠急性心肌缺血损伤有明显的保护作用,其机制可能与提高心肌的抗氧化能力、减轻氧化应激反应有关。
关键词:布渣叶总黄酮;心肌缺血;抗氧化;氧化应激;心电图
中图分类号:R282.710.5;R972 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)08 - 1003 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.08.016
Protection of total flavones from Microcos paniculata on acute myocardial ischemia
in rats and its mechanism
CHEN Yan-fen1, YANG Chao-yan1, LI Kun-ping2, ZENG Yu1, WANG Ying-fang1, CHEN Mei-yan1
1. School of Traditional Chinese Medicine, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China
2. School of Pharmacy, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China
Abstract: Objective To study the protective effect of the total flavones in Microcos paniculata (TFMP) on the acute myocardial
ischemia (AMI) induced by isoprenaline (ISO) and its mechanism. Methods The rats were ig administered with TFMP (8, 4, and 2
mg/kg) once daily for consecutive 5 d, and the AMI rat model was established by sc injection with ISO (2 mg/kg) 1 h after the last
administration. The effects of TFMP on the electrocardiogram (ECG) at different time points and the myocardial tissue pathological
histomorphology dying by hematoxylin were observed; The superoxide dismutase (SOD) and malondialdehyde (MDA) levels of
myocardial tissue, glutathione peroxidase (GSH-Px), lactate dehydrogenase (LDH), and creatine kinase (CK) activities in serum were
detected using biochemical method. Results Compared with the model group, the high- and mid-doses (8 and 4 mg/kg) TFMP
inhibited the J spot downward of ECG during myocardial ischemia (P < 0.05), especially after 10 min of ISO injection. The
myocardial injury induced by ISO was aslo improved in these two groups , the levels of LDH and CK in serum (P < 0.05) and the
content of MDA in myocardial homogenate (P < 0.01) were decreased, the activities of SOD (P < 0.01) and GSH-Px (P < 0.05, 0.001)
in the myocardial homogenate were increased. Conclusion The TFMP has the apparent protective effect on AMI injury, its
mechanism may be related with improving the myocardial anti-oxidative ability and decreasing the oxidative stress reaction.
Key words: total flavones from Microcos paniculata; myocardial isehemia; anti-oxidative ability; oxidative stress; electrocardiogram
椴树科植物布渣叶 Microcos paniculata L.,亦
称为破布叶[1],盛产于我国南方,特别是两广地区,
资源极其丰富且药用历史悠久,其味甘、淡,性微
寒,归脾胃肝经,具有清热消滞、利湿退黄的功效。
收稿日期:2012-06-15
基金项目:广东高校优秀青年创新人才培养计划项目(LYM10092);广东省中医药局科研项目(2010418)
作者简介:陈艳芬(1977—),女,博士,副教授,主要从事中药新药药效学和毒理学评价。Tel: (020)39352180 E-mail: xwnai@163.com
*通信作者 李坤平 Tel: (020)39352118 E-mail: lkpchina@hotmail.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 8 期 2013 年 4 月
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布渣叶富含黄酮类化合物,其总黄酮具有较强的自
由基清除活性[2-6]。为了探讨布渣叶总黄酮(TFMP)
对心肌缺血的保护作用,本实验以异丙肾上腺素诱
导大鼠急性心肌缺血损伤模型,观察布渣叶总黄酮
对急性心肌缺血(acute myocardial ischemia,AMI)
大鼠心电图、心肌组织形态学、抗氧化能力相关指
标的影响,为其研发和临床应用提供实验依据。
1 材料
1.1 药品与试剂
布渣叶总黄酮(由 2.5 kg 布渣叶药材提取、精
制获得)粉末,广东药学院制药工程教研室提供,
比色法测得含总黄酮(以芦丁计)622.4 mg/g,HPLC
法测得含牡荆苷 51.2 mg/g;盐酸异丙肾上腺素注射
液(ISO),上海禾丰制药有限公司,批号 110202;
复方丹参滴丸,天津天士力制药股份有限公司,批
号 110703。水合氯醛,中国医药集团上海化学试剂
公司;超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、
谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、考马斯亮兰蛋白
测定试剂盒,南京建成生物试剂有限公司;乳酸脱
氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)检测试剂盒,罗氏
公司。
1.2 动物
SPF 级 SD 大鼠,雌雄各半,体质量(200±20)
g,由广东省医学实验动物中心提供,动物许可证号:
SCXK(粤)2008-0002。
1.3 仪器
MedLab-6.0 生物信号采集处理系统,南京美易
科技有限公司;WFZ—26A 紫外可见分光光度计,
天津市拓普仪器有限公司;MS—18 全自动生化分
析仪,奥普森公司;TGL—16G 台式离心机,上海
安亭科学仪器厂;NIKON E600 显微镜,日本 Nikon
公司。
2 方法
2.1 分组与给药
SD 大鼠 60 只随机分为 6 组(每组 10 只),分
别为对照组,模型组,复方丹参滴丸(324 mg/kg)
阳性对照组,布渣叶总黄酮高、中、低剂量(8、4、
2 mg/kg)组。各给药组每天 ig 给予药液 10 mL/kg
(以蒸馏水稀释)1 次,连续给药 5 d,对照组和模
型组给予同体积的蒸馏水。
2.2 模型制备
末次给药后 1 h,各组大鼠 ip 10%水合氯醛 0.3
mL/100 g 麻醉,仰卧位固定,连接生物信号采集处
理系统心电图电极,记录心电图。之后除对照组外,
其他各组大鼠均多点 sc(四肢根部和背部共 5~6
点,10 s 内注射完毕)ISO 2 mg/kg,对照组 sc 等量
生理盐水。记录注射 ISO 后 1、3、5、8、10、15、
20、25、30 min 大鼠的心电图,分别统计各时间点
心电图 J 点下移值(J 点是 QRS 波群的终末部分与
ST 段起始之交接点,即 S 波的终点,以 PR 段为基
线,J 点位移的变化值)。测定后,除对照组外,每
只大鼠连续 2 d ip 给予 ISO 5 mg/kg,同时按“2.1”
项方法持续给药 2 d,每天 1 次。
2.3 检测指标
大鼠末次给予 ISO后24 h,腹主动脉取血,3 000
r/min、离心 10 min 制备血清,全自动生化分析仪检
测血清中 LDH、CK 的活性。取血后脱臼处死大鼠,
取大鼠心脏中下 1/3 处的部分心肌,置于 10%甲醛
中浸泡固定,石蜡包埋,连续切片,HE 染色,光
镜下(×100)观察心肌病理改变。另取大鼠心尖同
一部位心肌组织,冰生理盐水冲洗,滤纸吸干后称
取适量,冰浴下充分研磨,制成 10%组织匀浆,按
照试剂盒方法检测 SOD、MDA、GSH-Px 水平;采
用考马斯亮蓝法测定心肌组织中蛋白的量。
2.4 统计学处理
所有数据均以 ±x s 表示,采用 SPSS 13.0 统计
软件分析,组间比较采用单因素方差分析。
3 结果
3.1 对急性心肌缺血大鼠心电图的影响
模型组大鼠注射 ISO 后 1 min,大鼠心电图即
出现 J 点下移,3~5 min 下降达最低点,维持 30 min
仍未回到注射 ISO 前水平,各时间点 J 点下降值与
对照组相比差异显著(P<0.01),提示急性心肌缺
血大鼠模型制备成功。布渣叶总黄酮高、中、低剂
量组不同程度地对抗大鼠急性心肌缺血引起的 J 点
下移,其中布渣叶总黄酮高剂量组在注射 ISO后10、
20 min,与模型组相比明显对抗大鼠急性心肌缺血
引起的 J 点下移(P<0.05),中剂量组在注射 ISO
后 8~20 min 作用明显(P<0.05),低剂量组与模型
组比较则无显著差异。复方丹参滴丸组在注射 ISO
后 5~10 min 抑制 J 点下移作用显著(P<0.05)。
结果见表 1。
3.2 对急性心肌缺血大鼠心肌组织形态学的影响
对照组大鼠心肌组织结构完整,心肌纤维呈短
柱状,心肌细胞排列整齐、致密,细胞核呈椭圆形,
位于中央,大小均一,胞浆染色均匀。模型组大鼠
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心肌纤维排列紊乱,出现广泛性心肌纤维变性、坏
死,毛细血管扩张,心肌纤维之间水肿和大量炎性
细胞浸润。复方丹参滴丸组大鼠心肌纤维排列有些
紊乱,个别大鼠心肌出现心肌细胞肥大、局部心肌
纤维变性、坏死现象。布渣叶总黄酮高剂量组大鼠
心肌组织心肌纤维之间轻微水肿,局部少量炎性细
胞浸润,个别大鼠出现心肌组织点片状坏死和变性;
中剂量组大部分大鼠心肌纤维排列整齐,部分大鼠
出现心肌组织点片状坏死和变性,间质少量炎性细
胞浸润;低剂量组大鼠出现心肌组织片状坏死和变
性,毛细血管扩张,心肌纤维之间中度水肿,间质
明显炎性细胞浸润。结果见图 1。
表 1 布渣叶总黄酮对心肌缺血大鼠心电图 J 点下移值的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 1 Effect of TFMP on J spot downward of ECG in rats with AMI ( ± = 10x s , n )
ΔJ / mV
组 别 剂量 /
(mg·kg−1) 1 min 3 min 5 min 8 min 10 min
对照 - 0.013±0.006 0.012±0.006 0.014±0.009 0.017±0.019 0.025±0.023
模型 - 0.052±0.029** 0.205±0.103** 0.201±0.115** 0.192±0.085** 0.205±0.074**
布渣叶总黄酮 2 0.064±0.069 0.109±0.089 0.144±0.083 0.169±0.097 0.159±0.104
4 0.057±0.045 0.172±0.086 0.121±0.048 0.095±0.058▲ 0.112±0.050▲
8 0.085±0.067 0.134±0.092 0.121±0.073 0.122±0.035 0.116±0.052▲
复方丹参滴丸 324 0.045±0.045 0.109±0.083 0.087±0.068▲ 0.093±0.084▲ 0.085±0.078▲
ΔJ / mV 组 别 剂量 /
(mg·kg−1) 15 min 20 min 25 min 30 min
对照 - 0.010±0.013 0.014±0.014 0.016±0.010 0.025±0.017
模型 - 0.213±0.109** 0.217±0.109** 0.206±0.114** 0.204±0.082**
布渣叶总黄酮 2 0.159±0.104 0.171±0.124 0.137±0.087 0.110±0.051
4 0.102±0.053▲ 0.106±0.068▲ 0.114±0.086 0.118±0.077
8 0.117±0.066 0.108±0.054▲ 0.138±0.030 0.180±0.077
复方丹参滴丸 324 0.111±0.076 0.108±0.077 0.096±0.099 0.089±0.103
ΔJ=注射 ISO 后各时间点 J 点值-注射前 J 点值;与对照组比较:*P<0.05 **P<0.01;与模型组比较:▲P<0.05,下表同
ΔJ = J spot values of each time point after ip ISO-J spot values before ip ISO; *P < 0.05 **P < 0.01 vs control group; ▲P < 0.05 vs model group, same as below
图 1 各组大鼠心肌组织形态学观察
Fig. 1 Myocardial histomorphology of rats in each group
对照 模型 复方丹参滴丸
布渣叶总黄酮 8 mg·kg−1 布渣叶总黄酮 4 mg·kg−1 布渣叶总黄酮 2 mg·kg−1
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3.3 对急性心肌缺血大鼠血清心肌酶的影响
与对照组相比,模型组大鼠血清中 CK、LDH
水平显著升高(P<0.01),表明大剂量 ISO 可导
致心肌细胞缺血损伤。与模型组相比,布渣叶总
黄酮高、中剂量组大鼠血清 LDH、CK 水平均明
显降低(P<0.05),提示布渣叶总黄酮具有改善心
肌细胞损伤、减轻心肌缺血的作用。复方丹参滴
丸组血清 LDH、CK 水平也显著降低(P<0.01)。
结果见表 2。
3.4 对急性心肌缺血大鼠氧化应激反应的影响
与对照组相比,模型组大鼠心肌组织中 MDA 的
量显著增加,SOD 的量显著下降(P<0.01),GSH-Px
活力显著下降(P<0.05),表明急性心肌缺血大鼠心
肌组织氧化应激反应增强,脂质过氧化产物增加。
与模型组相比,布渣叶总黄酮高、中剂量组大鼠心
表 2 布渣叶总黄酮对急性心肌缺血大鼠血清 CK 和 LDH
的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 2 Effects of TFMP on CK and LDH activities
in serum of rats with AMI ( ± = 10x s , n )
组 别 剂量 / CK / (U·L−1) LDH / (U·L−1)
对照 - 340.40±129.95 297.00±144.58
模型 - 632.10±199.36** 598.90±240.86**
布渣叶总黄酮 2 558.77±182.27 429.78±130.62
4 460.88±141.15▲ 386.12±131.91▲
8 442.33±138.00▲ 354.56±153.89▲
复方丹参滴丸 324 413.27±142.39▲▲ 303.36±155.10▲▲
肌 MDA 的量明显减少(P<0.01),SOD 的量明显
增加(P<0.01),GSH-Px 活力明显增强(P<0.05、
0.01),提示布渣叶总黄酮能明显提高心肌缺血大鼠
心肌抗脂质过氧化反应的能力。结果见表 3。
表 3 布渣叶总黄酮对心肌缺血大鼠心肌组织 SOD、MDA 和 GSH-Px 的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 3 Effects of TFMP on myocardial SOD, MDA levels, and GSH-Px activity of rats with AMI ( ± = 10x s , n )
组 别 剂量 / (mg·kg−1) SOD / (U·mg−1) MDA / (nmol·mg−1) GSH-Px / (U·mg−1)
对照 - 39.26± 7.26 26.26±10.20 78.57±15.07
模型 - 18.49± 7.43** 52.44±20.95** 62.23±10.85*
布渣叶总黄酮 2 20.11± 6.01 46.42±11.87 66.74±13.83
4 30.22± 5.63▲▲ 20.91± 6.68▲▲ 78.32± 8.76▲▲
8 37.84±11.15▲▲ 23.18± 9.36▲▲ 75.52±10.89▲
复方丹参滴丸 324 26.25± 3.63▲ 33.18± 9.20▲ 77.09±15.18▲
4 讨论
黄酮类化合物由于具有良好的氧自由基清除活
性,因此其对肿瘤、衰老、心血管等疾病的防治有
重要意义[7]。布渣叶中含大量黄酮类化合物,且不
同产地布渣叶总黄酮均具有较好的自由基清除活
性,是值得研发的自由基清除剂[6]。药理研究表明,
布渣叶水提取液能增加离体豚鼠冠脉血流量,提高
小鼠耐缺氧能力,延长缺氧鼠的存活时间,增加兔
脑血流量,降低其血压和脑血管阻力[3]。
心电图是缺血心肌变化的敏感指标,其中 ST
段变化幅度的改变(T 波和 J 点)是反映心肌缺血
损伤程度和范围的可靠指标[8]。本实验结果显示,
大鼠 ip ISO 后心电图各时段的 J 点明显下移;而布
渣叶总黄酮对此具有对抗作用,并明显改善心肌病
理损伤程度。LDH 和 CK 是目前实验和临床均公认
的对心肌缺血有诊断意义的酶。本研究结果显示,
ip ISO 后,模型组大鼠心肌 LDH 和 CK 的量明显增
加;而布渣叶总黄酮高、中剂量能明显抑制 LDH
和 CK 的增加,有效调节血清心肌酶,提示其对大
鼠缺血心肌有一定的保护作用。心肌缺血时有大量
自由基生成,使心肌细胞膜中不饱和脂肪酸发生脂
质过氧化反应,加重心肌缺血[9]。本研究结果显示,
布渣叶总黄酮能提高大鼠心肌缺血时心肌组织
SOD、GSH-Px 活性,减少 MDA 的产生,从而减轻
心肌细胞膜脂质过氧化反应,减弱心肌组织缺血损
伤。抗氧化作用很可能是布渣叶总黄酮发挥心肌缺
血保护作用的重要机制之一。
综上所述,布渣叶总黄酮对 ISO 诱导的心肌缺
血具有良好的保护作用,有可能成为一种良好的抗
心肌缺血的黄酮化合物新药重要来源。
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