全 文 :苦豆子总碱舒张家兔离体主动脉的研究
张团笑1,牛彩琴2,买文丽1,敬华娥1,刘红1
(1.川北医学院 基础医学院 生理学教研室,四川 南充 637007;
2.川北医学院 中西医临床医学系,四川 南充 637007)
[摘要] 目的:研究苦豆子总碱(totalalkaliSophoraalopecuroidsL,TASa)舒张家兔离体主动脉血管的作用机制。方法:采
用离体恒温灌流浴槽,以去甲肾上腺素(noradrenaline,NA)预收缩后,给予 TASa(5,10,20,40mg·L-1)观察其舒张血管的量
效关系;将标本分为对照组、TASa组、TASa+吲哚美辛(1×10-5mol·L-1)、TASa+普萘洛尔(1×10-5mol·L-1)、TASa+左
旋硝基精氨酸(1×10-4mol·L-1)和TASa+去内皮细胞6组探讨TASa舒张血管的机制;用TASa(40mg·L-1)温育标本后,
观察TASa对NA(1×10-8~1×10-5mol·L-1),KCl(63~100mmol·L-1)和CaCl2(1×10
-5~1×10-2mol·L-1)量效收缩
曲线的影响。结果:TASa能舒张主动脉血管,有量效依赖性(r=094,P<001);去内皮、左旋硝基精氨酸、吲哚美辛和普萘洛
尔对TASa舒张血管的作用无明显影响;TASa能压低NA,KCl和CaCl2的量效收缩曲线。结论:TASa可能是抑制内质网 Ca
2+
释放和拮抗Ca2+通道,降低胞浆Ca2+而使血管舒张。
[关键词] 苦豆子总碱;离体主动脉;内皮细胞;钙离子
[收稿日期] 20090203
[基金项目] 四川省教育厅重点项目(08ZA109)
[通信作者] 牛彩琴,Tel:(0817)2242262,Email:niucaiqin@126.com
苦豆子 SophoraalopecuroidesL为豆科槐属植
物,味苦性寒,有清热解毒、祛风燥湿、止痛杀虫等作
用[1]。苦豆子总碱(totalalkalisophoraalopecuroids,
TASa)是从豆科植物苦豆子的干燥全草和种子提取
的总生物碱,主要有苦参碱、氧化苦参碱、槐果碱
等[2],其总碱具有清热解毒、祛风燥湿作用[34]。静
脉注射氧化苦参碱、槐果碱均可使麻醉大鼠和犬产
生快速、可靠的降压效果,槐胺碱对麻醉猫、兔和大
鼠有降压作用,并有明显的剂量依赖关系[5]。但其
降压的详细机制并未见报道,为探讨 TASa降低血
压的机制,本实验采用离体恒温灌流浴槽,观察 TA
Sa对去甲肾上腺素(noradrenaline,NA)预收缩血管
张力的影响,并探讨其作用机制。
1 材料
1.1 动物
清洁级健康家兔12只,体重25~30kg,雌雄
不拘,由兰州生物制品研究所提供,合格证号 医动
字第14004号。
1.2 药物与试剂
TASa购于兰州大学第一附属医院,批号甘卫药
灭制准字(97)02202,苦豆子总碱≥95%。用生理
盐水配制成5,10,20g· L-1备用,用NaHCO3配制
pH74;乙酰胆碱(Ach)和普萘洛尔(Prop),均为北
京第二制药厂产品;左旋硝基精氨酸(NωnitroLar
ginine,LNNA)和吲哚美辛(Indo),均为 Sigma公司
产品;无Ca2+KrebsHenseleit(KH)液用025mmol
·L-1EDTA代替CaCl2;去甲肾上腺素(NA,上海禾
丰制药有限公司);其他试剂均为化学分析纯。
1.3 主要仪器
六套离体恒温灌流肌槽(兰州大学化学系玻璃
仪器厂);IBM电脑2台,内置Biolap410(BL410)智
能型生物信号处理系统(成都泰盟电子有限公司);
张力传感器(JH2,中国北京航天医学工程研究
所)。
2 方法
2.1 标本制备
猛击家兔头部致昏后,迅速取出胸主动脉,放置
于盛有 KH液的培养皿中,并持续通入 95%O2和
5%CO2混合气体,剔去周围结缔组织后制成长
25~30mm动脉环[6],置于37℃恒温的灌流浴槽
中,持续通入95%O2和5%CO2混合气体,经张力换
能器将动脉环的张力变化输入配有 BL410系统的
电脑进行记录和处理,给予 2g的前负荷。每 20
min更换一次 KH液(37℃),温育平衡15~20
h,待动脉环稳定后加入 NA(1×10-6mol·L-1)检
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验血管环的反应性,收缩良好(收缩张力约为前负
荷的2~3倍)的用于实验。
检验血管内皮的完整性时,待动脉环稳定后加
入NA(1×10-6mol·L-1)使血管环收缩达最大坪
值,再加入Ach(1×10-5mol·L-1),若其舒张率大
于30%,认为是内皮完整的[78]。在观察去除内皮
的血管环时,用棉签在主动脉环内壁轻轻地来回滚
动,可去除内皮细胞,用 Ach(1×10-5mol·L-1)检
验其舒张率小于10%,认为是去内皮细胞(denuded
endothelium,Denude)[78]。
2.2 分组及处理
2.2.1 TASa对NA预收缩血管张力的影响 记录
静息动脉血管环张力后,用 KCl(60mmol·L-1)刺
激达坪值,然后用 KH液冲洗,重复3次。待重新
稳定后,分别加入NA(1×10-6mol·L-1)使动脉环
收缩达坪值(以此为100%效应)后开始实验。对照
组加入等量生理盐水;TASa组是累积加入 TASa(5,
10,20,40mg·L-1);TASa+吲哚美辛,TASa+普萘
洛尔,TASa+左旋硝基精氨酸,TASa+去内皮细胞4
组先分别加入 Indo(1×10-5mol·L-1),Prop(1×
10-5mol·L-1),LNNA(1×10-4mol·L-1)温育标
本15min和去血管内皮细胞(Denude)后,加入 NA
(1×10-6mol·L-1)使血管环收缩达坪值,累积加
入TASa(5,10,20,40mg·L-1)测各组的血管张力
并计算舒张率(%)。
2.2.2 TASa对NA,KCl和CaCl2量效曲线的影响
动脉环在去除内皮细胞后,向浴槽分别累积加入
NA(1×10-8~1×10-5mol·L-1),KCl(63~100
mmol·L-1)或CaCl2(1×10
-5~1×10-2mol·L-1)
后,测其收缩张力(g),此为对照组;冲洗后加入TA
Sa(40mg·L-1)温育 15min后,再做 NA,KCl和
CaCl2的量效曲线,方法同对照组。
2.2.3 TASa对 NA和 CaCl2双时相曲线的影响
动脉环在无Ca2+KH液的浴槽中温育30min,先加
入NA(1×10-6mol·L-1)使动脉环收缩(第Ⅰ时
相)[9]达坪值后,再加入 CaCl2(1×10
-2mol·L-1)
使动脉环收缩(第Ⅱ时相)达坪值并测张力(g),此
为对照组;冲洗后加入 TASa(40mg·L-1)温育15
min后,再做双时相曲线,方法同对照组。
2.3 观测指标
血管舒张率(%)=(正常效应值 -药物效应
值)/正常效应值;血管收缩张力(g)=效应值-前负
荷值;亲和力指数(pD2)
[10]=-logKD=log(1/KD)。
2.4 统计方法
所有数据均以珋x±s表示,采用SPSS110软件进
行方差分析或t检验,以P<005为有统计学意义。
3 结果
3.1 TASa对NA预收缩动脉环的影响
TASa可显著舒张内皮完好的动脉环,并有剂量
依赖关系(r=094,P<001);用 LNNA,Indo,Prop
温育或去内皮后,对 TASa舒张血管作用无明显影
响(表1)。
表1 阻断剂对TASa舒张血管作用的影响(珋x±s) %
组别 n
TASa/mg·L-1
5 10 20 40
NS 8 212±395 1242±624 1461±643 1494±547
TASa 12 570±4271) 1546±7821) 2770±9071) 3565±7741)
TASa+Indo 10 419±234 1594±671 3074±702 3638±583
TASa+Prop 10 579±452 1777±725 3089±845 3988±801
TASa+Denude 10 591±347 1320±703 2899±1517 3637±1474
TASa+LNNA 10 565±420 1424±652 2590±594 3480±598
注:与对照组(NS)比较1)P<001。
3.2 TASa对NA,KCl和CaCl2量效曲线的影响
TASa能明显抑制NA,KCl和CaCl2对血管环的
收缩作用,且亲和力指数(pD2)分别由温育前的
(723±166),(167±049)和(428±172)降为
温育后的(624±173),(126±083)和(324±
150)(图1)。
3.3 TASa对NA和CaCl2双时相曲线的影响
TASa能抑制第Ⅰ时相的收缩,由温育前的
(248±075)g降为(160±081)g(P<001,
n=12);对第Ⅱ时相的收缩无影响,温育前后分别
为 (120 ±060) g和 (152 ±089) g
(n=12,图2)。
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与对照组(NS)比较1)P<001(图2同)。
图1 TASa对NA,KCl和CaCl2量效曲线的影响
图2 TASa对血管平滑肌双时相收缩曲线的影响
4 讨论
血管平滑肌的紧张性收缩,主要由参与收缩的
肌纤维数目来决定,血管的紧张性收缩决定血管口
径的大小,而血管口径又是决定血管阻力和血流量
的主要因素。因此,探讨引起血管舒张的机制也是
防治高血压的主要途径之一。血管内皮细胞释放的
NO迅速进入血管平滑肌细胞内,通过可溶性鸟苷
酸环化酶受体(solubleguanylylcyclasereceptor)激
活血管平滑肌内的鸟苷酸环化酶,使 cGMP浓度升
高,导致肌质网Ca2+调蛋白和三磷酸肌醇受体磷酸
化,抑制肌质网内Ca2+的释放,降低胞内Ca2+,引起
血管扩张[1113]。本实验用 NOS抑制剂 LNNA或去
除内皮细胞后,对 TASa舒张血管作用无明显影响,
提示TASa舒张血管作用与内皮细胞释放的 NO无
关。但周颖等[5]研究表明复方苦豆子能够降低高
血压大鼠的血压,与血清 NO合成与释放有关。与
本实验的结果有所不同,可能是复方苦豆子的成分
复杂和作用途径及选用的实验对象不同所致,还有
待于进一步的研究。
前列环素(prostacyclin,PGI2)是内皮细胞合成
的另一种舒血管物质。PGI2活化平滑肌细胞膜的腺
苷酸环化酶,促进 ATP分解,于是细胞内 cAMP含
量升高,肌质网摄取的Ca2+增加,胞内Ca2+减少,抑
制肌球蛋白的磷酸化,致使平滑肌舒张。血管平滑
肌细胞的β肾上腺素能受体(βAR)也参与血管舒
张。其主要是通过升高胞内 cAMP含量,关闭 L型
钙通道,使Ca2+内流减少,降低胞内 Ca2+而舒张平
滑肌[14]。本实验用前列环素抑制酶吲哚美辛和 β
肾上腺素能受体阻断剂普萘洛尔温育后,对 TASa
舒张血管作用无明显影响,说明 TASa舒张血管效
应与前列腺素的释放和β肾上腺素能受体无关。
平滑肌细胞外钙内流和肌质网内钙释放是引起
平滑肌收缩的关键。细胞外Ca2+内流,主要是通过
肌细膜上受体依赖性钙通道(receptoroperatedcalci
umchannels,ROC)和电压依赖性钙通道(potential
dependentcalciumchannels,PDC)而实现的。NA与
α1受体结合后,引起肌质网 Ca
2+释放,升高的 Ca2+
再经Ryanodine受体通道释放 Ca2+[15],进一步升高
细胞内 Ca2+。本实验用 TASa温育无内皮的血管
后,可抑制NA引起的量效收缩曲线;减弱第Ⅰ时相
的收缩(依胞内钙性收缩)。说明TASa能非竞争性
的拮抗ROC,抑制肌质网 Ca2+的释放而导致血管
舒张。
细胞外K+浓度升高,使钾通道受到抑制[16],引
起细胞膜去极化,从而使 PDC开放,细胞外 Ca2+内
流,Ca2+使肌球蛋白轻链磷酸化,粗、细肌丝发生相
对滑动,导致血管收缩。本实验通过 TASa温育无
内皮的血管环后,能压低 KCl和 CaCl2量效曲线,说
明TASa能非竞争性的拮抗 PDC,减少 Ca2+的内流
导致血管舒张[17]。但周颖等[5]实验提示复方苦豆
子对心脏的防治作用也可能与钙拮抗有关,但苦豆
子拮抗心肌钙通道和血管平滑肌的是否为同一种钙
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通道,还有待于进一步的研究。
综上所述,本实验结果表明 TASa舒张血管的
作用可能是通过抑制细胞内质网 Ca2+释放和拮抗
平滑细胞膜的Ca2+通道,从而降低细胞内的Ca2+而
导致血管舒张;而与内皮细胞释放的 NO和前列腺
素以及β肾上腺素能受体无关。
[参考文献]
[1] 江苏新医学院.中药大辞典[M].上海:上海科技出版社,
2001:1293.
[2] 赵博光.苦豆草生物碱的研究[J].药学学报,1980,15(2):
182.
[3] 牟新利,王武宝,巴杭,等.中药苦豆子化学成分及生理活性
的研究进展[J].新疆师范大学学报:自然科学版,2005,1:
45.
[4] 张琳娜,白洁.苦豆子药理作用的研究进展[J].宁夏医学院
学报,2004,3:214.
[5] 周颖,陈虹,闫明俞.复方苦豆子对肾性高血压大鼠心室肌钙
含量及血浆AngⅡ的影响[J].中国新药杂志,2007,12:937.
[6] 徐叔云,卞如濂,陈修.药理实验方法学[M].北京:人民卫生
出版社,1994:15.
[7] 岳剑红,汤军,张宏.异丙酚对大鼠离体主动脉的舒张作用
[J].解放军医学杂志,2001,26(7):519.
[8] NyhanD,GaineS,HalesM,etal.Pulmonaryvascularendothe
lialresponsesarediferentialymodulatedaftercardiopulmonary
bypass[J].JCardiovascPharmacol,1999,34(3):518.
[9] 张团笑,牛彩琴,胡建民,等.原花青素舒张家兔主动脉和降
低动脉血压的研究[J].中国中药杂志,2008,33(14):1720.
[10] 徐端正,赵定义.药理受体参数pD2,pA2,pD′2估计[J].上海
第一医学院学报,1985,12(5):342.
[11] QiYM,YangDJ,DuanX.Endomorphinsinhibitcontractile
responsesofratthoracicaortaringsinducedbyphenylephrineand
angiotensinⅡ invitro[J].JActaPharmacolSin,2002,23(1):
40.
[12] VaneJR.Regulatoryfunctionsofthevascularendothelin[J].N
EnglJMed,1990,323:27.
[13] ShanLM,WangH.Pharmacologicalcharacteristicsoftheendo
thelialtargetforacetylcholineinducedvascularrelaxation[J].
LifeSci,2002,11:1285.
[14] 刘正湘.实用心血管受体学[M].北京:科学出版社,2001:
126.
[15] DsvidRH,KeithLM,JosephAL.Vascularsmoothmuscular:A
reviewofmolecularbasisofcontractility[J].Circulation,1991,
83:382.
[16] 姜雨鸽,汪海.血管平滑肌钾通道及其调节因素[J].中国药
理学通报,2002,5:494.
[17] 杨庆利,吴勇杰,李新芳.苦豆碱类药物的钙拮抗作用及其对
大鼠中性白细胞活化的抑制性影响[J].兰州医学院学报,
1992,18(4):224.
VasorelaxationalefectsoftotalalkaliSophoraalopecuroidson
rabbitaortainvitro
ZHANGTuanxiao1,NIUCaiqin2,MAIWenli1,JINGHuae1,LIUHong1
(1.DepartmentofPhysiology,NorthSichuanMedicalColege,Nanchong637007,China;
2.DepartmentofClinicalinChineseandWesternMedicine,Nanchong637007,China)
[Abstract] Objective:TostudythevasodilationefectsoftheTotalalkaliSophoraalopecuroidsL(TASa)onrabbitthoracic
aorticringsinvitroandthepossiblemechanisms.Method:Rabbitaorticringswereisolatedandprecontractedwithnoradrenaline
(NA)andthenweredividedintosixgroupsincludingcontrolgroup,TASagroup,TASa+1×10-5mol·L-1indomethacin(Indo),
TASa+1×10-5mol·L-1propranolol(Prop),TASa+1×10-4mol·L-1NωnitroLarginine(LNNA),TASa+removalofendo
thelium.ThevasodilationefectsofTASawereinvestigated.Inaddition,thethoracicaorticringswerepretreatedwithTASa(40mg·
L-1)andthenthethoracicaorticringsweretreatedwithcumulativeNA(110-8110-5mol·L-1),KCl(63100mmol·L-1)or
CaCl2(110
-5110-2mol·L-1).Thedoseresponsecurvesofaorticringswererecorded.Result:TASacanrelaxisolatedrabbitaor
taandhasanobviousconcentrationdependentrelaxation(r=094,P<001).TherelaxantefectofTASawasnosignificantreduc
ingbyremovalofendotheliumandbytreatmentwithLNNA,IndoorProp.Inaddition,TASacandecreasethedoseresponsecurves
ofaorticringstoNA,KClorCaCl2.Conclusion:ThevasodilationefectsofTASaarerelatedtonotonlyinhibitionofintracelularcal
ciumrelease,butalsoreductiontocalciumflowtotheinteriorofthecelwithblockageofcalciumchannels.
[Keywords] TotalalkaliSophoraalopecuroidsL;isolatedaorticring;endotheliumz;Ca2+ [责任编辑 古云侠]
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