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Vol.34，Issue 3
February，2009
第 34 卷第 3 期
2009 年 2 月
牛磺酸的非内皮依赖性舒血管作用机制
李志东*，张明升，梁月琴
（山西医科大学 药理教研室，山西 太原 030001）
[摘要] 目的：研究牛磺酸（Tau）对血管的舒张作用并探讨其机制。方法：采用大鼠离体主动脉环灌流模型，经生物信
号采集与分析系统测定 Tau 10，20，40，80 mmol·L - 1对苯肾上腺素（PE）1 μmol·L -1和氯化钾（KCl）60 mmol·L-1预收缩
内皮完整和去内皮血管的舒张作用，及 Tau 对不同工具药血管反应性的影响。结果：Tau 能非血管内皮依赖性舒张由 PE 和
KCl 诱导收缩的大鼠胸主动脉环；对 PE 诱发的依赖内钙释放和外钙内流的血管环收缩均有抑制作用；对咖啡因诱导的血管
环收缩无明显抑制作用；格列苯脲和四乙胺能够明显抑制 Tau 的舒张血管作用，但氯化钡和 4-氨基吡啶不能抑制其舒张血
管作用。结论：Tau 的血管舒张作用是非内皮依赖性的，其机制可能是通过抑制血管平滑肌依内 Ca2+ 性收缩（IP3介导）和
依外 Ca2+ 性收缩起作用的。同时 KATP 通道和 KCa 通道可能参与了 Tau 的舒血管作用。
[关键词] 牛磺酸；主动脉环；钙；钾通道

牛磺酸（taurine，Tau）是维持机体自稳态的
重要细胞保护物质之一，在心血管组织中含量很
高。因中药牛黄中含 Tau，推测牛黄的药理作用与
Tau 有关，有学者认为应将 Tau 作为中药看待，并
将药性定为寒凉[1]。近年来一些基础研究和临床研
究[2-4]均证实 Tau 有一定的降压作用，然而但其作
用机制还不清楚，本研究观察了 Tau 对大鼠离体胸
主动脉的舒张效应及其影响因素，以求进一步了解
其血管作用的可能机制。
1 材料
1.1 动物 健康 Wistar 大鼠，雄性，体重 240～260
g，由山西医科大学实验动物中心提供，合格证号
医动字第 070102。
1.2 药物及试剂 Tau 南京制药厂，批号 980923，
纯度 99.9%；乙酰胆碱(acetylcholine，ACh)，ETGA
（ethylene glycol–bis [β-aminoethyl ether]-N，N，N’
N′-tetraacetic acid），四乙胺(tetraethylamine，TEA)、
4-氨基吡啶 (4-aminopyridine，4-AP)、格列本脲
(glibenclamide，Gli)均购自 Sigma 公司。PE 为上海
禾丰制药有限公司，批号 010045，其余试剂为市
售分析纯。Krebs-Henseleit (K-H) 液内含(mmol·L -1 )
NaCl 118.0，KCl 4.7，KH2PO4 1.2，MgSO4 1.2，
NaHCO3 25.0，CaCl2 1.25，葡萄糖：10.0(pH 7.4)；

[收稿日期] 2008-08-31
[通信作者] *李志东，Tel：13834575035，E-mail:lee2991@163. com
无钙 K-H 液以 EGTA（50 μmol·L -1）代替 CaCl2，
其余成分同 K-H 液。
1.3 仪器 MLT-0201，25 g 张力换能器、HSS-1B
数字式超级恒温泵（成都仪器厂）、Powerlab 生物
信号采集分析系统（埃德仪器国际贸易有限公司）。
2 方法
2.1 大鼠离体主动脉环标本的制备 击昏大鼠，颈
椎脱臼处死，打开胸腔，分离胸主动脉，将取下的
胸主动脉放入 4 ℃的 K-H 液中。去除血管周围的
脂肪及结缔组织，将动脉剪成 2～3 mm 的小段。
在去内皮实验中，用与血管内径相适的棉棒从管腔
擦过，连续 2 次。血管环用 2 根不锈钢微型挂钩贯
穿血管管腔，横向悬挂在 10 mL 浴管内（该浴管被
预先注入 37 oC，K-H 液，并通入 95 %O2 + 5 %CO2
的混和气），下方固定，上方以一细钢丝连于张力
换能器，用 PowerLab 生物信号采集分析系统记录
血管环张力，其静息张力调节为 2 g，平衡 2 h，每
15 min 换液 1 次。正式实验前先调零，以 KCl 60
mmol·L -1 收缩动脉环 3 次，直到收缩稳定。用苯肾
上腺素（phenylephrine，PE）1 μmol·L -1 预收缩动
脉环，待收缩稳定加入 ACh 10 μmol·L-1 检验血管
内皮的完整性，当 ACh 不产生舒张作用或舒张幅度
小于预收缩的 10%时，认为已去除内皮。
2.2 Tau 对 PE 或 KCl 引起的血管环收缩的影响
采用内皮完整或去内皮的胸主动脉环，加入 PE


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(1 μmol·L -1 )或 KCl (60 mmol·L -1)，待血管环收缩
达到稳定后，累积加入 Tau 使浴管中的终浓度依次
递增为 10，20，40，80 mmol·L -1，观察血管环的舒
张反应，制作 Tau 的累积浓度-血管反应曲线，以
PE 或KCl 诱发的血管环的最大收缩幅度为100%，
计算 Tau 各浓度的舒张百分比。
舒张率（%）=血管环张力（g）/PE 或 KCl 预收缩血管
环张力（g）×100%
2.3 Tau对PE诱发的动脉环依内Ca2 + 性收缩和依
外 Ca2 + 性收缩的影响 参照文献方法[5]，去内皮动
脉环平衡于无钙 K-H 液中，2 h 后开始实验，加入
PE（1 μmol·L-1），引起快而不持续的收缩，为依赖
内 Ca2+ 性收缩，再加入 214 mmol·L -1 CaCl2 引起
慢而持续的收缩，为依赖外 Ca2+ 性收缩，将 2 次
上升最高张力分别作为给药前对照值；用无钙 K-H
液反复冲洗，平衡 30 min 至用药前水平后再加入
Tau 10，20，40，80 mmol·L-1 分别与血管环孵育 15
min，重复上述实验，比较加入 Tau 前后 2 种收缩
各占原总收缩幅度的百分率。
依内 Ca2+性收缩率（%）=给药后血管环张力（g）/给
药前依赖内 Ca2+ 性收缩对照值（g）×100 %
依外 Ca2+性收缩率（%）=给药后血管环张力（g）/给
药前依赖外 Ca2+ 性收缩对照值（g）×100 %
2.4 Tau 对无钙 K-H 液中咖啡因的收缩幅度影响
■去内皮血管环平衡后，换上无钙 K-H 液孵浴 15
min，加入咖啡因（20 mmol·L –1 ）使血管收缩，待
收缩稳定后用 K-H 液换洗至基线平衡后，再换上
无钙 K-H 液稳定 15 min，接着加入 Tau 10，20，
40，80 mmol·L -1 共浴 10 min，再加入咖啡因（20
mmol·L –1 )使血管收缩。比较前后 2 次血管收缩的
程度，计算后 1 次的收缩幅度与前 1 次的比值。对
照组加咖啡因前不加 Tau。
2.5 观察K+ 通道阻断剂对Tau 舒血管作用的影响
去内皮主动脉环用 KCl (60 mmol·L-1)预收缩，待收
缩达坪值后，实验组分别加入 4-AP (1 mmol·L-1)，
TEA (10 mmol·L-1)，Gli(10 μmol·L-1)或 BaCl2 (1
mmol·L-1)，对照组加入等容量生理盐水，当血管环
收缩再次达到坪值后，实验组和对照组均累积加入
Tau 10，20，40，80 mmol·L - 1，浓度同上。
2.6 统计学处理 应用 SPSS 11. 0 作统计分析，结
果均以 sx ± 表示。两样本用 t 检验进行差异显著
性检验，P<0.05 具显著性差异。
3 结果
3.1 对 PE 和 KCl 引起的主动脉环预收缩的影响
■当 PE 引起大鼠胸主动脉环的收缩达最大幅度
后，Tau 对内皮完整的血管环和去内皮血管环均有
浓度依赖性舒张作用，内皮完整的血管环最大舒张
率为(35.24±3.51)%，与去内皮血管环无明显差异。
当 KCl 引起大鼠胸主动脉环的收缩达最大幅度后，
Tau 对内皮完整的血管环和去内皮血管环均有浓
度依赖性舒张作用，内皮完整的血管环最大舒张率
(13.22±2.04)%，与去内皮血管环无明显差异(图 1)。

与对照组相比**P < 0. 01。
图1 Tau 对PE( A )或KCl(B)引起的内皮完整或去内皮（C）
血管环收缩的影响（ x s± ，n = 10）

C 为内皮完整的血管环与去内皮血管环应用
Ach 后血管环的舒张率，去内皮血管环使用 ACh
后舒张率小于预收缩的 10 %，符合实验要求
3.2 对 PE 诱发的主动脉环依内 Ca2 + 性收缩和依
外Ca2+ 性收缩的影响 Tau 对 PE诱发的依内Ca2+
性收缩和依外 Ca2+ 性收缩均具有抑制作用(P＜
0.05 或 P＜0.01),(表 1)。
3.3 Tau 对咖啡因在无 Ca2+ 液中的收缩幅度的影
响 在无 Ca2+ 溶液中，咖啡因可以诱导血管环收
缩。Tau 10，20，40，80 mmol·L -1 预处理 10 min，
咖啡因诱导的收缩幅度无明显降低(表 2)。
3.4 K+通道阻滞剂对 Tau 舒张主动脉坏功能的影
响 在 Kcl 预收缩的去内皮血管环上，Gli（10
μmol·L -1）和 TEA（10 μmol·L -1）对 Tau 的血管舒
张有抑制作用（P<0.05）；而 4-AP(1 mmol·L -1)和


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表 1 Tau 对内钙释放和外钙内流所致主动脉环收缩
的影响( sx ± ，n=10)
组别 剂量 /mmol·L -1
内钙释放所致收缩
/ %
外钙内流所致收缩
/ %
对照 - 24.28±3.52 75.72±4.13
Tau 10 12.89±3.751） 53.62±6.431)
20 8.64±2.982) 46.23±4.612)
40 5.42±3.262) 25.68±4.522)
80 3.64±2.132) 13.94±4.252)
注：与对照组相比1)P＜0.05，2)P＜0.01。

表2 Tau 对咖啡因在无Ca2+ 液中的收缩幅度的
影响( sx ± ，n=10)
组别 剂量/ mmol·L - 1 内钙释放所致收缩/ %
对照 – 21.13±4.62
Tau 10 22.01±5.37
20 21.56±4.74
40 20.67±6.02
80 20.15±4.85

BaCl2(1 mmol·L -1)对Tau舒血管作用无明显影响（图
2）。

图2 K+ 通道阻断剂对Tau舒张主动脉环功能的影响

4 讨论
近年来，国内外学者对 Tau 的降压作用进行了
广泛的研究，无论是从高血压动物模型上，还是在
临床高血压病人均证实了 Tau 的降压作用，然而
Tau 对血管如何发挥药理作用，具体机制尚不清楚，
仍有待进一步深入探讨。
本研究结果表明，无论是否具有内皮，Tau 都
可以舒张 PE 或高钾预收缩的大鼠胸主动脉环，说
明这种舒张血管作用是不依赖于血管内皮的，提示
牛磺酸可能直接作用于血管平滑肌而使血管舒张。
血管收缩是由血管平滑肌细胞内 Ca2+ 浓度增
高所致。PE 和高 KCl 均通过细胞内游离钙浓度的
增加而产生血管收缩。PE 诱导的血管收缩主要作
用于 α1 肾上腺素受体，通过 IP3R 刺激平滑肌细胞
内贮钙的释放；也可通过激活细胞膜上的受体操纵
性钙通道和磷酸化电压依赖性钙通道使细胞外钙
内流。采用文献[5]方法可清楚的将依内、外钙性收
缩分开来，为分析不同来源 Ca2+ 在药物影响下的
变化情况提供了方便。血管环在预加入无钙K-H 液
中孵育后，再加入 PE，此时其所引起血管环的收缩
是通过磷酸肌醇途径，使内质网储存的钙释放所引
起。血管环在预加入无钙 K-H 液中孵育后，再加
入 CaCl2，此时所引起的血管环收缩主要是细胞外
钙通过钙通道流入细胞内所引起。本实验发现 Tau
对 PE 引起的大鼠胸主动脉环的两种收缩成分均有
显著抑制作用，提示 Tau 的舒张血管作用与抑制内
Ca2+ 释放和外 Ca2+ 内流有关。
KCl 引起血管收缩主要是诱发平滑肌细胞膜
上电压依赖性钙通道开放导致血管收缩。图 1 表明
Tau 对 KCl 引起的血管收缩有明显的抑制作用，
提示 Tau 对电压依赖性钙通道有阻滞作用，是其松
弛血管平滑肌的作用机制之一。
细胞内钙的释放主要来自肌浆网。咖啡因在无
钙液中诱导的收缩主要是通过肌浆网中 ryanodine
或咖啡因敏感钙池的 Ca2+ 释放而诱发的，而 PE 在
无钙液中引起的收缩主要是通过肌浆网网膜上的
IP3 敏感 Ca2+ 通道开放而诱发的。表 1 和表 2 结
果显示，在细胞外无钙条件下，Tau 能抑制 PE 诱
导的血管环的收缩，而对咖啡因诱导的血管环的收
缩无明显抑制作用，提示 Tau 的舒张血管的作用可
能是通过抑制 IP3 敏感钙池内钙的释放而非抑制肌
浆网中 ryanodine 而起作用的。
钙离子内流下降不仅可以通过直接抑制细胞
膜上钙通道的活性而发生，而且还可以通过激活细
胞膜上一种或几种钾离子通道而发生。钾通道活性
的改变可使动脉平滑肌细胞膜电位去极化或超极
化，是参与动脉血管舒缩调节的重要机制[ 6-7]。通
过观察各种钾离子通道阻滞剂对 Tau 舒血管作用
的影响，发现 Gli 和 TEA 可以抑制 Tau 的血管舒
张作用；而 BaCl2 和 4-AP 对 Tau 的舒血管作用无
明显影响。这提示， ATP 敏感钾离子通道 KATP 和
钙激活钾离子通道 KCa 通道参与了 Tau 的舒血管
作用，而电压依赖性钾离子通道 KV 通道和内向整


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流钾离子通道 Kir 通道可能与 Tau 的舒血管作用
无关。
综上所述，Tau 对离体大鼠胸主动脉具有非内
皮依赖性血管舒张作用，其对血管张力的调节机制
是通过多途径共同作用的结果，可能直接作用于血
管平滑肌，与抑制血管平滑肌依内 Ca2+ 性收缩（IP3
受体通道介导内钙释放）和依外 Ca2+ 性收缩以及与
钾离子通道有关。此结果为进一步认识 Tau 在临床
高血压病治疗中的可能机制提供了实验依据。
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Endothelium-independent vasorelaxant effect of Taurine on rat aorta rings

LI Zhidong*，ZHANG Mingsheng，LIANG Yueqin
(Shanxi Medical University，Department of Pharmacology，Taiyuan，030001，China)

[Abstract] Objective：To investigate the vasorelaxant effect of taurine(Tau) in rat aortic rings and the mechanism. Method：
The isolated thoracic aortic rings of male Wistar rats were mounted on the organ bath. The effect of Tau 10，20，40，80 mmol·L–1 on
the rings with endothelium intact or endothelium denuded precontracted by the phenylephrine（1 μmol·L -1） or KCl（60 mmol·L -1），
and the effect of Tau on the vessel reaction induced by various drugs were recorded with biological signal analytical system. Result：
Taurine completely relaxed the contractions induced by KCl and phenylephrine in a concentration -dependent manner in
endothelium-intact and endothelium-denuded rat aorta. Taurine attenuated the contraction to PE both in the absence and presence of
calcium，but had no significant effect on the contraction induced by caffeine. The relaxant effect of taurine was significantly inhibited
by pretreatment of endothelium-denuded aorta with potassium channel antagonists glibenclamide and tetraethylamine but not by BaCl2
or 4-aminopyridine. Conclusion：Taurine induces an endothelium-independent relaxation in rat aortic rings. The mechanisms may
involve the reduction in Ca2+ -influx and Ca2+-release and the participation of the potassium channels (KATP and KCa，but not Kir or
KV) .
[Key words] taurine; aortic ring; calcium; potassium channel
[责任编辑 古云侠]