免费文献传递   相关文献

Vasorelaxation effects of homoisoflavonoids from Caesalpinia sappan in  rat thoracic aortic rings

苏木中高异黄酮类成分对大鼠离体胸主动脉环的舒张作用


目的:研究苏木药材主要成分高异黄酮类成分对大鼠离体胸主动脉环的舒张作用。方法:采用大鼠胸主动脉环张力测定法,观察苏木中4个高异黄酮类成分:巴西苏木素(brazlin,1)、(E) 3 (3,4 dihydroxybenzylidene) 7 hydroxychroman 4 one (2)、苏木酮B(sappanone B,3)、去氧苏木酮B(3 deoxysappanone B,4)(50~1 000 μmol·L-1)对由苯肾上腺素(PE)和氯化钾(KCl)预收缩的大鼠离体胸主动脉环的舒张作用。结果:4个高异黄酮类成分均能舒张由PE和KCl预收缩的内皮完整的血管环;除变异的高异黄酮类成分巴西苏木素(1)外,高异黄酮类成分(2,3,4)也可显著舒张由PE和KCl预收缩的内皮去除的血管环;而内皮抑制剂(L NNA)和亚甲蓝(MB)可以抑制变异高异黄酮类成分巴西苏木素的舒血管作用。结论:正常高异黄酮类成分的舒血管作用可能是非内皮依赖性的,而变异的高异黄酮类成分的舒血管作用是内皮依赖性的,并提示可能由一氧化氮 环磷酸鸟苷(NO cGMP)通路介导。研究结果一定程度上解释了苏木的药理作用。

Objective: To identify and elucidate the vasorelaxant activity of homoisoflavonoids, the main chemical components from Lignum Sappan (the stems of Caesalpinia sappan), in isolated rat thoracic aortic rings pre contracted with phenylephrine (PE, 1 μmol·L-1) and KCl (60 mmol·L-1).  Method: The tension of rat thoracic aorta rings was used to evaluated the vasorelaxant activities of four homoisoflavonoids, brazlin (1), (E) 3 (3, 4 dihydroxybenzylidene) 7 hydroxychroman 4 one (2), sappanone B (3), 3 deoxysappanone B (4).  Result: Cumulative addition of homoisoflavonoids (2, 3 and 4) (50 1 000 μmol·L-1) exhibited an acute relaxation either in endothelium intact or endothelium denuded rings in a concentration dependent manner. However, this relaxation was significantly inhibited in endothelium denuded condition and in the presence of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) inhibitor, Nw nitro L arginine methyl ester (L NNA, 100 μmol·L-1), and a soluble guanylate cylcase (sGC) inhibitor, methylene blue (MB, 10 μmol·L-1) when addition of variation homoisoflavonoids brazlin (1) (50 1 000 μmol·L-1).  Conclusion: These results indicate that normo homoisoflavonoids (2, 3 and 4) from Caesalpinia sappan mediates endothelium independent vasodilator action in rat thoracic aortic rings, while the variation homoisoflavonoids brazlin elicits endothelium dependent relaxation might via nitric oxide (NO) cGMP pathway. This research could explain the pharmacological activities of homoisoflavonoids to a certain degree.


全 文 :苏木中高异黄酮类成分对大鼠离体
胸主动脉环的舒张作用
何文君1,2,方泰惠1,张 可2,屠鹏飞2
(1.南京中医药大学 药学院,江苏 南京 210029;
2.北京大学 药学院 天然药物及仿生药物国家重点实验室,北京 100191)
[摘要] 目的:研究苏木药材主要成分高异黄酮类成分对大鼠离体胸主动脉环的舒张作用。方法:采用大鼠胸主动脉环
张力测定法,观察苏木中4个高异黄酮类成分:巴西苏木素(brazlin,1)、(E)3(3,4dihydroxybenzylidene)7hydroxychroman4
one(2)、苏木酮B(sappanoneB,3 )、去氧苏木酮B(3deoxysappanoneB,4)(50~1000μmol·L-1)对由苯肾上腺素(PE)和
氯化钾(KCl)预收缩的大鼠离体胸主动脉环的舒张作用。结果:4个高异黄酮类成分均能舒张由 PE和 KCl预收缩的内皮完
整的血管环;除变异的高异黄酮类成分巴西苏木素(1)外,高异黄酮类成分(2,3,4)也可显著舒张由 PE和 KCl预收缩的内皮
去除的血管环;而内皮抑制剂(LNNA)和亚甲蓝(MB)可以抑制变异高异黄酮类成分巴西苏木素的舒血管作用。结论:正常
高异黄酮类成分的舒血管作用可能是非内皮依赖性的,而变异的高异黄酮类成分的舒血管作用是内皮依赖性的,并提示可能
由一氧化氮环磷酸鸟苷(NOcGMP)通路介导。研究结果一定程度上解释了苏木的药理作用。
[关键词] 苏木;高异黄酮类;苏木素;胸主动脉环;血管舒张
[收稿日期] 20080920
[通信作者] 屠鹏飞,Tel:(025)86798155,Email:pengfeitu@vip.
163.com
  苏木为豆科云石属植物苏木 Caesalpiniasappan
L.的干燥心材,收载于2005年版《中国药典》一部,
具有行血祛瘀、消肿止痛之功效,用于经闭痛经、产
后瘀阻、胸腹刺痛、外伤肿痛等。苏木提取物在抗肿
瘤、防治心血管疾病、促进血液循环等方面具有良好
的作用[1]。高异黄酮(homoisoflavonoids)是苏木的
主要有效成分之一。药理研究表明,高异黄酮类成
分具有抗炎、肿瘤细胞毒性、镇咳、抗真菌、肝细胞保
护和诱导血管舒张等多方面的生物活性和作用。为
了诠释苏木的传统功效,发现具有心脑血管活性的
化合物,本研究采用大鼠离体胸主动脉环张力试验,
对苏木中分离、鉴定的4个高异黄酮类成分:巴西苏
木素 (brazlin,1)、(E)3(3,4dihydroxybenzyli
dene)7hydroxychroman4one(2)、苏木酮 B(sap
panoneB,3)、去氧苏木酮B(3deoxysappanoneB,4)
进行了由苯肾上腺素(phenylephrine,PE)和氯化钾
(KCl)预收缩的大鼠离体胸主动脉环的抑制作用的
初步研究。
1 材料
1.1 动物 SD雄性大鼠,体重(250±50)g,由北
京大学医学部实验动物科学部提供(许可证编号
SCXK京20060008)。
1.2 仪器 MP150生物信号采集系统、MP150肌
肉张力换能器(BIOPACSystems公司);DC10电热
恒温水槽(ThermoHaake,德国);BP3105电子天平
(ThermoHaake,德 国);PHMETRE250酸 度 计
(BeekmnaIne,美国)。
1.3 药品和试剂 苯肾上腺素(phenylephrine,
PE)、乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)、L硝基精氨酸
甲酯(NwnitroLargininemethylester,LNNA)、亚甲
蓝(methyleneblue,MB)均为美国 Sigma公司产品;
KrebsHenseleit(KH)液(mmol·L-1):NaCl1183,
KCl47,KH2PO412,MgSO4112,NaHCO3250,
glucose110,CaCl225,EGTA10;所用无机盐均购
自北京化学试剂公司。巴西苏木素 (brazilin,1)、
(E)3(3,4dihydroxybenzylidene)7hydroxychro
man4one(2)、苏木酮 B(sappanoneB,3)、去氧苏
木酮B(3deoxysappanoneB,4)均为本实验室分离
和鉴定(图1)。各类化合物用10% DMSO溶解,其
他药品用重蒸水溶解。
2 方法
2.1 大鼠离体血管环制备 迅速游离 SD大鼠胸
主动脉,置于4℃,95%O2和5%CO2混合气体预饱
·137·
第34卷第6期
2009年3月
                             
Vol.34,Issue 6
 March,2009
  
图1 苏木中4个高异黄酮类化合物的结构
和的KH液中,剔除周围结缔组织,剪成4~5mm
的血管环,期间注意保护血管环内膜不受破坏。根
据实验需要,采用直镊磨擦血管环内表面的方法,将
部分血管环制备成去除内皮的模型。而后将血管环
悬挂于预置10mLKH液的浴槽内,一端固定,一端
通过张力换能器连接 BIOPAC生物信号采集系统。
在持续通95%O2和5%CO2混合气体的状态下,调
节其基础张力至20g,并在37℃下稳定60min。
用KCl(60mmol·L-1)重复刺激3次,以诱发血管
的最大收缩幅度。待血管环重新稳定后,用 PE(1
μmol·L-1)收缩血管环达峰值,加入 ACh(10μmol
·L-1)检验血管内皮完整性。若加入 ACh后使 PE
预收缩的血管环舒张 70%以上,可认为内皮完整
(E+);在20%以下,则认为内皮去除(E-)。以
PE(1μmol·L-1)或KCl(60mmol·L-1)诱发最大
收缩幅度为100%,以加入药物后的血管张力幅度
与PE或KCl诱发最大收缩幅度之间的比率反映血
管张力的变化[23]。
2.2 高异黄酮类成分对血管的舒张作用 按照2.1
项下方法,以 PE(1μmol·L-1)或 KCl(60mmol·
L-1)预收缩内皮完整和去内皮的血管环,分别加入
苏木中分离的4个高异黄酮类成分(1,2,3,4)。累
积加入各成分 50~1000μmol·L-1,每 10min1
次,正常组以 KH液代替各化合物等容加入,观察
高异黄酮类成分对血管环张力的影响。
2.3 巴西苏木素的血管舒张作用与血管内皮的关
系 预孵一氧化氮合酶抑制剂 LNNA(100μmol·
L-1)和鸟苷酸环化酶抑制剂MB(10μmol·L-1)30
min后,再累积加入1(50~1000μmol·L-1),观察
其对PE预收缩的内皮完整性血管舒张的影响与血
管内皮之间的关系。
2.4 统计分析 所有实验数据采用 SPSS130进
行统计分析。实验结果以 珋x±s表示,两组数据间差
异比较采用 t检验,检验显著性水平定于 P<005
为有统计学差异。
3 结果
3.1 高异黄酮类成分对血管的舒张作用 当PE(1
μmol·L-1)引起大鼠胸主动脉环的收缩达最大幅度
后,累积性增加各高异黄酮类成分(50~1000μmol·
L-1),发现4种高异黄酮类成分1,2,3,4均对内皮完
整的血管环具有明显的舒张作用,其最大舒张率
(Emax)分别为(935±12)%(P<0001),(947±
08)%(P<001),(1003±11)%(P<0001),
(963±09)%(P<0001),正常组 (252±25)%,
且呈浓度依赖性(图2)。而在去内皮的血管环中,除
1的Emax为(235±07)%外,2,3,4仍能明显舒张血
管环,且呈浓度依赖性,Emax分别(688±07)%(P<
001),(836±19)%(P<0001),(929±25)%
(P<0001),正常组(153±17)%(图2)。
注:与正常组比较1)P<005,2)P<001,3)P<0001;
A内皮完整的血管环;B去内皮的血管环(图3,4同)。
图2 高异黄酮类成分对PE预收缩胸主动脉环的作用
(n=6,珋x±s)
  同样,用 KCl(60mmol·L-1)预收缩的血管环
·237·
第34卷第6期
2009年3月
                             
Vol.34,Issue 6
 March,2009
出现与PE类似的现象。4种高异黄酮类成分1,2,
3,4均对内皮完整的血管环具有明显的舒张作用,
Emax分别为(1027±22)%(P<0001),(969±
13)%(P<001),(881±12)%(P<001),
(893±11)%(P<0001),正常组(219±
13)%,且呈浓度依赖性(图3)。而在去内皮的血
管环中,除1对去内皮的血管环无舒张作用Emax为
(251±17)% 外,2,3,4仍能明显舒张血管环,且
呈浓度依赖性,Emax分别为(13±07)(P<
0001),(40±19)% (P<0001)(1048±
29)%(P<001),正常组(144±19)%(图3)。
因而,无论是有内皮和去内皮的血管环,化合物2,
3,4均能明显抑制KCl对血管的收缩作用。这个现
象说明后3个高异黄酮类成分的舒血管作用与有无
内皮无关,为非内皮依赖性,可能是通过作用于血管
平滑肌细胞而起作用,而化合物1的舒张作用可能
是内皮依赖性的。
注:与正常组比较1)P<005,2)P<001,3)P<0001。
图3 高异黄酮类成分对KCl预收缩的
胸主动脉环的作用(n=6,珋x±s)
3.2 内皮抑制剂对巴西苏木素血管舒张作用的影
响 基于化合物1不能抑制由 PE和 KCl预收缩的
去内皮血管环,运用内皮抑制剂一氧化氮合酶抑制
剂LNNA和鸟苷酸环化酶抑制剂 MB预处理血管
环,均能显著抑制1引起的内皮完整的血管环的舒
张作用,其 Emax分别为(363±18)%(P<001),
(335±21)%(P<0001),正常组(935±12)%
(图4)。
注:与正常组比较2)P<001,3)P<0001。
图4 LNNA和MB预处理对胸主动脉环舒张
作用的影响(n=6,珋x±s)
4 讨论
苏木为著名的活血中药,高异黄酮类成分为其
主要化学成分。在本实验中,4个高异黄酮类成分
均能有效的舒张由PE和 KCl预收缩的内皮完整血
管环。其中,无论是有内皮还是去内皮的血管环,化
合物24都可以显著的抑制由 PE和 KCl引起的收
缩作用,并呈剂量效应正相关,提示了这3个高异
黄酮成分的舒血管作用可能是通过直接作用于血管
平滑肌细胞产生的,而与血管内皮无关。苏木的高
异黄酮类成分既能抑制受体操纵性钙通道激活剂
PE对血管环的收缩作用,又能阻断电压依赖性的钙
通道激活剂KCl对血管环的收缩作用,因而可能既
有抑制受体操纵性钙通道又有抑制电压依赖性的钙
通道的作用。
研究表明,内皮细胞通过释放的血管舒张物质
在调节血管平滑肌的张力中起重要的作用[45]。从
内皮细胞中释放的最重要的一种物质是内皮依赖性
舒张因子(EDRF),现在被确认为是NO[4,6]。NO在
内皮细胞中合成后,通过激活可溶性鸟苷酸环化酶
(sGC),引起环磷酸鸟苷(cGMP)升高,从而产生舒
血管作用[7]。基于实验中化合物1不能舒张由 PE
·337·
第34卷第6期
2009年3月
                             
Vol.34,Issue 6
 March,2009
和KCl预收缩的去内皮血管环的现象,表明它的舒
张血管作用可能依赖于血管内皮,和内皮源性的舒
张因子NO、前列环素等有关。为了进一步研究化
合物1的血管舒张作用和血管内皮之间的关系,本
实验用NO合酶抑制剂 LNNA和鸟苷酸环化酶抑
制剂MB预处理血管环,发现化合物1的舒张血管
作用被明显阻断,提示 NOcGMP途径可能介导了
化合物1的内皮依赖性舒血管作用。
分析4个高异黄酮类成分的化学结构,化合物
1为变异的巴西苏木素类高异黄酮类成分,而其他3
个化合物均为正常高异黄酮类成分,从实验结果可
以看出,巴西苏木素是内皮依赖性的舒血管作用,而
24的舒血管作用是非内皮依赖性的,二者的作用
和作用机制可能都存在着差别,这也可能说明苏木
中的高异黄酮类成分对血管张力的调节可能是通过
多种成分、多途径共同作用的结果。
以上观察了苏木中高异黄酮类成分对离体大鼠
胸主动脉的血管舒张作用和可能机制,初步了解它
们的作用效果和影响因素,并为苏木作为心脑血管
相关疾病(如冠心病、高血压、心律失常等)的治疗
药物提供理论依据。苏木高异黄酮类成分的血管舒
张对钙通道和钾通道的影响机制值得进一步探索。
[参考文献]
[1] XieYunwen,MingDingsheng,XuHaixin,etal.Vasorelaxing
efectsofCaesalpiniasappaninvolvementofendogenousnitricox
ide[J].LifeSci,2000,67:1913.
[2] FurchgotRF,CheryPD,ZawadzkiJV,etal.Endothelialcels
asmediatorsofvasodilationofarteries[J].CardiovascPharmacol,
1984,6:S336.
[3] TirapeliCR,AmbrosioSR,daCostaFB,etal.Analysisofthe
mechanismsunderlyingthevasorelaxantactionofkaurenoicacidin
theisolatedrataorta[J].EurJPharmacol,2004,492:233.
[4] MoncadaS,PalmerRM,HiggsEA.Nitricoxide:physiology,
pathophysiology,andpharmacology[J].PharmacolRev,1991,
43:109.
[5] FurchgotRF,VanhoutePM.Endotheliumderivedrelaxingand
contractingfactors[J].FASEBJ,1989,3:2007.
[6] PalmerRM,FerigeAG,MoncadaS.Nitricoxidereleaseac
countsforthebiologicalactivityofendothelium.Derivedrelaxing
factor[J].Nature,1987,327(6122):524.
[7] RapoportRM,MuradF.Agonistinducedendotheliumdependent
relaxationinratthoracicaortamaybemediatedthroughcGMP
[J].CircRes,1983,52:352.
VasorelaxationefectsofhomoisoflavonoidsfromCaesalpiniasappanin
ratthoracicaorticrings
HEWenjun1,2,FANGTaihui1,ZHANGKe2,TUPengfei2
(1.DepartmentofPharmacology,SchoolofPharmaceuticalSciences,NanjingUniversityof
TraditionalChineseMedicine,Nanjing210029,China;
2.StateKeyLaboratoryofNaturalandBiomimeticDrugs,SchoolofPharmaceuticalSciences,PekingUniversity
HealthScienceCenter,Beijing100191,China)
  [Abstract] Objective:Toidentifyandelucidatethevasorelaxantactivityofhomoisoflavonoids,themainchemicalcomponents
fromLignumSappan(thestemsofCaesalpiniasappan),inisolatedratthoracicaorticringsprecontractedwithphenylephrine(PE,1
μmol·L-1)andKCl(60mmol·L-1).Method:Thetensionofratthoracicaortaringswasusedtoevaluatedthevasorelaxantactiv
itiesoffourhomoisoflavonoids,brazlin(1),(E)3(3,4dihydroxybenzylidene)7hydroxychroman4one(2),sappanoneB(3),
3deoxysappanoneB(4).Result:Cumulativeadditionofhomoisoflavonoids(2,3and4)(501000μmol·L-1)exhibitedanacute
relaxationeitherinendotheliumintactorendotheliumdenudedringsinaconcentrationdependentmanner.However,thisrelaxation
wassignificantlyinhibitedinendotheliumdenudedconditionandinthepresenceofendothelialnitricoxidesynthase(eNOS)inhibitor,
NwnitroLargininemethylester(LNNA,100μmol·L-1),andasolubleguanylatecylcase(sGC)inhibitor,methyleneblue(MB,
10μmol·L-1)whenadditionofvariationhomoisoflavonoidsbrazlin(1)(501000μmol·L-1).Conclusion:Theseresultsindi
catethatnormohomoisoflavonoids(2,3and4)fromCaesalpiniasappanmediatesendotheliumindependentvasodilatoractioninrat
thoracicaorticrings,whilethevariationhomoisoflavonoidsbrazlinelicitsendotheliumdependentrelaxationmightvianitricoxide
(NO)cGMPpathway.Thisresearchcouldexplainthepharmacologicalactivitiesofhomoisoflavonoidstoacertaindegree.
[Keywords] Caesalpiniasappan;homoisoflavonoids;hematoxylin;thoracicaortarings;vasodilation [责任编辑 古云侠]
·437·
第34卷第6期
2009年3月
                             
Vol.34,Issue 6
 March,2009