全 文 :sult:Theapparentabsorptionrateconstantofpuerarinofpuerariaeflavonesatduodenum,jejunum,ileumandcolonwere00139,
00128,00121,00130h-1,respectively,andtheuptakeofpuerarinin4hourswere136936,122739,115230,122015
μg,respectively.Comparedtotheothersegments,significanthigherpercentageofpuerarinwasabsorbedfromduodenumafterbeing
perfusedfor4hours(P<005).Conclusion:Thepuerariaeflavonescanbeabsorbedinwholeintestineandtheresultsindicatedthat
theabsorptionofpuerariaeflavonescompiledwiththefirstorderkinetics.
[Keywords] puerariaeflavones;insituabsorptionfromintestine;HPLC [责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20070520
[通讯作者] 曹军,Tel:(0951)4083274,Email:caojun@
nxmc.edu.cn
氧化苦参碱对心肌损伤大鼠线粒体保护作用的研究
杨晓明,徐 华,张 焱,李桂忠,杨晓玲,王 恬,吴 海,张鸣浩,曹 军
(宁夏医学院,宁夏 银川 750004)
[摘要] 目的:探讨氧化苦参碱(oxymatrine,OMT)对异丙基肾上腺素(isoproterenol,ISO)致心肌损伤大鼠线
粒体(mitochondria,Mit)的保护作用及其机制。方法:健康雄性SD大鼠24只,随机分为4组:对照组、模型组、OMT
低、高剂量组,每组6只。皮下注射ISO5mg·kg-1·d-1复制心肌损伤模型,低、高剂量组分别腹腔注射OMT100,
150mg·kg-1·d-1,连续10d。差速离心法提取心肌Mit,比色法测定血浆乳酸(lacticacid,LD)、丙二醛(malondi
aldehyde,MDA)的含量与乳酸脱氢酶(lacticdehydrogenase,LDH)、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、
谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,GSHPX)的活性和心肌Mit中MDA的含量与琥珀酸脱氢酶(succinic
dehydrogenase,SDH),SOD,GSHPX的活性,原子吸收法测定心肌Mit的钙含量。HE染色观察心肌组织的病理学
改变,电镜下观察Mit超微结构的改变。结果:与模型组相比,低、高剂量OMT均可减轻心内膜下心肌缺血性损伤,
保护心肌Mit超微结构的完整性,且二者均可显著降低心肌线粒体MDA和钙含量(P<001),增加线粒体SOD与
GSHPX活性(低剂量组P<005,高剂量组P<001),升高 SDH活性(P<001),降低血浆 LDH活性(P<001)
和LD含量(低剂量组P<005,高剂量组P<001)。结论:OMT可保护ISO致心肌损伤大鼠Mit的结构和功能,其
机制可能与抑制脂质过氧化、减轻钙超载、改善心肌细胞的代谢有关。
[关键词] 心肌损伤;心肌线粒体;氧化苦参碱;异丙基肾上腺素
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)02016804
近年研究表明,线粒体(mitochondria,Mit)膜损
伤是心肌细胞由可逆损伤转化为不可逆损伤的早期
特点和主要标志,胞内钙超负荷是细胞损伤的核心因
素。因此心肌缺血不可逆损伤的关键可能在Mit,通
过保护Mit结构与功能的完整性可为心肌保护机制
的研究提供新的途径[1]。氧化苦参碱(oxymatrine,
OMT)是从豆科槐属植物苦参 Sophoraflavescens.、广
豆根 S.subprostrataChunet中提取的四环喹嗪啶
(quinolizidine)类生物碱。心血管药理研究表明,其
具有多方面的药理活性和临床功能。本室前期研究
工作发现,OMT对 ISO诱发的心肌缺血损伤大鼠的
心功能降低具有改善作用,并能减轻心肌肥大的程
度。但目前尚缺乏该药对心肌 Mit影响的研究。本
实验通过观察OMT对心肌损伤大鼠Mit结构和功能
的影响,进一步探讨其改善心肌缺血的作用机制,为
临床上心肌缺血性疾病的防治提供理论依据。
1 材料
1.1 动物 清洁级健康性SD大鼠(220±20)g,宁
夏医学院实验动物中心提供,合格证号 SYXK(宁)
20050001。
1.2 药品与试剂 苦参素(主要成分为氧化苦参
碱,纯度98%,宁夏紫荆花药业股份有限公司提供,
批号12041214);盐酸异丙基肾上腺素 (isoprotere
nolhydrochloride)购于 Sigma公司;余为市售分析
纯产品。LDH批号 20061207,LD批号 20061120,
MDA批号20061207,SOD批号20061207,SDH批号
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20061207,GSHPX批号20061231,测定试剂盒均购
自南京建成生物工程研究所。
1.3 仪器 1130Biocut超薄切片机(德国)Olym
pusCHC-212光学显微镜(日本)、全自动低温高速
冷冻离心机(HERMLEZ323K,德国)、电动匀浆器
(IKA-WERKE,德国)、超级投射电子显微镜(HI
TACHIH-600,日本)、原子吸收分光光度计(spec
trAA.30,USA)、自控电热消化器(北京)、721分光
光度计(上海)、桌式电热恒温水浴锅(上海)。
2 方法
2.1 动物模型的制备 清洁级健康雄性 SD大鼠
(220±20)g,随机分为4组(n=6):①模型组:参
照文献[2]大鼠背部皮下注射 ISO5mg·kg-1·
d-1,连续注射10d,复制心肌损伤动物模型,同时腹
腔注射生理盐水5mL·kg-1·d-1;②对照组:背部
皮下注射同等容积的生理盐水代替 ISO,腹腔注射
同①组;③OMT低剂量组:皮下注射同①组,腹腔注
射OMT100mg·kg-1·d-1;④OMT高剂量组:皮下
注射同①组,腹腔注射OMT150mg·kg-1·d-1,连
续用药10d。末次给药后,次日 20%的乌拉坦(5
mL·kg-1,ip)麻醉,腹主动脉取血,肝素抗凝分离
血浆。开胸速取心脏,切左室心尖少许,甲醛固定,
石蜡包埋,HE染色下观察心肌组织的病理变化。
2.2 心肌Mit的制备 冰浴条件下,剪碎心脏后于
预冷的介质(025mol·L-1蔗糖、10mmol·L-1Tris
HCl,pH74)中,制备10%的心肌匀浆,按文献[3]分
离心肌 Mit:匀浆经750×g离心10min后留上清,
9000×g离心20min后留沉淀,重新悬浮后以9000
×g再离心20min,弃上清得Mit(电镜下证实)。Mit
重悬后,考马斯亮蓝法定量蛋白。调整Mit蛋白质量
浓度为2mg·mL-1,分装,-80℃冻存备用。
2.3 血浆和心肌线粒体 MDA含量,SOD,GSHPX
活性和血浆LD含量、LDH活性及线粒体 SDH活性
的测定 按照试剂盒说明操作。
2.4 心肌Mit钙含量的测定 Mit沉淀经硝酸硝化
后原子吸收法测定。
2.5 心肌 Mit超微结构的改变 分离的 Mit中加
入3%的戊二醛,经磷酸缓冲液冲洗后,1%的锇酸
固定,逐步丙酮脱水,Epson包埋。制作超薄切片后
用超级投射电子显微镜观察Mit形态的改变。
2.6 统计学处理 结果以 珋x±s表示,采用 SPSS
115统计软件行 OnewayANOVA分析,组间比较
用StudentNewmanKeuls检验,P<005表明差异
有统计学意义。
3 结果
3.1 心肌组织的病理改变 对照组大鼠心肌组织
无异常改变;ISO损伤组大鼠心内膜下广泛的心肌
结构紊乱,心肌组织均见不同程度的细胞坏死和组
织纤维化,为多发性灶状和大片状坏死,坏死中心心
肌细胞崩解消失、有细胞水肿,空泡变性,并有大量
炎性细胞浸润;低和高剂量组OMT心肌坏死明显减
轻,表现为小灶性纤维组织增生伴炎细胞浸润,病变
分散,范围小,灶状坏死少。见图1。
图1 大鼠心尖部心肌组织切片(HE,×400)
A.对照组;B.模型组;C.氧化苦参碱低剂量组;
D.氧化苦参碱高剂量组
3.2 心肌线粒体超微结构的改变 正常组大鼠心肌
Mit结构清楚,膜较完整,嵴致密,基质清楚;模型组大
鼠心肌Mit显著肿胀,内膜和外膜的完整性明显破坏,
膜模糊不清,破裂的膜形成小泡或空泡,Mit内腔扩大,
出现无定型致密颗粒,嵴排列紊乱,数量减少,甚至断
裂,内容物溢出,基质模糊不清;低和高剂量组OMT上
述损伤表现有所减轻,Mit有一定的水肿,但结构较完
整,嵴致密,排列较整齐,部分嵴模糊,排列尚规则,基
质颗粒减少或消失,Mit肿胀减轻。见图2。
图2 大鼠心肌Mit超微结构的改变(×17000)
A.对照组;B.模型组;C.氧化苦参碱低剂量组;
D.氧化苦参碱高剂量组
3.3 血浆和心肌线粒体 MDA含量、SOD与 GSH
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PX活性的改变 与对照组相比,模型组大鼠血浆和
心肌线粒体MDA含量均显著增高(P<001),SOD
与GSHPX活性均有所降低(前者 P<001,后者
P<005);与模型组相比,低和高剂量 OMT均可显
著降低血浆和心肌线粒体MDA含量(P<001),增
加血浆SOD活性(均P<005)、心肌线粒体SOD活
性及血浆与心肌线粒体 GSHPX的活性(低剂量组
P<005;高剂量组P<001);药物剂量组之间无显
著性差异,见表1。
3.4 血浆LDH活性与LD含量和心肌线粒体SDH
表1 血浆和心肌线粒体MDA含量、SOD与GSHPX活性的改变(珋x±s,n=6)
组别
剂量
/mg·kg-1
血浆MDA
/nmol·mL-1
线粒体MDA
/nmol·mg-1
血浆SOD
/U·mL-1
线粒体SOD
/U·mg-1
血浆GSHPX
/U·mL-1
线粒体GSHPX
/U·mg-1
对照 - 53±06 34±06 1119±39 5483±466 13625±908 1279±139
模型 - 66±082) 49±042) 954±772) 4154±4332) 11938±9891) 1057±1051)
氧化苦参碱 100 50±024) 38±064) 1052±883) 4783±5503) 13503±12773) 1329±1633)
150 44±044) 33±074) 1068±933) 5250±2674) 14251±8554) 1435±1984)
注:与对照组比较1)P<005,2)P<001;与模型组比较3)P<005,4)P<001
活性与钙含量的改变 与对照组相比,模型组大鼠
血浆LDH活性和 LD含量均显著增高(P<001),
心肌线粒体 SDH的活性降低(P<005),钙含量明
显增加(P<001);与模型组相比,低和高剂量OMT
均可降低血浆 LDH活性(P<001)和 LD含量
(P低 <005;P高 <001),并能显著增加心肌线粒体
SDH活性(P<001),降低线粒体的钙含量(P<
001);药物剂量组之间差异无统计学意义,见表2。
表2 血浆LDH活性与LD含量和心肌线粒体SDH活性与钙含量的改变(珋x±s,n=6)
组别 剂量/mg·kg-1 血浆LDH/U·L-1 血浆LD/mmol·L-1 线粒体SDH/U·mg-1 线粒体Ca2+/μmol·g-1
对照 - 39449±7604 61±04 67±53 315±39
模型 - 57406±59682) 76±112) 58±551) 538±552)
氧化苦参碱 100 40420±73874) 64±053) 70±4704) 426±294)
150 37913±71774) 58±074) 73±764) 385±664)
注:与对照组比较1)P<005,2)P<001;与模型组比较3)P<005,4)P<001
4 讨论
ISO是β1,β2受体激动剂,对心肌具有正性变力
和正性变时作用,临床上用于治疗心力衰竭、心源性
休克等疾病。小剂量 ISO长期注射,可引起心肌代
谢紊乱和形态学改变,导致心肌细胞坏死、广泛纤维
化,残留心肌细胞代偿性肥大[4]。本实验采用皮下
注射ISO的方法成功的复制了大鼠急性心肌缺血损
伤,其病理特点与以往报道一致[5]。
研究显示OMT具有多方面的药理活性和临床功
能,并能有效的清除体外模拟 Fenton反应产生的羟
自由基。近年来心血管药理研究表明,其具有抗心律
失常[6]、正性肌力[7]、保护心肌缺血和梗死[8,9]等多
种功能,是一种极具开发潜力的药用生物碱。但其对
心肌损伤大鼠Mit影响的研究目前尚无报道。
本实验结果显示:ISO致大鼠心肌缺血损伤时,
过量的儿茶酚胺在心肌组织中大量堆积,诱发细胞
脂质过氧化反应和无氧酵解过程增强,使心肌细胞
变性坏死,MDA生成增加、心肌 LDH酶漏出增多、
乳酸含量增高。由于氧自由基对 Mit的毒性作用,
使Mit膜功能受损,内膜呼吸标志酶 SDH活性下
降,高能磷酸化合物缺乏,膜离子转运机制紊乱,Mit
内的钙稳态调节失衡,发生钙超载,从而进一步加重
Mit功能障碍,甚至造成Mit肿胀、嵴断裂、溶解等结
构损伤。与文献报道一致[10,11]。采用 OMT治疗
后,血浆和心肌线粒体 SOD,GSHPX活力增加,
MDA生成减少,同时细胞结构和功能的完整性得到
了保护,提示OMT可通过提高内源性抗氧化酶的活
性,减轻心肌细胞膜对氧自由基诱发的损伤,降低脂
质过氧化,实现对心肌损伤大鼠 Mit的保护作用。
OMT还可有效减轻缺血后心肌细胞乳酸代谢障碍,
抑制无氧酵解的进行,使乳酸浓度下降,LDH漏出
减少,纠正了细胞酸中毒,有利于保护心脏功能。此
外,OMT还可提高心肌损伤大鼠 Mit内膜 SDH活
性,减轻Mit内的钙超载,可能是 OMT增强与钙转
运有关的离子泵功能活性,减少心肌 Mit内 Ca2+内
流,使进入Mit过多的Ca2+及时转出,从而减轻钙超
载所致的心肌损伤,可能是其防治心肌缺血保护心
肌细胞的作用机制之一。
以上结果证实,OMT对缺血损伤心肌 Mit的保
护作用可能主要是通过改善心肌细胞代谢、保护
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Mit呼吸酶SDH的活性、减轻钙超载和抗脂质过氧
化作用实现的。后者主要是减少 MDA的生成,增
加SOD,GSHPX的活力,以维持Mit膜结构与功能
的完整性,使缺血心肌细胞的损伤减轻,心肌细胞有
足够的能量生成,达到防治心肌缺血的目的。其具
体的心肌保护机制尚需进一步探讨。
[参考文献]
[1] McleodCJ,PagelI,SackMN.Themitochondrialbiogenesis
regulatoryprogramincardiacadaptationtoischemiaaputative
targetfortherapeuticintervention[J].TrendsCardiovascMed,
2005,15(3):118.
[2] StantonHC,BrennerG,MayfieldEW.Studiesonisoprotere
nolinducedcardiomegalyinrat[J].AnericanHeartJ,1969,77
(1):72.
[3] GreenDE,LesterRL,ZifgierDM.Studiesonthemechanism
ofoxidationphosphorylation[J].BiochemBiophysActa,1957,
23:516.
[4] ZhangYG,LiYG,LiuBG,etal.UrotensinIaccelerates
cardiacfibrosisandhypertrophyofratsinducedbyisoproterenol
[J].ActaPharmacolSin,2007,28(1):36.
[5] JiaYX,YangJH,PanCS,etal.Intermedin153protectsthe
heartagainstisoproterenolinducedischemicinjuryinrats[J].
EurJPharmacol,2006,549(13):117.
[6] 陈 霞,李英骥,葛静岩,等.氧化苦参碱对正常及乌头碱诱
发心律失常大鼠动作电位的影响[J].吉林大学学报(医学
版),2004,30(5):704.
[7] 李 青,王世久,杨庆华,等.氧化苦参碱对大鼠在位心脏的
作用[J].山西医科大学学报,2000,31(3):221.
[8] 商 蕾,王 玲,孙宏丽,等.氧化苦参碱对大鼠急性心肌缺血保
护作用的研究[J].哈尔滨医科大学学报,2005,39(2):124.
[9] 伊永英,张善锋.氧化苦参碱对大鼠缺血再灌注心肌损伤生化指
标的影响[J].郑州大学学报(医学版),2006,41(4):752.
[10] 刘 蔚,王浩春,张雁芳,等.二氮嗪对异丙肾上腺素诱发的大鼠
心肌缺血损伤的保护作用[J].中国循环杂志,2002,17(1):59.
[11] YogeetaSK,RaghavendranHR,GnanapragasamA,etal.Fer
ulicacidwithascorbicacidsynergisticalyextenuatesthemito
chondrialdysfunctionduringbetaadrenergiccatecholaminein
ducedcardiotoxicityinrats[J].ChemBiolInteract,2006,163
(12):160.
Investigationaboutprotectiveeffectsofoxymatrineonmyocardial
mitochondriainjuryinrats
YANGXiaoming,XUHua,ZHANGYan,LIGuizhong,YANGXiaoling,WANGTian,WUHai,ZHANGMinghao,CAOJun
(NingxiaMedicalColege,Yinchuan750004,China)
[Abstract] Objective:Tostudytheprotectivemechanismofoxymatrine(OMT)onmyocardialmitochondriainjuryinratsin
ducedbyisoproterenol(ISO).Method:TwentyfourmaleSpragueDawleratswererandomlydividedinto4groups:normal,model
Lowandhighdosageoxymatrinetreatedgroups,with6ratsineachgroup.Themyocardialinjurymodelwasinducedbysubcutaneous
injectionofISO5mg·kg-1·d-1Thelowandhightherapygroupswereintraperitonealinjectedwithoxymatrine100,150mg·kg-1
·d-1respectivelyfor10days.Diferentialcentrifugationmethodwasusedtoextractmyocardialmitochondria.Plasmamalondialde
hyde(MDA),lacticacid(LD),lacticdehydrogenase(LDH),superoxidedismutase(SOD),glutathioneperoxidase(GSHPX)and
myocardialmitochondriaMDA,succinicdehydrogenase(SDH),SOD,GSHPXweremeasuredrespectivelybymeansofcolourimetry.
Calciumcontentinmyocardialmitochondriawasmeasuredbyatomabsorptivespectrophotography.Hematoxylineosinestainingshowed
themorphologychangesofmyocardium,myocardialmitochondriaultrastructurechangeswereobservedunderthetransmissionelectron
microscope.Result:Comparedwithmodelgroup,myocardialmitochondriainjurywasamelioratedandtheintegrityofmitochondriaul
trastructurewasprotectedwhenratsweretreatedwithlowandhighdosageoxymatrine,whichcoulddecreaseMDAandcalciumcon
tentsinmyocardialmitochondriaobviously(P<001),andincreaseSOD,GSHPXactivites(lowdosagegroupP<005,highdos
agegroupP<001)andSDHactivity(P<001),respectively.Besides,theyalsodecreasedLDHactivity(P<001)andLDcon
tent(lowdosagegroupP<005,highdosagegroupP<001)respectivelyinplasma.Conclusion:OMThascardioprotectiveefects
againstmyocardialmitochondriainjurybyinhibitingthelipidperoxidation,atenuatingthecalciumoverloadandimprovingthemyocar
dialcelmetabolism.
[Keywords] myocardialinjury;myocardialmitochondrion;oxymatrine;isoproterenol
[责任编辑 古云侠]
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