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Vasorelaxational effects of procyanidins on rabbit aorta in vitro and decreasing arterial blood pressure in vivo

原花青素舒张家兔主动脉和降低动脉血压的研究



全 文 :原花青素舒张家兔主动脉和降低动脉血压的研究
张团笑,牛彩琴2,胡建民3,刘 红1,敬华娥1
(1.川北医学院 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;
3.广州医学院 第一附属医院 呼吸病研究所,广东 广州 510000)
[摘要] 目的:研究葡萄籽提取物原花青素(procyanidins,PC)舒张家兔离体主动脉和降低其动脉血压的作用
及机制。方法:采用家兔离体胸主动脉环灌流模型,将标本分6组:去内皮、内皮完整、吲哚美辛(1×10-1mol·
L-1)、普萘洛尔(1×10-5mol·L-1)、左旋硝基精氨酸NωnitroLarginine(LNNA1×10-4mol·L-1)或甲烯蓝(MB
1×10-5mol·L-1),分别累积加入125,25,50mg·L-1PC观察血管张力变化;并观察40mg·L-1PC对去甲肾
上腺素(NA)(1×10-8~1×10-5mol·L-1)、KCl(63~100mmol·L-1)和CaCl2(1×10
-5~1×10-2mol·L-1)诱
导血管环收缩曲线的影响。另用家兔颈总动脉插管法,经静脉累积注射40,80,16,32,64,84mg·kg-1PC后观
察血压变化。结果:PC能舒张主动脉血管,并有量效依赖性(r=063,P<0001),去内皮、LNNA或MB可减弱PC
的舒张作用。PC能抑制NA,KCl和 CaCl2的量效收缩反应。PC能降低家兔正常动脉血压并有量效依赖性(r=
092,P<0001)。结论:PC舒张血管的作用是通过抑制细胞内 Ca2+释放和电压依赖性 Ca2+通道而减少 Ca2+内
流;也与内皮释放的NO有关;PC可降低家兔正常的动脉血压。
[关键词] 原花青素;离体主动脉;内皮细胞;钙离子;动脉血压
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)14172004
[收稿日期] 20071020
[通讯作者] 牛彩琴,Tel:(0817)2242262,Email:niucaiqin
@126.com
  原花青素(procyanidins,PC)是广泛存在于植物
界中的一类多酚化合物,由不同数量的儿茶素或表
儿茶素缩合而成。研究发现 PC在葡萄属植物种子
中含量很高,葡萄盛产于西北,作为药用由来已久,
具有补气血、强筋骨、利小便等功效[1]。葡萄类产
品如红葡萄酒富含PC,在欧美国家被认为能降低冠
状动脉疾病的发生[2]。为探讨 PC对心血管疾病的
影响,本实验通过家兔离体动脉环灌流和颈总动脉
插管法,观察 PC对去甲肾上腺素(noradrenaline,
NA)预收缩的血管舒张作用和动脉血压的影响,并
探讨其作用机制。
1 材料
1.1 动物
清洁级健康家兔26只,体重25~30kg,雌雄
不拘,由兰州生物制品研究所提供,合格证号医动字
第14004号。
1.2 药物与试剂
PC购自天津市尖峰天然产物研究开发公司,批
号20031226;多酚≥956%,双蒸水配制成 125,
25,50g·L-1备用。乙酰胆碱acetylcholine(Ach)
和普萘洛尔propranolol(Prop,均为北京第二制药厂
产品);左旋硝基精氨酸NωnitroLarginine(LNNA)
和吲哚美辛 indomethacin(Indo,均为 Sigma公司产
品);甲烯蓝 methyleneblue(MB,Merck,Germany);
无Ca2+KrebsHenseleit(KH)液用025mmol·L-1
EDTA代替CaCl2;去甲肾上腺素 noradrenaline(NA,
上海禾丰制药有限公司);其他试剂均为化学分析
纯。
1.3 仪器
六套恒温平滑肌灌流肌槽(兰州大学化学系玻
璃仪器厂研制);IBM电脑两台,内置Biolap410(BL
410)智能型生物信号处理系统(成都泰盟电子有限
公司研制);张力传感器(JH-2,中国北京航天医学
工程研究所)。
2 方法
2.1 标本制备
家兔致昏后,迅速取出胸主动脉,放置于盛有K
H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25~30mm动脉
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环,置于37℃恒温的灌流肌槽中,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BL410系统的电脑进行数据记录和处理,
给予20g的前负荷。每20min更换一次KH液(37
℃),温育平衡15~20h,待动脉环稳定后加入1×
10-6mol·L-1NA检验血管环的反应性,收缩良好的
用于实验。观察去除内皮的血管环时,用棉签在主动
脉环内壁来回滚动去除内皮细胞(denudedendotheli
um,Denude)(以1×10-5mol·L-1ACh检验证实去
内皮完全后)开始实验。
2.2 分组及处理
2.2.1 PC对NA预收缩动脉环张力的影响 记录
静息动脉环张力后,加入1×10-6mol·L-1NA收
缩至最大值,以此为100%效应。向浴槽中累积加
入125,25,50mg·L-1PC,描记PC的量效曲线,
计算其舒张(%);并以等量生理盐水(NS)和
1×10-5mol·L-1ACh作为对照。冲洗后在不同的
浴槽中分别加入1×10-4mol·L-1LNNA,1×10-5
mol·L-1MB,1×10-5mol·L-1Indo,1×10-5mol
·L-1Prop温育 15min或去除内皮细胞后,加入
1×10-6mol·L-1NA收缩达最大值,再累积加入
125,25,50mg·L-1PC记录动脉环张力。
2.2.2 PC对NA和KCl量效曲线的影响 在去除
内皮细胞的情况下,向浴槽中分别累积加入 NA
(1×10-8~1×10-5mol·L-1)或 KCl(63~100
mmol·L-1)描记量效曲线,计算收缩张力的百分
率,以此为100%的对照组;冲洗后向浴槽中加入40
mg·L-1PC温育15min后,再重复上述操作。
2.2.3 PC对CaCl2量效曲线的影响 将标本置于无
Ca2+KH液的浴槽中温育30min后,在用40mmol·
L-1KCl预激的情况下,累积加入 CaCl2(1×10
-5~
1×10-2mol·L-1)描记量效曲线,计算收缩张力的
百分率,以此为100%对照组;冲洗后向浴槽中加入
40mg·L-1PC温育15min后,再重复上述操作。
2.2.4 PC对 NA和 CaCl2双时相曲线的影响 将
标本置于无 Ca2+ KH液的浴槽中温育30min后,
加入1×10-6mol·L-1NA收缩(第Ⅰ时相)达最大
值,再加入1×10-2mol·L-1CaCl2收缩(第Ⅱ时相)
至最大,计算收缩张力(g),以此为对照组;冲洗后
向浴槽中加入40mg·L-1PC温育15min后,再重
复上述操作。
2.2.5 PC对家兔正常动脉血压的影响 健康家兔
12只,用25%氨基甲酸乙酯麻醉后,仰卧位固定,在
颈部分离左侧颈总动脉,插入充有肝素的动脉插管,
经压力换能器将血压变化输入配有 BL410系统的
电脑进行数据记录和处理,给予16~24kPa的前负
荷;同时,做气管插管和导尿管。记录正常血压后,
经静脉累积注射40,80,16,32,64,84mg·kg-1
PC,记录血压并计算其下降率(%)。
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。血管收缩率(%)=(效应值-前
负荷值)/(最大效应值 -前负荷值)。血管收缩张
力(g)=效应值 -前负荷值。动脉血压:测收缩压
和舒张压(kPa)。血压下降率(%)=(对照值 -效
应值)/对照值。亲和力指数(pD2)=-logKD=log
(1/KD)。
2.4 统计学处理
所有数据均以 珋x±s表示,使用 SPSS110软件
进行统计学处理,数据比较用t检验,以P<005为
有统计学意义。
3 结果
3.1 PC对NA预收缩动脉环的影响
PC可显著舒张NA预收缩内皮完好的动脉环,
并有剂量依赖关系(r=063,P<0001);且50mg
·L-1PC(5263±1059)%和 1×10-5mol·L-1
ACh(5466±1401)%的舒张作用相似。用 L
NNA,MB温育或去除内皮细胞后,PC对 NA预收缩
血管的舒张作用明显减弱;但 Indo和 Prop温育后,
PC对血管舒张作用无明显影响(表1)。
表1 阻断剂对PC舒张血管的影响(珋x±s,n=10)
组别
PC剂量/mg·L-1
125 25 50
NS 613±394 1235±625 1523±666
PC 1542±8871)4143±13201) 5263±10591)
PC+Indo 1474±854 4350±1385 5222±1339
PC+Prop 1526±626 4237±1413 5373±1466
PC+Denude 218±2932) 839±5582) 1310±7152)
PC+LNNA 343±2782) 807±4552) 1311±5442)
PC+MB 326±2432) 979±5762) 1540±5382)
  注:与NS组比较1)P<0001,与PC比较2)P<0001
3.2 PC对NA和KCl量效曲线的影响
40mg·L-1PC能明显抑制 NA和 KCl量效曲
线,使NA的最大反应降为(7831±1502)%,(n=
10,P<0001),pD2由705±219降为604±178
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(图1A);使KCl的最大反应降为(6714±1694)%,
(n=10,P<0001),pD2由157±137降为101±
093(图1)。
与对照组(NS)比较1)P<0.001
图1 PC(40mg·L-1)对NA(A)和KCl(B)
量效曲线的影响
3.3 PC对CaCl2量效曲线的影响
40mg·L-1PC能显著抑制 CaCl2的量效曲线,
最大反应降为(8330±2010)%,(n=10,P<
0001),pD2由414±198降为324±150(图2)。
与对照组(NS)比较1)P<0.001
图2 PC(40mg·L-1)对CaCl2量效曲线的影响
3.4 PC对NA和CaCl2双时相曲线的影响
40mg·L-1PC能抑制第Ⅰ时相收缩,温育前
后张力为(359±121),(258±125)g,(n=12,
P<0001);对第Ⅱ时相收缩无影响,温育前后张力
为(168±063),(142±098)g,(图3)。
图3 PC(40mg·L-1)对双时相收缩曲线的影响
3.5 PC对家兔动脉血压的影响
PC能显著降低动脉血压,并有量效关系(r=
092,P<0001,图4)。
4 讨论
ACh与内皮细胞的 M受体结合后激活一氧化
  
与对照组(NS)比较1)P<0.001
图4 PC对收缩压(SP)和舒张压(DP)的影响
氮合酶(nitricoxidesynthase,NOS)[34]生成NO。NO
导致cGMP浓度升高,从而降低胞内 Ca2+引起血管
舒张[5]。本实验发现PC舒张血管的作用与Ach相
似,并用NOS抑制剂 LNNA和鸟苷酸环化酶抑制
剂MB或去除内皮细胞后,PC舒张血管作用明显减
弱,说明其舒张机制是内皮依赖性的,通过 NO
cGMP介导。Fitzpatrick等[68]也表明了这一点。PC
舒张血管作用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(receptoroperatedcalci
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+,进一步升高细
胞内Ca2+。也促进细胞膜上受体依赖性钙通道开
放,使细胞外 Ca2+内流,引起平滑肌收缩。本实验
用PC温育无内皮的血管后,可抑制NA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 PC能非竞争性的拮抗受体依赖性的钙通道
(ROC)和抑制肌质网储存 Ca2+的释放而导致血管
舒张。
细胞外升高的 K+可抑制钾通道,引起细胞膜
去极化,进而使电压依赖性的钙通道开放,细胞外
Ca2+内流导致血管收缩。本实验通过 PC温育无内
皮的血管环后,能抑制 KCl和 CaCl2量效曲线,说明
PC能非竞争性的拮抗电压依赖性的钙通道(PDC),
减少Ca2+的内流导致血管舒张。Kim等[9]发现 PC
舒张大鼠主动脉,可能是通过K+通道,而与Ca2+通
道等无关。凌智群等[1012]提示 PC与维拉帕米相似
能阻滞Ca2+内流,减轻心肌的损伤,表明PC能阻断
Ca2+通道。至于心肌细胞膜的 Ca2+通道与血管平
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滑肌细胞膜的 Ca2+通道是否一致,PC抑制的 Ca2+
通道是否为同一类,还有待于进一步研究。
本实验提示,PC舒张血管的作用是通过抑制
细胞内 Ca2+释放和电压依赖性 Ca2+通道而减少
Ca2+内流;也与内皮释放的 NO有关。PC可降低家
兔正常的动脉血压,其机制有待进一步研究。
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Vasorelaxationalefectsofprocyanidinsonrabbitaortainvitroand
decreasingarterialbloodpressureinvivo
ZHANGTuanxiao1,NIUCaiqin2,HUJianmin3,LIUhong1,JINGhuae1
(1.DepartmentofPhysiology,NorthsichuanMedicalColege,Nanchong637007,China;
2.DepartmentofClinicalinChineseandWesternMedicine,Nanchong637007,China;
3.RespiratoryInstitute,theFirstAfiliatedHospitalofGuangzhouMedicalColage,Guangzhou510000,China)
[Abstract] Objective:Tostudythevasodilationefectoftheprocyanidin(PC)extractedfromgrapeseedsonrabbitthoracic
aorticringsinvitro,decreasingbloodpressureinvivoandthepossiblemechanism.Method:Rabbitsaorticringswereisolatedand
weredividedintosixgroupsincludingremovalofendothelium,integrityofendothelium,1×10-5mol·L-1indomethacin(Indo),1×
10-5mol·L-1propranolol(Prop),1×10-4mol·L-1NωnitroLarginine(LNNA)and1×10-5mol·L-1methyleneblue(MB).
ThenthethoracicaorticringsweretreatedwithPCwithcumulativeconcentrationsof125,25,50mg·L-1respectivelyandthe
changesoftensionwererecorded,andinvestigatetheefectof40mg·L-1PConthecontractionofaorticsmoothmuscles,thoracic
aorticringswerepretreatedwithNA(1×10-8~1×10-5mol·L-1),KCl(63~100mmol·L-1)andCaCl2(1×10
-5~1×10-2
mol·L-1)folowedbytreatmentwithPC.Then,rabbitscommoncarotidarterywasintubatedandarterialbloodpressureinvivowas
recorded.PCwithcumulativeconcentrationsof40,80,16,32,64,84mg·kg-1wasinjectedintoveinandthechangesofarterial
bloodpressurewereobserved.Result:PCcouldrelaxisolatedrabbitaortaandshowedanobviousconcentrationdependentrelaxation(r
=063,P<0001).TherelaxantefectofPCwassignificantlyreducedbyremovalofendotheliumandbytreatmentwithnitricoxide
synthaseinhibitorLNNA,orguanylylcyclaseinhibitorMB.InadditionPCcoulddecreasethedoseresponsecurvesofaorticringsto
NA,KClandCaCl2.PChasasignificantconcentrationdependentnegativeefectonarterialbloodpressureinvivo(r=092,P<
0001).Conclusion:PChasavasodilationefectnotonlyinanendotheliumdependent,nitricoxideinvolvedmanner,butininhibi
tionofcalciumreleaseandblockageofpotentialdependentcalciumchannels.PCcoulddecreasetherabbit'sarterialbloodpressuresig
nificantlyinvivo.
[Keywords] procyanidin;isolatedaorticring;endotheliumz;Ca2+;arterialbloodpressure [责任编辑 古云侠]
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