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Protection of daidzein on myocardial hypertrophy and fibrosis in rats

大豆异黄酮对大鼠心肌肥厚与纤维化的保护作用



全 文 :中革焉ChineseTraditionalndHerbalDrugs第弼卷第11期2007年11月·16 3·
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大豆异黄酮对大鼠心肌肥厚与纤维化的保护作用
周倒1,刘建新2,周
(1.赣南医学院机能实验室,江西赣州341000
青1,熊小琴1,钶蔚2
2.赣南医学院药理教研室,江西赣州341000)
搞要:目前研究大豆异黄酮(daidzein.DD)对大鼠压力负荷性心肌肥厚及纤维化的保护作用及其机镧。方{砉
采用腹主动脉缩窄法制备太鼠心肌肥厚模型。大鼠随机分为假手术组、模型组、DD(30、60,120mg/kg)组,4周后
处死大鼠,测量大鼠垒心质量指数(HW/BW)和左心室质量指教(LVW/BW,即LVI),测定心肌纤维直径
(MD);分别检测,tL,肌组织中脏原木平、血管竖张素t(AngI)、一氧化氯(NO)的量和钙调神经磷酸酶(CAN)、
Na+,K+一ATP酶、Ca件一ATP薛活性。结果模型组大鼠的HW/BW、LVI、MD明显增大f心肌组织caN活性、腔
原水平及AngI的量明显增高;N0水平和Na+,K4-_ATP酶、Ca抖一ATP酶活性显著降低。与横型组比较DD能
显著提高心肌组织N0量和Na+.K+一ATP酶、c一+-ATP酶活性,降低CaN话性I明显抑制心肌组织AngI和胺
原的产生;减轻心脏质量参数(HW/Bw、LVI)及MD,抑制心肌肥厚及纤维化。绪论DD对腹主动脉缩窄所致大
鼠心肌肥厚及纤维化有保护作用,可能与其升高NO量、降低CaN活性、抑制AngI产生有关。
关量词:大豆异黄酮l心肌肥厚I纤维化;NOI血管紧张素I(AngI)·钙词神经磷酸酶(CAN)
中圈分粪号:R286.2 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2007)11一1673—04
Protectionofdaidzeinonmyocardialhypertrophyandfibrosisinrats
ZHOULil,L1UJian—xin2,ZHOUQing’,XIONGXiao—qinl,HEWei2
(1.DepartmentofOrganicExperiment,GannanMedicalCo lege·Ganzhou341000,China【I
2.DepartmentofPharmacology.GannanMedicalCo lege,Ganzhou341000,China)
Abstract:ObjectiveToinvestigatetheprotectiveeff ctsofdaidzein(DD)onmyocardial
hypertrophyandfibrosisinducedbypressureov rloadinratsandtostudyitsmechanism.Methods
Myoeardialhypertrophyandfibrosismodelofratsinducedbypressureov rloadw spreparedby
constrictingabdominalaorta.Theoperatedratswererandomlydividedintoshamoperatedcontrolgroup,
aorta—constrictedmodelgroup,andthreeDDgroups(30,60,and120mg/kg).Fourweekslater,the
heart—weight(HW),leftventricularweight(LVW),theratioofHW/BWandLVW/BW(LVI),andthe
cardio—myocytediam ters(MD)afterdyingbyHEcolorwerem asured.Thecontentofcollagenandnitric
oxide(NO),theactivityofcalcineurin(CAN)andNa+,K+一ATPase,Ca”一ATPaseinthe1eftventricle
werequantifiedw thspectrophotometry.TheangiotensionI(A g1)inthe1eftventriclewasmessured
withradioimmunoassay.ResultsInaorta—constrictedmodelgroup,theratioofHW/BW,LVI,andMD
aswellasthecontentofcollagenandAngI。theactivityofCaNintheleftventriclewasignificantly
收稿日期;2007—01—04
幕妻嚣界;焉西省荆卫(1生96厅1--中)暑慧藉詈嚣嚣雯磊昌≤;嚣嚣篷要研究方向为心脑血管药理与中药药理。
Tell(0797)8269773E—mail:zhouli6099@yahoo.corn.ca
万方数据
·1674· 中革黄ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第11期2007年11月
increased,andNa+,K+一ATPase,Ca”一ATPasectivityandNOcontenti heleftventriclewere
obviouslydecreased.AftertreatmentofthehftventricularwithDD,N0content,Na+,K+一ATPa8e,
Ca”一ATPaseactivityweresignificantlyincreased.thecont ntofcollagenandOfAngIandtheactivityof
CaNintheleftventricleandtheratioofHW/BW,LVI,andMDweresignificantlyreduced.Conclusion
DDhasprotectiveeffectsonventricularreinodelinginratswithmyoeardialhypertrophyandfibrosis
inducedbypressureoverloadanitsmechanismmayberelatedoraisingNOcontenta dreducingthe
levelofAnglandtheactivityofCaN.
Keywords:daidzein(DD);myocardialhypertrophyIfibrosisIn tricoxide(NO)IangiotensionI
(AngI);calcineurin(CaN)
心肌肥厚与纤维化是心脏长期负荷过重时发生
的一种心室重构,除心肌细胞蛋白质合成增加和细
胞体积增大外,还伴随心肌细胞间结缔组织沉积l也
是多种心血管系统疾病的常见并发症和病理基础,
常导致严重的心律失常、心力衰竭,预防与逆转这种
改变是治疗的重要目标。近年来研究发现了钙调神
经磷酸酶(ealcineurin,CaN)介导的心肌肥厚通
路[1。]:多种原因引起胞浆内Ca“浓度增高,激活
CaN并通过一系列中间环节导致心肌肥厚与纤维
化。大豆异黄酮(daidzein,DD)即大豆苷元是一种
从大豆中分离提取的异黄酮类化合物,研究表明其
具有广泛的生物学作用,如雌激素样作用、抗肿瘤、
抗心律失常、抗脑缺血等作用o],对心血管也有良好
的保护作用M,本实验研究DD对压力超负荷诱导
大鼠心肌肥厚与纤维化的抑制作用,并探讨其可能
的作用机制。
1材料与方法
1.1药品与试剂:大豆异黄酮,宜化化工有限责任
公司产品,质量分数>98%,批号4—18。羟脯氨酸、
NO、CaN、ATP酶和考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒,
南京建成生物工程研究所;血管紧张素I(Ang1)
放射免疫分析试剂盒,解放军总医院科技开发中心
东亚免疫所;其他常用试剂均为国产分析纯。
1.2仪器:722N可见光分光光度计,上海精密科学
仪器有限公司;KDC--2046低速冷冻离心机,合肥
科大创新股份有限公司中佳分公司;TG328B型光
学分析天平,湘仪天平仪器厂IsN一695型智能放
免7测量仪,上海核福光电仪器有限公司;麦克奥迪
病理图像分析系统,麦克奥迪公司。
1.3动物:Wistar大鼠,雄性,体重220~250g,由
赣南医学院实验动物中心提供。
1.4模型制备:参照文献方法03制备大鼠心肌肥厚
模型。用lo%水合氯醛溶液(350mg/kg,ip)麻
醉,在无菌条件下从大鼠左侧腹部切口,在肾动脉上
方0.5cm处分离主动脉,用丝线将腹主动脉和8号
针头一同结扎,确认扎紧后抽去针头,造成该部位不
完全结扎,逐层缝合腹部切口。术后一周每只大鼠
im青霉素5×10‘U抗感染。假手术组动物分离腹
主动脉但不结扎,其余步骤同造模组。
1.5动物分组及给药;大鼠按体重随机分成5组,
即假手术组,模型组,DD低、中、高剂量组。DD组大
鼠于造模第2天开始分别ig给予DD30、60、120
mg/(kg·d),连续4周,假手术组和模型组太鼠每
日ig相同体积的溶剂。DD临用时溶于0.5%
CMC—Na溶剂中。
1.6心脏质量参数及左心室心肌纤维直径(MD)
测定:末次给药后禁食12h,大鼠称体重(Bw)后
处死,取出心脏,去除大血管、心外膜脂肪组织,用
NS清洗,吸干后称全心质量(Hw),剪除心房和右
心室,称左心室质量(LVW),计算心脏指数(Hw/
BW)和左心室质量指数(LVW/BW,即LVl)。在
左心室长轴中点处垂直方向切取3~4rnnx厚组织
片,用中性甲醛固定后,制成3pm厚的切片,NE染
色,放大400倍,用麦克奥迪病理图像分析系统观
察切片,每张切片随机取5个视野,测30个心肌纤
维的直径(MD),取平均值。
1.7左心室羟脯氨酸、NO水平和CaN、ATP酶性
测定:取50~80mg左心室心靓组织,用碱水解法
按照试剂盒说明用分光光度法测定心肌组织羟脯氨
酸水平,由于羟脯氨酸在胶原中占13.4%.心肌胶
原水平(rag/g)=羟脯氨酸量×7.46;另取150mg
左心室心肌组织,用NS在冰浴中制成10%组织匀
浆,4℃、3500r/min,离心10min,取上清液按照试
剂盒说明用硝酸还原酶法测定心肌组织NO水平,
按照试剂盒说明采用定磷法测定心肌组织CaN活
性,以每小时每毫克蛋白的CaN分解底物PNPP
产生1gmol/L无机磷(Pi)的量为一个CaN的活
力单位,即FtmolPi/(mg.h);按试剂盒说明采用定
磷法测定心肌组织Na+,K+-ATP酶、Ca”一ATP
酶活性,以每毫克每小时分解ATP产生的Pi的量
万方数据
中革焉Cbla雠TrbdltlomdandHerbalDrugs第鹅眷第11期2007年11月·1675·
表示酶活性,即pmolPi/(mg“)。蛋白定量采用考
马斯亮蓝法,以牛血清白蛋白为标准。
1.8 AngI测定:取300mg左心室心肌组织,用
NS在冰浴中制成35“匀浆,4℃、3500r/min,离
心10rain,取上清液置于一20℃冰箱保存备用l检
测时按照试剂盒程序说明表进行,用放免分析法测
定心肌组织AngI的量,放射标记物为”5I—Angl。
1.9统计学处理:所有数据用z士5表示,多组问比
较用单因素方差分析,两两比较用口检验。
2结果
2。1 DD对大鼠心脏质量参数及左心室MD的影
响:由表l可见,与假手术组比较,模型组大鼠HW/
BW、LVI、MD的值显著增加(P60、120mg/kg组大鼠的HW/BW、LVI、MD的值
与模型组比较均明显降低(PHE染色在光学显微镜下观察,假手术组心肌纤维
排列整齐,横纹清楚,细胞核形态大小正常;模型组
心肌纤维增粗、紊乱、断裂,核增大,形态不规则,核
仁浓染,间质增生;DD治疗组心肌胶原排列趋于正
常,与模型组比较,心肌细胞未见明显异常,细胞核
寰1 DD对腹主动脉缩窄致大置心肌肥厚心脏质量指教
爰左心宣MD的影响G-l-s)
Table1 EffectofDDonHW/Bw.LVl.andMD
inmyocardialhypertrop’hyofabdominal
Borta-oonstrlctedrats(一士£)
组剐?警。,鬻7。唧⋯/Bw川/LV下I/。,M,O。/(mg(tag·kg一1)R(Ⅱlg·91) ‘91) P“
假手术 一
模型 一
DD 30
60
120
7 2.99±0.182,19土0.15 42.28士g.45
7 3.53士0.22442 59+0.204。53.09士1.Z6。。
S 3.21士O.19’2,30士m23‘ 477l士1.“‘‘
7 3.17士0.28。2,26土0.28。45.92士Z45’’
7 3.14士0.20。‘2.z3士O16’4436士1.82。‘
与假手术组比较,44P与模型组比较:’P<0.05一P<0.01
4。P肥大减轻,心肌损害明显较轻。
2.2 DD对左心室心肌组织胶原水平、NO和Ang
l量的影响:由表2可见,与假手术组大鼠比较,模
型组大鼠心肌组织胶原水平和AngI的量显著升
高(P与模型组比较,DD30、60、120mg/kg治疗组大鼠
心肌组织胶原水平的量均显著降低(P<0.05、
0.01),AngI的量均明显降低(P平均显著升高(P寰2 DD对腹主动辟绾窄致大鼠心肌肥厚左心窒心肌
组织胶原水平、NO.AngI■的影响“士F)
TableZ EffectofDDOUlevelofcollagen,NO,and
Ang1inmyocardialhypertrophIcleftventricle
ofabdominalaorta-constrictedrats(_士j)
。。 剂量/ 动物/ 歧原水平/ NO/ 心肌组织A吨I/
珂用(mg.虹一1>只(rag。g一1)(utmg一1)(雄。L-’)
但手术 一
模型 一
DD 30
60
1.94士0.4519.41土5,46291.Z土49.9
3.13士0.454411.56士1.274。547.5士193.24
2.54士0.30’15.30士4.71。343.B土57.3‘
2.24士067。17.89土3.33’‘336.B士91,2‘
2,09士0.67’’20.S3士^,06’。309-2土68.4‘
与僵手木组比较:’P与模璺组比较:。P<0.05+。P<0.01
。p‘P2.3 DD对左心室心肌组织CaN、Na+·K+_ATP
酶和Ca“一ATP酶活力的影响:与假手术组大鼠比
较,模型组大鼠心肌组织CaN活力显著升高(P<
0.01),Na+,K+一ATP酶和Ca抖一ATP酶活性显著
降低(P<0.01),与模型组比较,DD30、60、120
mg/kg治疗组大鼠心肌组织CaN话力均明显降低
(尸<0.01).Na+,K+一ATP酶和Ca”一ATP酶活
性均显著提高(P3讨论
腹主动脉缩窄术造成高负荷,导致心肌肥厚与
纤维化。本实验模型组的心脏质量指标(HW/BW,
裹3 DD对腹主动脉缩窄致大鼠心肌肥厚左心室心肌组织CaN、Na+,K一一ATP酶和Ca24-ATP酶活力的影响(;士$)
Table3 EffectofDDORCaN。Na+。K+一ATPase,andCa”一ATPaseactlvityInm ocardialhypertrophic
leftventricleofabdominalaorta—constrictedrats(;土j)
与假手术组比较t44P<0.01}与模型组比较。~p44P<0.01Y/$ShamgroupI’’P<0-01modelgr up
万方数据
·1676· 中革鸯ChineseTradlllonalandHer[№lDrugs第38卷第11期2007年11月
LVI)、形态学指标(MD)及心肌组织胶原水平均显
著高于假手术组,DD在一定浓度内可抑制心脏质
量及形态学指标和心肌组织胶原水平的升高,说明
DD可减轻腹主动脉缩窄所致的大鼠心肌肥厚及纤
维化。
研究证实,血液动力学、神经内分泌等众多因素
参与了心肌肥厚的发生发展过程,心脏后负荷增加
导致的神经内分泌系统如肾紊一血管紧张素系统
(RAS)紊乱和NO合成减少在心肌肥厚与纤维化
中起重要作用。AngI作为RAs的主要活性产物
在促进心肌肥厚和纤维化过程中发挥重要作用,尤
其以心脏局部分泌和释放的AngI为重要“¨。,
AngI通过激活心肌细胞膜AT。受体,促进多种生
长因子的表达,并激活多种细胞内信息转导过程,从
而促进细胞生长,引起心肌细胞肥大和间质增生,导
致心肌肥厚。NO是心血管内皮细胞分泌主要由
NOs合成的体内重要生长抑制因子,具有多种生物
学活性。NO可抑制心肌细胞和血管增殖、成纤维细
胞增生和间质胶原合成,而抑制心肌肥厚,心脏纤维
变性和心脏重构04】。本研究发现,DD对压力负荷
性心肌肥厚大鼠心室重构有明显的改善作用,检测
结果显示:模型组心肌组织中AngI明显增高,表
明心肌局部RAS的激活;模型组心肌组织NO合
成减少,表明心室肥厚与NO水平密切相关。应用
DD治疗后,大鼠心肌组织AngI量均显著降低;
NO量显著升高。提示DD可通过抑制心脏局部
AngI的生成,增加心肌组织中NO的量;从而减
轻大鼠心肌肥厚与纤维化。
CaN是一种Ca”依赖的磷酸酶,研究表明,由
Ca2+活化的、CaN介导的信号通路在心肌肥厚中起
着至关重要的作用“12]。Ca“激活胞浆内CaN,后者
进一步活化T细胞棱因子(nuclearfactivatedT
cell,NF—AT。),导致去磷酸化而转位人棱,入核后
的NF—ATs可与心肌细胞核内的转录因子GATA。
结合促使心肌肥厚反应性基因AFP、BNP、a-MHC、
}MHC等表达,从而产生心肌肥厚。ATP酶对调节
细胞内外离子浓度梯度,维持细胞膜电位有重要作
用}当心肌细胞膜Na+,K+-ATP酶和Ca29-ATP
酶活性下降,导致细胞内Na+、Ca”浓度升高时,胞
内Na+浓度升高触发Na+,Ca2+交换机制,进一步
加剧细胞内ca”浓度升高口’91;另一方面心肌肥厚
时局部AngI生成增加,AngI与心肌细胞膜
AT,受体结合,激活钙通道使细胞外钙内流Is3l两者
共同作用造成心肌细胞内钙超载,升高的Ca2+通过
CaN介导了心肌肥厚。有研究表明,在压力负荷JL
茶酚胺及AngI诱导心肌肥厚中均存在CaN依赖
的信号通路话化“酊。本实验检测结果显示;模型组
大鼠CaN活性比假手术组显著升高,Na+,K+。
ATP酶和Ca”·ATP酶活性下降,AngI生成增
加,说明压力超负荷诱导的心肌肥厚中也存在CaN
依赖的信号通路。应用DD治疗后,大鼠心肌组织
CaN活性显著下降,Na+,K+一ATP酶和Ca“一
ATP酶活性升高,AngI的量显著降低;还可阻抑
心肌细胞膜Na+,K*-ATP酶和Ca”~ATP酶活
性下降,从而减轻心肌细胞内钙超载;并通过抑制
CaN信赖的信号通路的信号转导而减轻或抑制大
鼠心肌肥厚与纤维化,产生心肌保护作用。
综上所述,DD对腹主动脉缩窄所致大鼠心肌
肥厚及纤维化的保护作用与升高NO量,抑制心脏
局部AngI的生成,提高肥厚心肌中Na+,K+一
ATP酶和Ca”一ATP酶活力,降低CaN的活力,减
轻心肌细胞内钙超载等有关。
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大豆异黄酮对大鼠心肌肥厚与纤维化的保护作用
作者: 周俐, 刘建新, 周青, 熊小琴, 何蔚, ZHOU Li, LIU Jian-xin, ZHOU Qing,
XIONG Xiao-qin, HE Wei
作者单位: 周俐,周青,熊小琴,ZHOU Li,ZHOU Qing,XIONG Xiao-qin(赣南医学院,机能实验室,江西,赣
州,341000), 刘建新,何蔚,LIU Jian-xin,HE Wei(赣南医学院,药理教研室,江西,赣州
,341000)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2007,38(11)
被引用次数: 4次

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7. 谢水祥.刘建新.刘志刚.刘玉琳.王若源.王华.Xie Shui-xiang.Liu Jian-xin.Liu Zhi-gang.Liu Yu-lin.Wang
Ruo-yuan.Wang Hua 南昌地区气传野苋菜花粉对过敏性患者血清免疫球蛋白的影响[期刊论文]-中国临床康复
2005,9(7)
8. 王晓炜.程光宇.吴京燕.唐梓进.陆琮明.蒋兆坤.WANG Xiao-wei.CHENG Guang-yu.WU Jing-yan.TANG Zi-jin.
LU Zong-ming.JIANG Zhao-kun 大豆异黄酮和牛初乳复合制剂对去卵巢大鼠骨密度及子宫组织抗氧化作用的研究
[期刊论文]-食品科学2007,28(2)
9. 周俐.刘建新.周青.眭荣燕.Zhou Li.Liu Jianxin.Zhou Qing.Sui Rongyan 蛇床子素抗凝血作用[期刊论文]-中
药药理与临床2006,22(3)
10. 孙晓芳.段斐.Sun Xiaofang.Duan Fei 大豆异黄酮对去卵巢大鼠阴道雌激素受体表达的影响[期刊论文]-河北
职工医学院学报2008,25(1)

引证文献(4条)
1.顾饶胜.范红艳.王艳春.沈楠.常影.任旷 大豆异黄酮对D-半乳糖所致衰老大鼠的影响[期刊论文]-吉林医药学院
学报 2013(3)
2.范红艳.顾饶胜.王艳春.任旷.沈楠.常影 大豆异黄酮抗衰老作用研究[期刊论文]-中草药 2010(12)
3.任国峰.汤凌.杨爱青.姜伟伟.黄忆明 大豆异黄酮对前列腺增生大鼠生长因子及受体的影响[期刊论文]-中草药
2010(9)
4.刘晓林.李芳.樊海梅 大豆异黄酮的生物学作用及其临床应用的研究进展[期刊论文]-医学综述 2012(13)


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