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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(P
与模型组比较均明显降低(P
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
4。P
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
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
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
。p
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(P
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。~p
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)
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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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