全 文 :西洋参茎叶三醇组皂苷在大鼠离体心脏中的作用
曹 霞1 ,谷欣权2 ,杨世杰1,陈燕平3,马兴元3
( 1. 吉林大学药学院 药理教研室,吉林 长春 130021; 2. 吉林大学第三临床医院,吉林 长春 130031; 3. 吉林大学 化学中
心, 吉林 长春 130021)
摘 要: 目的 探讨西洋参茎叶三醇组皂苷 ( PQT S) 对大鼠离体心脏和缺血再灌注损伤心脏的作用及机制。方法
采用大鼠离体工作心脏, 观察 PQTS 对其血流动力学的影响;利用离体心脏 Langendo rff 灌流模型, 观察 PQTS 对
缺血再灌注损伤心肌组织中超氧化歧化酶 ( SOD) ,过氧化物脂质 ( LPO ) , 游离脂肪酸 ( FFA ) , 乳酸 ( LA ) 含量以
及再灌注性心律失常、冠脉流量和冠脉流出液中肌酸磷酸激酶 ( CPK ) , 乳酸脱氢酶 ( LDH) 的影响。结果 PQTS
( 30, 100 g / mL ) 具有负性肌力和负性频率作用;可以不同程度地降低缺血再灌注损伤心肌组织中 LPO , FFA , LA
含量; 提高心肌 SOD 活性水平;并抑制再灌注性心律失常的发生; 提高再灌注期间的冠脉流量;降低冠脉流出液中
CPK , LDH 水平。结论 PQTS 具有负性肌力和负性频率作用, 对缺血再灌注损伤心肌的保护作用与抑制心肌脂质
过氧化物反应以及纠正 FFA 代谢紊乱等因素有关。
关键词: 西洋参茎叶三醇组皂苷 ( PQT S) ; 离体工作心脏;心肌缺血再灌注损伤
中图分类号: R286. 2 文献标识码: A 文章编号: 0253 2670( 2003) 09 0827 04
Effect of PQTS on isolated rat heart
CAO Xia
1, GU Xin-quan
2, YANG Shi-jie
1, CHEN Yan-ping
3, M A Xing-yuan
3
( 1. Departm ent o f Pharmacolog y ; 2. Third Clinical Hospital; 3. Chemical Cent er,
Jilin Univer sity , Changchun 130021, China )
Key words : PQ TS; isolated heart ; myocardial ischemia-reperfusion injury
西洋参茎叶总皂苷 ( Panax quinquef olium to-
tal saponins, PQT S) 具有广泛的药理作用 [ 1] , 在抗
脂质过氧化、抗缺氧、抗低温应激反应方面优于人
参,开发利用西洋参茎叶皂苷具有重要的经济和社
会效益。近年来心血管疾病的发病率逐渐升高, 成为
威胁人类健康的主要疾病之一。心肌缺血再灌注损
伤普遍存在, 心绞痛、冠状动脉成形术、心肌梗死后
的溶栓治疗等均可发生。通过寻找安全、有效的药物
激发机体内源性保护机制, 已成为重要课题。本实验
采用大鼠离体工作心脏及 Langendo rff 灌流模型,
观察 PQTS 对正常心肌血流动力学的影响及对心
肌缺血再灌注损伤的保护作用。
1 材料与方法
1. 1 动物: W istar 大鼠, 购于吉林大学实验动物
部,体重 180~240 g ,雌雄各半。
1. 2 药品与试剂: Krebs-Henseleit ( K-H) 营养液
各组份均为市售的分析纯试剂, 以双蒸水配制。
PQT S 由本校化学中心提取,其纯度> 85% ,为淡黄
色粉末,以 K-H 液配成所需浓度。CPK, LDH 检测
试剂购自北京中生公司, SOD 试剂盒、LPO 试剂盒
购自长春汇力公司。
1. 3 实验分组
1. 3. 1 PQTS 对离体大鼠心肌血流动力学的影响:
随机分为 PQT S 30, 100 g / mL 组,每组 8只大鼠。
1. 3. 2 PQTS 对缺血再灌注损伤心脏的作用: 将
40 只Wistar 大鼠随机分为 5 组,每组 8只。( 1)正
常对照组 ( A 组) :于 LAD 穿线,但不结扎。( 2) 缺
血再灌注组 ( B 组) :于 LAD 穿线并结扎,结扎前后
均用 K -H 液灌流。( 3) 给药组 ( C, D 组) : 结扎
LAD 前 10 min 改用含 100, 30 g / mL PQTS 的
K -H 液灌流心脏,并持续到实验结束。( 4)阳性药对
照组 ( E 组) :结扎前 10 min 改用含维拉帕米 ( 0. 02
g / mL) 的 K-H 液灌流心脏,并持续到实验结束。
1. 4 实验方法
1. 4. 1 PQTS 对离体大鼠心肌血流动力学的影响:
将动物脱臼处死,取出心脏。经主动脉插管记录动脉
血压 ( AP) ,用 95% O 2+ 5% CO 2平衡的 K-H 缓冲
液 ( 37±0. 5) ℃, pH 7. 4 先行 Langendorf f 模式逆
灌。于肺静脉行左房插管,以备顺灌。向左心室插管,
用 RM-6000 型多导生理记录仪记录左室收缩压
·827·中草药 Chinese T raditional and Herbal D rug s 第 34 卷第 9 期 2003年 9月
收稿日期: 2002-11-02作者简介:曹 霞( 1972—) ,女,讲师,毕业于白求恩医科大学医疗专业,现在吉林大学中日联谊医院中心研究室攻读生物化学及分子生物学博士学位,研究方向为心血管药理学及分子药理学。
( LVSP)、左室舒张期末压 ( LVEDP)、左室内压等
容收缩期最大上升及下降速率 (±dp / dtmax )。于心
房和心室安置电极记录心电变化。心脏搏动稳定后
改以前负荷 10 cm H2O、后负荷 60 cm H2O 恒定状
态顺向灌流心脏。按加药前、加药后 10 min、洗脱的
顺序观察药物作用。
1. 4. 2 PQT S 对缺血再灌注损伤心脏的作用: 将大
鼠迅速脱臼处死取出心脏, 分离主动脉,插入主动脉
插管, 连于 Langendorf f 装置中, 以 K-H 营养液行
主动脉逆行恒压灌注, 连续通以 95% O 2+ 5% CO 2
混合气体, pH 7. 4,温度 ( 37±0. 5) ℃。缝合线穿过
左冠状动脉前降支 ( LAD) 以备结扎用。在主动脉
根部和心尖分别放置铂丝电极, 监测心电。稳定后给
药, 10 min 后结扎 LAD 30 m in 再灌注 20 m in。于
再灌注后 1, 3, 5, 10, 20 min 测定冠脉流量并留取冠
脉流出液。采用日立 7170 型自动生化分析仪测定
各时间点冠脉流出液中的 CPK, LDH 含量。实验结
束后取左前壁心肌组织, 在 1℃~4 ℃ 条件下制成
10% 生理盐水匀浆, 离心取上清,测定心肌中 SOD
及 LPO 含量, 同时取损伤心肌采用比色法测定
FFA 含量,对羟基联苯法测定 LA 含量。
1. 5 统计学处理: 实验数据以 x±s 表示,采用组间
t 检验。
2 结果
2. 1 PQT S 对大鼠离体工作心脏的作用:在离体工
作心脏搏动稳定后,按给药前、给药后 10 min 观察
血流动力学的变化,结果显示 PQ TS 可以剂量依赖
性地使 HR, AP, LVSP, + dp / dtmas降低, LVEDP 升
高,见表 1。
2. 2 PQT S 对冠脉流出液中 CPK, LDH 及冠脉流
量的影响:动态观察各组在缺血再灌注期间 CPK,
LDH 水平的变化, 结果见表 2, 3。缺血前各组冠脉
流出液中 CPK, LDH 含量无显著差别。再灌注期
间 , B组心肌释放CPK , LDH明显增多, 其各相应
表 1 PQTS 对大鼠离体工作心脏血流动力学的影响 ( x±s, n= 8)
Table 1 Ef fect of PQTS on hemodynamics in isolated rat heart ( x±s, n= 8)
PQTS/ ( g·mL - 1) HR/ (次·min- 1) AP/ kPa LVSP/ kPa + dp / dtmax / ( kPa·s- 1) - dp / dtmax / ( kP a·s- 1) LVEDP / kPa
30 给药前 233. 4±26. 3 13. 44±0. 83 15. 22±1. 14 405. 6±53. 3 326. 7±31. 6 0. 33±0. 16
给药后 214. 3±24. 8 13. 01±0. 75 14. 86±1. 05 369. 4±57. 0* 296. 1±37. 3 0. 38±0. 12
100 给药前 241. 7±25. 9 13. 83±1. 16 15. 74±1. 04 416. 2±66. 1 317. 4±42. 9 0. 37±0. 14
给药后 218. 5±20. 2 11. 80±1. 07* 13. 23±0. 86* 352. 9±63. 4* * 264. 0±36. 7* 0. 44±0. 18
与给药前比较: * P< 0. 05 * * P < 0. 01
* P < 0. 05 * * P < 0. 01 vs before adminis t rat ion
表 2 PQTS 对缺血再灌注心肌冠脉流出液中 CPK 的影响 ( x±s, n= 8) U·L- 1
Table 2 Ef fect of PQTS on release of CPK in rat heart with ischemia-reperfusion injury ( x±s, n= 8) U·L- 1
组 别 缺血前 再 灌 注 后
1 min 3 min 5 min 10 m in 20 m in
A 51. 36±4. 77 51. 37±4. 85 51. 34± 4. 94 52. 17±3. 90 52. 23±4. 47 52. 38± 5. 33
B 51. 51±4. 99 64. 72±6. 55 76. 93±10. 82 70. 02±8. 95 68. 52±7. 54 69. 30± 7. 96
C 51. 38±4. 31 61. 95±6. 21 69. 83± 6. 77 64. 89±7. 20 62. 00±5. 75 55. 76± 6. 45*
D 50. 33±6. 02 62. 69±7. 04 72. 62± 9. 81 66. 51±8. 50 65. 12±8. 64 63. 42±55. 74
E 52. 24±4. 30 55. 08±7. 17* 55. 68± 6. 40* * 54. 57±6. 87* * 53. 46±7. 34* 65. 50± 9. 21
与 B组相应时间点比较: * P < 0. 05 * * P< 0. 01
* P < 0. 05 * * P< 0. 01 v s corresponding t ime of group B
表 3 PQTS对缺血再灌注心肌冠脉流出液中 LDH 水平的影响 ( x±s, n= 8) U·L- 1
Table 3 Ef fect of PQTS on release of LDH in rat heart with ischemia-reperfusion injury ( x±s, n= 8) U·L- 1
组 别 缺血前 再 灌 注 后
1 min 3 min 5 min 10 m in 20 m in
A 16. 40±2. 18 16. 38±2. 34 16. 41±2. 51 16. 39±3. 12 16. 55±2. 78 16. 63±2. 82
B 16. 28±2. 20 27. 38±5. 41 28. 10±4. 20 28. 39±5. 38 26. 25±5. 00 27. 81±4. 30
C 16. 15±3. 39 21. 97±3. 22* 24. 95±5. 60* 23. 38±4. 66* 24. 16±4. 70 23. 90±5. 03*
D 15. 80±2. 60 25. 54±4. 66 26. 39±5. 71 25. 99±4. 27 24. 34±5. 44 24. 17±4. 32*
E 16. 50±2. 45 20. 01±4. 54* 19. 64±3. 14* * 18. 38±4. 80* * 18. 35±5. 87* 18. 78±3. 21* *
与 B组相应时间点比较: * P < 0. 05 * * P < 0. 01
* P < 0. 05 * * P< 0. 01 v s correspondin g t ime of group B
·828· 中草药 Chinese T raditional and Herbal D rug s 第 34 卷第 9 期 2003年 9月
表 4 PQTS 对缺血再灌注心肌冠脉流量的影响 ( x±s, n= 8) mL·min- 1
Table 4 Ef fect of PQTS on coronary blood flow in rat heart with ischemia-reperfusion injury ( x±s, n= 8) mL·min- 1
组 别 缺血前 再 灌 注 后
1 min 3 min 5 min 10 m in 20 m in
A 11. 30±1. 12 11. 30±1. 12 11. 30±1. 12 11. 27±1. 11 11. 27±1. 08 11. 23±1. 09
B 11. 70±0. 95 6. 07±0. 60 5. 56±0. 52 5. 63±0. 61 6. 47±0. 59 5. 43±0. 59
C 11. 70±0. 76 7. 93±0. 46* 7. 50±0. 71* 8. 15±1. 17* * 8. 23±0. 46* 7. 67±0. 58*
D 11. 73±1. 24 6. 13±0. 45 5. 82±0. 41 6. 50±0. 37 6. 93±0. 21 6. 37±0. 15
E 11. 57±1. 43 8. 60±0. 28* 9. 27±0. 93* * 10. 40±0. 68* * 9. 72±0. 41* 9. 37±0. 43* *
与 B组相应时间点比较: * P < 0. 05 * * P < 0. 01
* P < 0. 05 * * P< 0. 01 v s correspondin g t ime of group B
时间点与 A 组比较均有显著差异 ( P< 0. 01)。C, D
组与 B 组比较, 呈剂量依赖性地减少冠脉流出液中
CPK, LDH 的释放,与 E 组变化相似。B 组在灌注
期间冠脉流量明显低于 A 组相应时间点 ( P <
0. 01) , 各组冠脉流量的变化见表 4。
2. 3 PQ TS 对缺血再灌注心肌 SOD, LPO, FFA,
LA 含量的影响: B 组心肌组织中 SOD 活性下降,
LPO, FFA , LA 水平升高,与 A 组比较差异非常显
著 ( P< 0. 01)。与 B 组比较,预先灌注 PQTS 可显
著提高 SOD 活性并抑制 LPO 的升高, 明显降低损
伤心肌中 FFA , LA 水平,见表 5。
表 5 PQTS 对缺血再灌注心肌 SOD, LPO, FFA ,
LA 的影响 ( x±s, n= 8)
Table 5 Ef fect of PQTS on SOD, LPO, FFA
and LA in rat heart with ischemia-
reperfusion injury ( x±s, n= 8)
组 别 SOD/ ( U·g- 1) LPO/ ( moL·g- 1) FFA/ ( Eq·L- 1) LA/ ( g·L- 1)
A 1 365. 8±78. 5* * 0. 69±0. 19* * 712. 5± 181. 2* * 9. 26±2. 15* *
B 763. 4±64. 2 2. 38±0. 28 1 420. 7± 315. 5 14. 33±2. 24
C 1 034. 2±54. 2* 1. 37±0. 24* 788. 0± 141. 9* * 10. 42±1. 97*
D 932. 2±60. 1* 1. 64±0. 21 826. 4± 159. 3* * 13. 61±2. 05
与 B组比较: * P< 0. 05 * * P< 0. 01
* P < 0. 05 * * P< 0. 01 v s group B
2. 4 PQTS 对缺血再灌注性心律失常的影响: 在本
实验条件下, 正常灌流的大鼠离体心脏均未发生心
律失常, B 组中 8 只大鼠全部出现心律失常, 其中 4
只频发室性早搏, 3 只室颤, 1 只室速。C 组有 4 只
偶发室早, D 组 4 只偶发室早 1 只室颤, E 组 2 只
偶发室早。
3 讨论
目前普遍认为再灌注心肌损伤的发生与再灌注
导致细胞内钙离子超载有关, Ca2+ 通道阻滞剂可降
低心肌缺血再灌注损伤,证实了钙离子超载在再灌
注损伤中的作用,而 Na+ -Ca2+ 交换是 Ca2+ 进入细
胞的一个重要途径 [ 2]。NO 供体化合物能抑制肌浆
网中 Ca2+ 的释放, 推测 NO 在 Ca2+ 内流中可能起
关键的调节作用 [ 3]。另外再灌注心肌损伤与氧自由
基大量产生、微血管损伤也有关。缺血再灌注时可引
起大量氧自由基的释放而导致细胞损伤,由于氧自
由基具有极其活泼的反应性, 能和各种细胞成分发
生反应造成损伤 [ 4]。再灌注性心律失常以室性心律
失常多见,其发生机制可能与以下原因有关: 心肌缺
血导致传导性和不应期的不均一; 细胞内钙超载, 诱
发瞬间内向电流,增加迟后除极的幅度和次数,产生
触发性心律失常; 再灌注时 K + 突然降低和再灌注
时儿茶酚胺刺激缺血时增加的 受体均可导致自
律性增加[ 5]。因此尽可能在再灌注损伤发生之前恢
复血流,抑制 Na+ -Ca2+ 交换, 适当选用钙通道阻断
剂,清除氧自由基,改善缺血组织的代谢可起到理想
的疗效。
西洋参传统药用其根,对其地上部分应用较少。
对西洋参茎叶提得的总皂苷进行分析研究证实茎叶
部总皂苷、氨基酸、无机元素含量明显高于根部。西
洋参茎叶总皂苷特别是二醇组皂苷对心脏的作用及
机制的研究,已取得一些进展。本实验采用大鼠离体
工作心脏,观察了 PQTS 对心肌收缩性能的影响。
初步研究表明 PQTS 具有负性肌力及负性频率作
用,并且呈现一定的量效关系,经过洗脱后各项指标
均迅速恢复正常, 排除了心肌收缩性能的减弱是因
为实验中发生心肌损伤的可能性,与总皂苷的作用
相一致。
采用大鼠离体心脏 Langendo rff 灌流模型通过
测定冠脉流量、冠脉流出液中 CPK , LDH 含量、心
肌组织 SOD 的活性、LPO, FFA, LA 含量的变化,
观察了 PQTS 对心肌缺血再灌注损伤的影响。结果
表明:缺血再灌注可以使心肌组织 SOD 活性降低,
LPO, FFA, LA 水平升高,心律失常明显增加,再灌
注期间, 缺血再灌注组心肌释放的 CPK, LDH 明显
增高, 在 5 m in 内达到高峰,同时冠脉流量明显减
少。提示缺血再灌注使氧自由基生成增加,同时清除
能力下降,对脂肪酸及乳酸的利用发生障碍, 心肌中
·829·中草药 Chinese T raditional and Herbal D rug s 第 34 卷第 9 期 2003年 9月
FFA, LA 升高, 心肌细胞发生一定程度损伤。以
PQT S 预先灌注能够缓解上述变化,减轻氧自由基
对心肌的损伤和心律失常的发生,降低心肌 CPK,
LDH, 提高冠脉流量, 纠正 FFA 的代谢紊乱, 减少
乳酸堆积。表明 PQT S 对缺血再灌注心肌的保护机
制是多方面的, 与 PQT S 负性肌力作用减少心肌耗
氧、增加冠脉流量改善心肌供血减少乳酸堆积、纠正
心肌脂肪酸代谢及抗脂质过氧化反应有关。
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染料木素对大鼠生殖毒性的实验研究
(Ⅰ) 一般生殖毒性
许建宁1 ,王全凯1 ,崔 涛1,罗玉姝1,王四旺2 ,郑玉新1
( 1. 中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所, 北京 100050; 2. 第四军医大学药物研究所, 陕西 西安 710032)
摘 要: 目的 为保证染料木素临床用药的安全, 评价其生殖毒性。方法 16, 160, 480 mg / ( kg·d) 染料木素分别
连续 ig 雄、雌性大鼠 60 d, 14 d 后合笼, 雄性大鼠给药至交配结束,雌性大鼠给药至妊娠第 17 天,观察染料木素对
大鼠的受胎能力、生殖系统及子代的影响。结果 染料木素 480 mg / ( kg·d) 引起亲代雄性大鼠精子活动度下降,
但未发现睾丸病变, 也未影响雄鼠生殖能力;同时使雌鼠妊娠期体重增长明显低于其他组 (P < 0. 01) , 但未影响胚
胎形成、仔鼠生长发育。160 mg / ( kg·d) 剂量对亲代和子代未引起明显的异常。结论 染料木素 160 mg / ( kg·
d) 对雌、雄性大鼠无一般生殖毒性作用。
关键词: 染料木素; 生殖毒性; 胚胎
中图分类号: R286. 1 文献标识码: A 文章编号: 0253 2670( 2003) 09 0830 03
Study on reproductive toxicity of genistein I. General reproductive toxicity
XU Jian-ning
1
, WANG Quan-kai
1
, CUI T ao
1
, LUO Yu-shu
1
, WANG Si-w ang
2
, Zheng Yu-x in
1
( 1. Institute fo r Occupational Health and Poisoning Contr o l, Chinese Centre fo r Disease Contr ol and Prevention, Beijing
100050, China; 2. Inst itute of M ater ia Medica, Four th M ilit ary Medical Univer sity , Xian 710032, China )
Key words : genistein; reproduct ive tox icity ; embryo
染料木素系从豆科植物槐角 S op hora j aponica
L. 的干燥成熟果实中提取的异黄酮单体成分, 是具
有弱雌激素样作用又非雌激素类化合物, 称之为植
物雌激素。流行病调查、动物实验和临床观察均发
现,异黄酮通过抑制骨吸收和促进骨形成过程, 维持
骨代谢的动态平衡,有效地预防骨质疏松[ 1~3]。鉴于
染料木素是治疗骨质疏松症的有效药物, 为了保证
其安全使用, 对其一般生殖毒性进行了研究。
1 材料与方法
1. 1 药物:染料木素由第四军医大学药物研究所提
供,纯度> 98%。用蒸馏水将其配成不同浓度的混悬
液进行实验。
1. 2 实验动物:三级健康Wistar 大鼠,由中国药品
生物制品检定所实验动物中心提供, 动物合格证号
为京动许字( 2000)第 017号。动物饲养于中国预防
医学科学院二级动物室(医动字第 01-4018号) , 室
内温度为 24 ℃~26 ℃, 相对湿度为 40%~60% ,
喂食军事医学科学院实验动物中心提供的清洁级繁
殖鼠料 [京许字( 2000) 013号] ,动物进入动物室后
适应环境 1 周。
·830· 中草药 Chinese T raditional and Herbal D rug s 第 34 卷第 9 期 2003年 9月
收稿日期: 2002-11-15作者简介: 许建宁( 1968—) ,女,副研究员,硕士生导师,主要从事化学物致突变致癌机制和化学物安全性评价方面的研究及检测工作,专长为遗传毒理学。