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龙牙楤木总皂苷对大鼠心肌缺血再灌注损伤保护机制的研究



全 文 :• 554 • 中华中医药杂志(原中国医药学报)2011年3月第26卷第3期 CJTCMP , March 2011, Vol . 26, No.3
龙牙楤木总皂苷对大鼠心肌缺血再灌注损伤保护
机制的研究
鲁卫星1,李明2,王婷3
(1北京中医药大学东直门医院,北京 100700;2河南中医学院第一附属医院,郑州 450008;
3北京水利医院,北京 100036)
摘要:目的:观察龙牙楤木总皂苷对缺血再灌注损伤心肌炎症因子ICAM-1表达及SOD的影响。方法:可逆
性冠脉左前降支结扎缺血45min再灌注6h复制MI/R模型,Wistar雄性大鼠30只,随机分成模型组、龙牙楤木组、波
立维组,每组10只。HE染色观察心肌病理学变化,测定心肌SOD活性, ELISA法测定血清sICAM-1的表达。结果:
与模型组比较,龙牙楤木总皂苷、波立维均能显著降低缺血再灌注大鼠血清LDH含量,显著升高SOD的活性,缺
血45min再灌注6h血清sICAM-1有明显表达,各组之间无统计学差异。结论:龙牙楤木总皂苷对MI/R有保护作用,
可能是通过增加SOD的活力,对抗氧自由基对心肌细胞的毒害作用,减轻心肌细胞的损伤而实现的。
关键词:龙牙楤木总皂苷;心肌缺血再灌注损伤;细胞间黏附分子;超氧化物歧化酶
基金资助:国家自然科学基金课题(No.30572461)
Study of protection mechanism of aralosides on myocardial ischemia/reperfusion injury in rats
LU Wei-xing1, LI Ming2, WANG Ting3
( 1Dongzhimen Hospital, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100070, China; 2The First Affi liated Hospital of Henan
College of TCM, Zhengzhou 450008, China; 3Beijing Shuili Hospital, Beijing 100036, China )
Abstract: Objective: To investigate the effects of aralosides on expression of inflammatory molecule ICAM-1 and
the activity of superoxide dismutase (SOD) in rats after myocardial ischemia/reperfusion (MI/R) injury. Methods: A model of
myocardial ischemia 45min followed by 6h reperfusion was made by reversibly ligating coronary left descending artery. 30 Wistar
rats were divided randomly into 3 groups: ischemia reperfusion group, aralosides group, Plavix group. HE staining was used to
observe the pathological changes of myocardic tissues. The activity of SOD was measured too. ELISA was used to determine
sICAM-1 expression in myocardium. Results: In rats treated by aralosides or Plavix, the lactate dehydrogenase (LDH) activity was
signifi cantly decreased. Meamwhile, Aralosides and Plavix raised the activity of superoxide dismutase (SOD). ICAM-1 expression
was detected in myocardium after ischemia 45min followed by 6h reperfusion. In rats treated by aralosides or Plavix, ICAM-1
expression remained unchanged. Conclusion: Aralosides could protect myocardium from infl ammatory injury during MI/R, which
may be achieved by increasing the activity of SOD, confronting the toxic action of oxygen radical to cardiocytes and decreasing
the injury of cardiocytes.
Key words: Aralosides; Myocardial reperfusion injury; Intercellular adhension molecule; SOD
Fund assistance: National Natural Science Foundation of China(No.30572461)
通讯作者:鲁卫星,北京市东城区海运仓5号北京中医药大学东直门医院心内科,邮编:100700,电话:010-84013183
E-mail:xiaochaihu@tom.com
随着溶栓疗法、经皮冠状动脉腔内成形术、冠状动脉内支
架置入术等治疗心肌梗塞方法的推广应用,心肌缺血再灌注损
伤(myocardium ischemic reperfusion injury,MIRI)越来越成为
临床常见的病理现象,是冠心病心肌梗死的病理生理学基础。
龙牙楤木总皂苷(Aralosides)自五加科楤木属乔木龙牙楤木的
根和叶提取。龙牙楤木为五加科植物,在我国主要分布于东北
地区,资源丰富,我国民间素有采食和用做中药的习俗,其干燥
根皮及茎皮,味辛、平,有小毒。具补气安神,强精滋肾,去风除
湿,活血止痛,健胃利水之功。研究表明龙牙楤木总皂苷具有
明显的抗心肌缺血作用[1]。本研究观察MIRI 时血清ICAM-1和
SOD表达的变化,并给予龙牙楤木总皂甙干预以探讨其对大鼠
MIRI的保护作用,在以往研究的基础上进一步阐明其保护机
制,从而为中药龙牙楤木总皂甙用于防治心血管疾病提供理论
依据。
·研究报告·
• 555 •中华中医药杂志(原中国医药学报)2011年3月第26 卷第3期 CJTCMP , March 2011, Vol . 26, No. 3
材料与方法
1. 动物 实验用Wistar大鼠(动物合格证号:SCXK(京)
2007-0001),雄性,体质量250-300g,由维通利华实验动物中
心提供。
2. 药物与试剂 龙牙楤木皂苷由吉林大学基础医学院化
学教研室制备。波立维,杭州赛诺菲圣德拉堡民生制药公司
(批号:0704084)。SOD试剂盒购自南京建成生物工程研究所
(批号:20080516)。大鼠细胞间黏附分子(ICAM-1,CD54)
ELISA试剂盒购自北京中杉金桥生物技术有限公司(批号:
0805158)。
3. 主要仪器 小动物呼吸机(美国Kent Scientific,型号:
CT06759),心电监护仪(美国,型号:G3M11),多导生理信
号记录仪(美国BIOPAC公司),NOTOCORD-hem 3.5系统分析
软件(法国EmKa公司,许可证号为:8768-000595)。酶标仪
(CliniBio,型号:128C), 棱光723A可见分光光度计。
4. 动物分组 健康雄性Wistar大鼠30只,随机分为3组,即
模型组、龙牙楤木组、波立维组。模型组(10只):给予0.9%氯
化钠溶液10mL/kg灌胃;龙牙楤木组(10只)予等体积龙牙楤木
皂苷溶液5g/kg灌胃;波立维组(10只)予用等体积波立维溶液
5mg/kg灌胃;连续5d,每天1次。末次给药后2h,参照造模方法,
缺血45min,再灌注6h。
5. 动物模型建立方法 大鼠麻醉满意后,仰卧位固定。行
气管插管术,接呼吸机,以潮气量0.5mL呼吸频率80次/min通
气。连八导生理仪记录心率,记录标准Ⅱ导联心电图。胸骨左缘
第3肋间剪开皮肤及皮下组织。钝性分离肋间肌,打开胸腔,撑
开 3、4肋骨,打开胸膜和心包。在左心耳与肺动脉圆锥之间,
找到与心大静脉走向一致(偶有两者伴行)行于心肌内的、隐
约可见线状乳白色冠脉。高位冠脉结扎处放一长约0.5mm直
径为1.5mm软棉线,用6.0丝线结扎。进针深度为1-1.5mm、宽
2-3mm,同时避免过多触及心肌和刺破左肺叶。再灌注时由棉
线处剪短结扎线。
6. 超氧化物歧化酶(SOD)活性测定 实验毕迅速取出大
鼠心脏,切取心肌的缺血再灌注损伤区(结扎线下左室游离壁
前下壁)组织0.1g,按1∶10的比例加入0.9%NaCl溶液,采用玻璃
研磨器制成匀浆,离心取上清液-20℃保存待检。超氧化物歧化
酶(SOD)活性采用黄嘌呤氧化酶法测定。
7. ELISA法测定sICAM-1 再灌注6h后从大鼠腹主动脉
采血1mL,3 500r/min离心10min,取上清液采用ELISA法测定
sICAM-1。腹主动脉采血,分离血清,测定乳酸脱氢酶(LDH)。
8. 组织学观察心肌梗死程度 取全层心肌经甲醛固定、包埋、
切片、HE染色,光学显微镜下观察,由专业病理学医师进行鉴定。
9. 统计学方法 应用SPSS 11.0统计软件包进行统计分析,
主要计量资料以x-±s表示,进行正态性检验,两组间、内的比较
采用ANOVA方法。P<0.05为差异有统计学意义。
结果
1. 组织学变化 光镜下心肌缺血45min后可见心肌组织水
肿,组织疏松,间隙加宽,多数心肌细胞核正常,胞质染色均
匀,可见少量细胞核固缩(图1箭头),心肌纤维排列失去正常
结构,呈明显的波浪状,符合心梗早期病理变化[2]。
图1 光镜下心梗早期病理变化(HE染色,×400)
表1 各组LDH、SOD活性及ICAM-1比较(x- ±s)
组别
模型组
龙牙楤木组
波立维组
LDH(IU/L)
1481.91±388.51
870.23±284.72**
932.19±503.74*
ICAM-1(ng/mL)
95.20±6.49
96.36±8.73
97.27±8.48
SOD(U/mL)
48.15±14.60
64.67±7.76*
64.73±15.42*
n
9
10
8
注:与模型组比较,*P<0.05,**P<0.01。
2. 龙牙楤木总皂苷对心肌缺血再灌注大鼠血清LDH含
量的影响 心肌缺血再灌注大鼠血清LDH含量明显升高,与
模型组比较,龙牙楤木组、波立维组血清LDH含量显著降低
(P<0.05),龙牙楤木组与波立维组两组比较无统计学差异
(见表1)。
3. 龙牙楤木总皂苷对心肌缺血再灌注大鼠心肌组织中
SOD含量的影响 与模型组比较,龙牙楤木组、波立维组SOD
活性显著升高(P<0.05),龙牙楤木组与波立维组两组比较无
统计学差异(见表1)。
4. 龙牙楤木总皂苷对心肌缺血再灌注大鼠血清ICAM-1含
量的影响 模型组与龙牙楤木组、波立维组ICAM-1蛋白表达
没有统计学差异(见表1)。
讨论
龙牙楤木,又叫辽东楤木Aralia elata(Miq.Seem.)俗称刺老
鸦、虎阳刺、刺龙牙等,为五加科植物。在我国主要分布于东北
地区,资源丰富,我国民间素有采食和用做中药的习俗,其干燥根
皮及茎皮,味辛、平,有小毒。具补气安神,强精滋肾,去风除湿,
活血止痛,健胃利水之功。本实验中模型组LDH明显升高,与之
相比较龙牙楤木组和波立维组LDH明显下降,提示龙牙楤木总皂
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苷和波立维均能对心肌缺血再灌注心肌起到保护作用。
龙牙楤木总皂苷对心肌缺血再灌注损伤后血清SOD影响:
SOD是一种广泛存在于生物体内与细胞氧代谢密切相关的酶,
它具有清除氧自由基(oxygen free radical,OFR)及保护细胞
免受OFR损伤的作用,心肌缺血再灌注损伤时OFR产生增多,
使生物膜发生脂质过氧化反应(Lpo),导致细胞结构和功能
障碍,造成缺血再灌注损伤心肌梗死面积扩展,作为OFR特异
性清除剂SOD,在OFR损害组织细胞的应激情况下代偿性增
加,从而清除这种对心肌有损害作用的物质,以减轻OFR对心
肌细胞的损害。因此,测定SOD活性可反映心肌抗脂质过氧化
能力。应用龙牙楤木总皂苷或波立维治疗后SOD均显著升高
(P<0.05),提示龙牙楤木总皂苷和波立维可通过增加SOD活
性,清除过多的OFR,抑制脂质过氧化反应等作用来达到保护
缺血再灌注心肌。
IC A M -1是 免 疫 球蛋白超 家 族的成 员,心肌 细胞 在 正
常 情 况 下仅 表 达 极 少 量 的 I C A M - 1,但 在 某 些 病 理 因 素
如MI R I时心肌 细胞膜表面ICAM -1表 达量可成倍增加 [3]。
IC A M -1的高表 达 还可刺激中性粒 细胞(PM N)与内皮 细
胞黏附,介导其 对心肌 细胞的浸润,引起 并加剧心肌 细胞
的损伤,导致细胞 死亡 [4]。Niessen等 [5 ]研 究认为A M I心肌
细胞中ICAM-1高表达,若抑制其表达,可减小梗死面积。
应 用ICA M -1特异性抗体 抑制白细胞与血管内皮细胞之间
的黏附,减 少白细胞在心肌内积聚,也可 减 少心肌 梗 死面
积 [6]。缺血预适应可抑制ICAM-1的表达,抑制PMN聚集黏
附,从而产生保护作用[7 ]。本实验发现,缺血45min再 灌注
6h后ICAM-1表达明显增高,龙牙楤木组与模型组比较无显
著性差异,提 示龙牙楤木总皂苷对心肌的保护作用可能和
ICAM-1表达的水平无关。
以往的研究表明龙牙楤木总皂苷能够减少实验性大鼠
MIRI过程中CD40L的表达,减少自由基对心肌细胞的损伤[8],
并且明显降低大鼠急性心肌梗死的死亡率[9]。与其他中药[10]
抗心肌缺 血再 灌注损伤一样,龙牙楤木也是具 有多靶点作
用。因此,龙牙楤木总皂苷对于缺血再灌注心肌的保护作用
与炎症反应的关系需要进一步探讨。
综上所述,龙牙楤木总皂苷能减轻实验大鼠急性心肌
缺血再灌注损伤,其机制可能是通过增加SOD的活力,对抗
氧自由基对心肌细胞的毒害作用,减轻心肌细胞的损伤而实
现的。
参 考 文 献
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