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风轮菜活性部位对大鼠离体胸主动脉的舒张作用及机制研究



全 文 :本实验研究表明,加味薯蓣丸降 24 h尿蛋白、保护肾功的作
用可能是通过以下多种机制实现:①在肾局部降低肾小球高灌
注、高滤过及高血流量以减少大分子蛋白的漏出;②通过抑制或
减少 TGF - β1 在肾脏组织中过度表达,以抑制其致肾脏纤维化,
改善其病理状态,减轻其肾小管一间质损害,延缓和防止肾小球
进一步硬化,改善肾脏病变的进程。
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收稿日期:2012-02-09; 修订日期:2012-06-11
基金项目:国家基础科学人才培养基金( 国家级大学生实践创新训练计划项目) ( No. J0630858) ;中国药科大学中央高校基本科研业务费专项基金培
育项目( No. JKP2009008)
作者简介:吴斐华( 1972-) ,女( 汉族) ,福建莆田人,现任中国药科大学副教授,博士学位,主要从事抗糖尿病药物研究及药理学教学工作.
风轮菜活性部位对大鼠
离体胸主动脉的舒张作用及机制研究
吴斐华,刘 洋,李 娟,陈 娇,王宇晖,王 莉
(中国药科大学,江苏 南京 211198)
摘要:目的 研究风轮菜活性部位( CCE) 对大鼠离体胸主动脉的舒张作用及其可能的作用机制。方法 采用离体大鼠胸
主动脉张力实验,观察 CCE的舒张血管作用,并观察 CCE对大鼠胸主动脉产生 NO 的影响。结果 CCE 显著降低苯肾上
腺素( PE,10 -6 mol /L) 与高钾( 60 mmol /L) 预收缩内皮完整血管的张力,对 PE 诱导血管收缩的抑制作用强于对高钾的
作用。但是,CCE对去内皮的主动脉环均无舒张作用; 一氧化氮合酶 ( NOS) 抑制剂 N - 硝基 - L - 精氨酸甲酯 ( L -
NAME) 或吲哚美辛存在的情况下,CCE 抑制 PE 收缩的效应消失。另外,CCE 可明显增加大鼠主动脉 NO 含量。结论
CCE对大鼠胸主动脉产生内皮依赖性舒张作用,该作用与促进 NO的合成释放有关,也可能与促进前列环素的生成及抑
制受体操控性钙通道和( 或) 肌浆网 Ca2 +释放有关。
关键词:风轮菜; 胸主动脉; 血管舒张; 一氧化氮
DOI标识:doi: 10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2012. 09. 051
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2012) 09-2226-03
Vasorelaxant Effect and Mechanism of Active Fraction from Clinopodium chinense on Iso-
lated Thoracic Aorta of Rats
WU Fei-hua,LIU Yang,LI Jiao,CHEN Jia,WANG Yu-hui,WANG Li
( China Pharmacological University,Nanjing 211198,Jiangs,China)
Abstract: Objective To investigate the vasorelaxant effect of active fraction from Clinopodium chinense ( Benth. ) O. Ktze( CCE)
on isolated thoracic aorta of rats and its mechanism.Methods The isotonic contraction of the thoracic aorta strips in rats was recor-
ded,and the effects of CCE on the contraction of rat thoracic aorta were examined. In addition,thoracic aorta rings were incubated
with different concentration of CCE,nitric oxide ( NO) level was measured. Results CCE evoked a significant relaxation in endo-
thelium - intact aorta rings precontracted by phenylephrine ( PE,10 -6mol /L) and KCl ( 60 mmol /L) . But,the effect on endotheli-
um - intact aortas induced by PE was more effective than that induced by KCl. Additionally,CCE had no significant effect on endo-
thelium - denuded aorta rings precontracted by phenylephrine and KCl. Pretreatment with nitric oxide synthase( NOS) inhibitor Nw
- nitro - L - arginine methyl ester( L - NAME) ,or indomethacin,vasodilatation effect of CCE was remarkably reduced. Further-
more,thoracic aorta rings pretreated with CCE,NO level was significantly increased. Conclusion These results indicate that CCE
possesses the endothelium - dependent relaxation which is probably related with promoting synthesis and release of NO and prosta-
cyclin ( PGI2 ) ,as well as the inhibition of receptor - operate Ca
2 + channel and ( or) release of Ca2 + from sarcoplasmic reticulum.
Key words: Clinopodium chinense; Thoracic aorta; Vasodilatation; Nitric oxide; Prostacyclin
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时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 9 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL. 23 NO. 9
风轮菜为唇形科风轮菜属植物风轮菜 Clinopodium chinense
(Benth.)O. Ktze的全草,微苦、涩,凉,归肝经,具有清热解毒、止
血活血的功效。现代研究表明,风轮菜具有多种药理作用,如:止
血、抗炎、降血糖、保护血管内皮细胞及抗菌、免疫作用、抗辐射、
抗肿瘤等[1 ~ 3]。风轮菜属植物主要的化学成分为黄酮类、皂苷
类、有机酸类、芳香族类、三萜类、甾体类等,其中黄酮类和皂苷类
化合物为该属植物的主要活性成分[1]。本实验室利用大孔树脂
色谱技术分离制备了风轮菜活性部位(active fraction from Clinop-
odium chinense (Benth.)O. Ktze,CCE) ,观察 CCE 对大鼠离体胸
主动脉环的作用,初步探讨其作用机制。
1 材料
1. 1 药材 风轮菜全草采集于江西大别山,经江苏省中国科学院
植物研究所江苏省中科院植物研究所王希渠研究员鉴定为 Cli-
nopodium chinense (Benth.)O. Ktze。
1. 2 试剂 去氧肾上腺素(phenylephrine ,PE,上海禾丰制药有限
公司) ;乙酰胆碱 (acetylcholine,Ach,军事医学科学院药材供应
站) ;N -硝基 - L -精氨酸甲酯 (Nw - nitro - L - arginine methyl-
ester,L - NAME)、L -精氨酸(L - arginine,L - Arg)和吲哚美辛
(indomethacine ,Indo) (Sigma公司) ;磺胺 和 N -(1 -萘基)乙二
胺盐酸盐(国药集团化学试剂有限公司) ;其它试剂均为市售分
析纯。
1. 3 动物 SD大鼠,雌雄兼用,体质量 250 ~ 300 g,由浙江省实
验动物中心提供,合格证号:SCXK(浙)2008 - 0033。
1. 4 仪器 JH - 2 肌张力传感器、BL - 410 生物机能实验系统、
HW -400SE恒温平滑肌槽,均为成都泰盟科技有限公司产品;
BS110S电子天平,北京赛多利斯天平有限公司;酶标仪 Multiskan
Spectrum1500 - 320,Thermo Electrom Corporation;1 - 15K 低温离
心机,Sigma公司。
2 方法
2. 1 风轮菜活性部位的制备 风轮菜用 80%乙醇回流提取 3
次,合并提取液,减压浓缩,将浓缩液,依次用 3 倍量的石油醚、醋
酸乙酯萃取 4 次,将醋酸乙酯提取物用大孔树脂进行柱层析,水
洗脱杂质后,乙醇梯度洗脱(洗脱范围为 20% ~ 80%) ,收集乙醇
洗脱液,减压浓缩干燥,得风轮菜活性部位 CCE(得率 1. 5%)。
CCE主要由总黄酮和萜类组成,黄酮的主要成分为香蜂草苷、柚
皮素、芹菜素、异樱花素、木犀草素、金合欢素等;熊果酸为萜类的
主要成分。其中总黄酮含量的测定采用紫外分光光度法,以
NaNO2 - Al(NO3)3 - NaOH 显色测定总黄酮含量,以芦丁计,黄
酮类化合物的总含量为 62%。
2. 2 大鼠胸主动脉环的制备 将大鼠脱颈椎处死,迅速取出胸主
动脉,置盛有预冷的、饱和氧的 K - H 液[Krebs - Henseleit 液
(mmol·L -1) :NaCl 118,KCl 4. 7,CaCl2 2. 5,KH2PO4 1. 2,MgSO4
·7H2O 1. 2,NaHCO3 25,Glucose1 0. 1,pH 7. 4]的培养皿内,仔细
分离血管周围组织,剪成长约 3 ~ 4 mm 的血管环。根据实验需
要,采用棉签磨擦血管环内表面的方法,将部分血管环制备成去
除内皮的血管环。将血管环一端固定于浴槽中,一端连于张力换
能器,用 BL - 410 生物机能实验系统记录主动脉环张力。浴槽
内 K - H 液保持在 37°C,持续通入 95% O2 和 5% CO2 混合气
体,静息负荷为 2 g,每隔 15 min 更换营养液 1 次,标本平衡 90
min后,加入 KCl(60 mmol /L)使血管条收缩达峰值,然后用 K -
H 液冲洗,重复 3 次,以诱发血管环的最大收缩幅度。
用 Ach检验血管内皮活性,即待动脉环稳定后,浴槽中加入
PE 1 × 10 -6 mol /L,血管收缩达峰值 15 min后,加入 Ach 1 × 10 -5
mol /L,若加 Ach 后使 PE 预收缩的血管舒张 60%以上,则认为内
皮完整[4]。若血管环不舒张或舒张幅度低于 10%,则认为内皮
被去除[5]。
以 PE 1 × 10 -6 mol /L或 KCl 60 mmol /L 诱发血管环的最大
收缩幅度为 100 %,加入药物后的血管张力幅度与 PE 或 KCl 诱
发血管环的最大收缩幅度之间的比率反映血管张力的变化。
2. 3 CCE对 PE预收缩血管的舒张作用[6] 以 PE 1 × 10 -6 mol /L
预收缩内皮完整或去内皮的血管环,采用累积给药法(间隔 15
min)逐步加入 CCE(1 × 10 -6 ~ 3 × 10 -4 g /L) ,记录血管张力变
化。对照组以 K - H液代替 CCE 等容加入,并按加入 CCE 的相
同时间记录血管张力变化。
2. 4 CCE 对 KCl 预收缩血管的舒张作用[6] 以 KCl 60 mmol /L
预收缩内皮完整或去内皮的血管环,采用累积给药法(间隔 15
min)逐步加入 CCE(1 × 10 -6 ~ 3 × 10 -4 g /L) ,记录血管张力变
化。对照组以 K - H液代替 CCE 等容加入,并按加入 CCE 的相
同时间记录血管张力变化。
2. 5 L - NAME和吲哚美辛对 CCE 血管舒张作用的影响[7] 取
内皮完整的血管环,分为 L - NAME 组、吲哚美辛和对照组。对
照组为血管环在 K - H液中平衡后,以 PE 1 × 10 -6 mol /L预收缩
血管,达坪值后,累积给药法逐步加入 CCE(1 × 10 -6 ~ 3 × 10 -4 g /
L) ,记录血管的张力变化。L - NAME 组和 Indo 组为血管环在
PE 1 × 10 -6 mol /L收缩平衡后,分别加入一氧化氮合酶抑制剂 L
- NAME (100 μmol /L) ,环氧合酶抑制剂 Indo (100 μmol /L) ,孵
育 15 min后,以累积浓度法向浴槽内加入(1 × 10 -6 ~ 3 × 10 -4 g /
L) ,记录血管的张力变化。
2. 6 主动脉中 NO含量测定[8,9] 内皮完整的血管环随机分为 4
组,分别为对照组、CCE (0. 3,3 mg /L )、L - Arg (1μmol /L)组。
对照组为浴槽内的血管环与 Krebs液共孵育,药物组为不同浓度
的 CCE以及 L - Arg与浴槽内的血管环 37 ℃孵育 3 h。之后,将
动脉条进行匀浆(匀浆液:蔗糖 10 mmol /L,Tris - HCl 10 mmol /L,
EDTA - 2Na 0. 1 mmol /L,NaCl 0. 8%,pH 7. 4) ,组织匀浆液浓度
为 100 mg 湿重 /ml,匀浆液于 4℃,3 000 r /min,离心 10 min,采用
考马斯亮蓝法测定血管匀浆液中蛋白浓度,以 Griess法测定血管
匀浆液中 NO浓度。即 100 μl 组织上清液与 100 μl 的 Griess 试
剂(1%磺胺溶于 2. 5%磷酸与等体积的 0. 1%萘乙二胺盐酸盐混
合液)在室温下反应 10 min,在酶标仪上于 540 nm 测定吸光度。
再根据 NaNO2 的标准曲线,计算出组织上清液中 NO2
-的含量。
2. 7 统计学处理 所有实验数据均以 珋x ± s 表示,采用单因素方
差分析和 t检验进行统计学分析,P < 0. 05 认为有统计学差异。
3 结果
3. 1 CCE对 PE 预收缩大鼠主动脉环的影响 图 1 结果显示,
CCE 1 × 10 -6 g /L对 PE 1 × 10 -6 mol /L预收缩内皮完整的血管环
产生明显的舒张作用(P < 0. 05) ,舒张率为 11. 4%,3 × 10 -6 ~ 3
× 10 -4 g /L 对 PE预收缩内皮完整的血管环产生极明显的舒张
作用(P < 0. 01) ,舒张率分别为 28. 3%,38. 5%,49. 1%,48. 4%,
49. 0%,44. 3%。但是,对去内皮的 PE预收缩的血管环均无明显
的舒张作用,表明 CCE对血管环的舒张作用具有内皮依赖性。
内皮完整 CCE实验组与内皮完整对照组比较,* P < 0. 0,**P < 0. 01
图 1 CCE对 PE预收缩大鼠主动脉环的影响(珋x ± s,n = 8)
3. 2 CCE 对 KCl 预收缩大鼠主动脉环的影响 图 2 结果显示,
CCE (1 × 10 -6 g /L)对 KCl 60 mmol /L预收缩的去内皮的血管环
无明显舒张作用。CCE (1 × 10 -5 ~ 3 × 10 -4 g /L)对 KCl 预收缩
的完整内皮血管环有极明显舒张作用(P < 0. 01) ,其舒张率分别
为 13. 8%,17. 9%,19. 5%,20. 3%,22. 5%。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL . 23 NO. 9 时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 9 期
内皮完整 CCE实验组与内皮完整对照组比较,**P < 0. 01
图 2 CCE对 KCl预收缩大鼠主动脉环的影响(珋x ± s,n = 8)
3. 3 L - NAME和吲哚美辛对 CCE血管舒张作用的影响 如图 3
所示,预先用 PE使血管内皮完整的胸主动脉环收缩后,吲哚美
辛预处理后再加入 CCE,与对照组比较,CCE 3 × 10 -6 ~ 1 × 10 -3
g /L舒张胸主动脉的作用极明显减弱(P < 0. 01)。与对照组比
较,L - NAME预处理后再加入 CCE,CCE 1 × 10 -6 ~ 1 × 10 -3 g /L
舒张胸主动脉的作用也极明显减弱(P < 0. 01)。
3. 4 CCE对大鼠主动脉 NO含量的影响 如图 4 所示,与对照组
相比,CCE 0. 3 mg /L显著增加内皮完整的大鼠主动脉 NO 含量
(P < 0. 05) ,CCE 3 mg /L和 L - Arg 1 μmol /L均极明显增加内皮
完整的大鼠主动脉 NO含量(P < 0. 01)。表明 CCE 可明显增加
大鼠主动脉 NO含量。
L - NAME预处理组与对照组比较,**P < 0. 01;
INDO预处理组与对照组比较,##P < 0. 01
图 3 L - NAME和吲哚美辛对 CCE血管舒张作用的影响(珋x ± s,n = 8)
与对照组比较,* P < 0. 0,**P < 0. 01
图 5 CCE对大鼠主动脉 NO含量的影响(珋x ± s,n = 8)
4 讨论
本实验中分别选用内皮完整和去内皮的血管环以探讨 CCE
对血管环的舒张作用是否具有内皮依赖性。结果表明,CCE 1 ×
10 -6 ~ 3 × 10 -4 g /L对 PE诱导的内皮完整的大鼠胸主动脉血管
环具有明显的舒张作用,但是,对去内皮的 PE 预收缩的血管环
无明显的舒张作用,提示 CCE 的舒血管作用是血管内皮依赖性
的,可能与内皮源性的舒张因子如一氧化氮等有关。NO 对维持
血液循环的稳定和调节心血管活动起重要作用。在内皮完整血
管,血管内皮细胞中的 NO合酶(eNOS)可以催化 L -精氨酸生成
NO,NO进入血管平滑肌细胞,作用于可溶性鸟苷酸环化酶,促使
环磷酸鸟苷(cGMP)生成增多,激活 cGMP 依赖性蛋白激酶,减少
细胞内钙释放和外钙内流,从而使肌球蛋白轻链去磷酸化,引起
血管舒张[4]。本实验中,NOS抑制剂 L - NAME极明显对抗 CCE
的舒血管作用,推测 CCE可能通过 NO介导途径舒张血管。CCE
0. 3 mg /L均明显增加大鼠主动脉 NO含量,进一步证实了 NO参
与 CCE的血管舒张作用。此外,内皮细胞还可产生前列环素
(PGI2) ,PGI2 通过激活腺苷酸环化酶使血管平滑肌细胞内环腺
苷酸含量增加而舒张血管,环氧合酶是花生四烯酸合成前列环素
过程的限速酶,吲哚美辛是环氧合酶的非特异性抑制剂[10]。本
研究显示,用吲哚美辛预处理后,CCE的舒张血管作用也被阻断,
推测环氧合酶途径也介导了 CCE的舒张血管作用。
在血管平滑肌细胞膜上存在两种钙通道:一种为受体操控性
钙通道(receptor operated Ca2 + channel,ROC) ,另一种为电压依赖
性 Ca2 +通道 (potential dependent Ca2 + channel,PDC)。PE 为 α1
-受体激动剂,一方面激活细胞膜上 ROC,增强外钙内流,另一
方面与 α1 -受体结合后,经 G蛋白激活磷脂酶 C,产生二酰甘油
(DG)和三磷酸肌醇(IP3) ,IP3 与肌质网膜上 IP3 受体结合,诱
导肌浆网内的钙离子释放,DG可激活蛋白激酶 C。PE最终使胞
内肌浆网中 Ca2 +释放及胞外 Ca2 +内流,Ca2 +与钙调蛋白结合后,
激活肌球蛋白轻链激酶,使肌球蛋白轻链磷酸化、引起平滑肌的
收缩[11]。高钾主要是引起平滑肌细胞去极化,可激活细胞膜的
PDC,使细胞外的钙离子内流,从而增加细胞内钙离子浓度,引发
平滑肌收缩[12]。本实验中,CCE能明显抑制 PE或 KCl引起的内
皮完整血管的收缩作用,但是,对 PE 诱导血管收缩的抑制作用
明显强于对 KCl的作用。推测,CCE 可能通过抑制 ROC 及 PDC
的活化发挥其舒张血管的作用,但是,抑制 ROC 活化的作用明显
强于对 PDC的作用。
综上所述,CCE 对大鼠主动脉产生内皮依赖性舒张作用,该
作用与促进 NO的合成释放有关,也可能与促进前列环素的生成
及抑制受体操控性钙通道和(或)肌浆网 Ca2 +释放有关。其进一
步的机制,有待于今后的实验继续探究。
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