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编号:10500534
水杉总黄酮抗实验性心肌肥厚作用的研究
http://www.100md.com 《中国药理学通报》 2000年第1期
     杨晓茹 刘惟莞 石明健 王红英 敖英

    摘 要 目的 研究水杉总黄酮对实验性心肌肥厚的作用及其机制。方法 采用腹腔动-静脉造瘘建立大鼠容量超负荷心肌肥厚模型,水杉总黄酮灌胃 给药,持续5 wk后,测定心室肌细胞内Ca2+浓度、血浆和心肌AngⅡ、心肌MDA及SOD 。结果 水杉总黄酮剂量依赖性地减轻大鼠心脏重量,抑制心室 RNA和蛋 白质合成,降低心室肌细胞内Ca2+浓度和心室AngⅡ、MDA含量,增加SOD活性。结论 水杉总黄酮可预防容量超负荷大鼠心肌肥厚的形成,其机制可能与拮抗心 脏局部 RAS,减轻Ca2+超负荷以及抗氧化作用有关。

    关键词:容量超负荷 心肌肥厚 血管紧张素Ⅱ 钙 丙二醛 超氧化物歧化酶

    水杉总黄酮(total flavones of metasequosia , TFM)是从古老的杉属植物中正丁醇提取的活性部分,其药理作用国内外少见报道。我室初步研究表明,TFM具有钙拮抗作用,可防治心律失常[1]。心肌肥厚,作为心血管疾病的独立危险因素已形成共识。近年来,防治心肌肥厚的药物研究进展迅速,但仍然不能满足临床需求。本文采用腹腔动-静脉造瘘建立大鼠容量超负荷心肌肥厚模型,研究TFM对其作用,并探讨作用机制。
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    1 材料与方法

    1.1 药品与试剂 TFM,中国科学院武汉植物研究所 1998年1月提取;卡托普利(captopril),上海施贵宝公司,批号:971203;AngⅡ测定试剂盒,北京北

    方免疫试剂公司;Fura-2/AM荧光试剂,上海科达生物工程公司;Ⅰ型胶原酶, Sigma公司;四乙氧基丙烷,Fluka公司。

    1.2 主要仪器 UV-120-02型紫外分光光度计,日本Shimadzu公司;RF-540荧光分光光度计,日本岛津公司;5002-01型γ 计数器,美国COBRA-PACKARD。

    1.3 动物 ♂ Sprague Dawley大鼠,体重180~220 g,由湖北医科大学实验动物中心提供。

    1.4 大鼠容量超负荷模型的建立[2] 大鼠麻醉后开腹,分离腹主动脉和下腔静脉,血管夹阻断血流。9号针头斜向上刺穿静脉壁,继续进针刺穿静-动脉联合壁。退出针头,9/0缝线缝合静脉壁的创口。松开血管夹,下腔静脉变红证实造瘘成功。假手术(SO)组除不造瘘外,其余操作相同。
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    1.5 实验分组 大鼠随机分为6组:TFM高、中、低剂量组和阳性药物对照组,分别给予TFM 400、40、4 mg.kg-1.d-1和卡托普利 50 mg.kg-1.d-1, ig。肥厚对照组和SO组均给予等体积生理盐水ig。术后立即给药,持续5 wk。

    1.6 心脏重量、心室RNA及蛋白质含量的测定 大鼠称体重后取心脏,称取心室重量(VW),快速一步法提取心室组织总RNA[3]。紫外分光光度法测定蛋白质含量。

    1.7 血浆及心室AngⅡ含量、心室MDA含量及SOD活性的测定 大鼠断头取血约5 ml, 离心取血浆。取心尖部组织约30 mg,煮沸法[4]提取心室 AngⅡ,放免法测定血浆和心室AngⅡ含量。硫代巴比妥酸法测定心室MDA含量,邻苯三酚法测定SOD活性。
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    1.8 心室肌细胞内Ca2+浓度的测定 大鼠麻醉后取心脏,主动脉插管,连接于Langendorff装置,进行心脏灌流。灌流液中加入3%Ⅰ型胶原酶分离单个心肌细胞。制成活细胞悬液后,加入 Fura-2/AM,荧光分光光度计测定荧光强度并计算心室肌细胞内Ca2+浓度[5]

    1.9 统计学分析 全部数据以X±s表示,组间差异比较采用方差分析和LSD法进行显著性检验。

    2 结果

    2.1 TFM对心室重量、RNA及蛋白质含量的影响 由表1可见,与假手术(SO)组相比,肥厚对照组心室重量、RNA及蛋白质含量均明显增加(P<0.01)。与肥厚对照组相比,TFM高、中、低剂量组 VW.BW-1分别降低21.80% (P<0.01)、14.79% (P<0.01)和2.51% (P>0.05)。心室RNA含量分别降低29.84% (P<0.01)、26.24%(P<0.01)和4.30% (P>0.05),蛋白质含量分别降低23.96%(P<0.01)、14.88% (P<0.01) 和7.10% (P>0.05)。
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    Tab 1 Effects of TFM on cardiac hypertrophy in rats

    Group

    n

    VW.BW-1

    /mg.g-1

    RNA content

    /mg.g-1

    protein content

    /mg.g-1
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    SO

    8

    2.73±0.32

    0.75±0.16

    69.50±14.93

    Hypertrophy

    7

    4.03±0.16**

    1.26±0.20**

    99.22±10.69**

    TFM 400 mg.kg-1.d-1
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    7

    3.17±0.43△△

    0.88±0.27△△

    75.45±12.57△△

    TFM 40 mg.kg-1.d-1

    8

    3.40±0.44△△

    0.93±0.19△△

    84.34±12.21△△
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    TFM 4 mg.kg-1.d-1

    7

    3.89±0.15

    1.20±0.36

    92.18±6.38

    Captopril

    8

    2.97±0.44△△

    0.93±0.17△△

    79 .83±8.17△△
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    **P<0.01 vs SO group; △△P<0.01 vs hypertrophy group2.2 TFM对心室和血浆AngⅡ含量及心室肌细胞内Ca2+浓度的影响 由表2、表3可见,与肥厚对照组相比,TFM高、中、低剂量组心室肌细胞内Ca2+浓度分别下降24.51% (P<0.01)、20.63% (P<0.05) 和3.37% (P>0.05)。心室AngⅡ含量分别降低28.4 8% (P<0.01)、 13.29% (P<0.05) 和5.30% (P>0.05), 而血浆AngⅡ含量 无明显变化(P>0.05)。

    Tab 2 Effects of TFM on the concentration of free

    calcium in the isolated ventricular cells(n=7)
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    Group

    calcium concentration

    /nmol.L-1

    SO

    108.44±20.65

    Hypertropy

    155.29±27.49**

    TFM 400 mg.kg-1.d-1

    117.23±35.50△△
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    TFM 40 mg.kg-1.d-1

    128.54±24.83

    TFM 4 mg.kg-1.d-1

    150.06±30.48

    Captopril

    123.26±28.71

    **P<0.01 vs SO group; P<0.05, △△P<0.01 vs hypertrophy groupTab 3 Effects of TFM on the concentration of
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    AngⅡ in the myocardium and plasma

    Group

    n

    AngⅡ concentration

    Myocardium/ng.g-1

    plasma/ng.L-1

    SO

    8

    54.24±16.05

    127.45±29.00
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    Hypertrophy

    7

    97.90±18.79**

    187.37±54.11**

    TFM 400 mg.kg-1.d-1

    7

    70.02±15.56△△

    174.36±38.87

    TFM 40 mg.kg-1.d-1
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    8

    84.89±11.14

    194.01±39.17

    TFM 4 mg.kg-1.d-1

    7

    92.71±22.48

    180.71±36.07

    Captopril

    8

    77.73±10.18△△

, http://www.100md.com     146.68±28.24△△

    **P<0.01 vs SO group;P<0.05,△△P<0.01 vs hypertrophy group

    2.3 TFM对心室MDA含量和SOD活性的影响 与肥厚对照组相比,TFM高、中、低剂量组心室MDA含量分别下降26 .34%(P<0.01)、17.63%(P<0.05)和4.78%(P>0.05),SOD活性分别增高67 .10%(P<0.01)、53.63%(P<0.01)和15.93%(P>0.05)。

    Tab 4 Effects of TFM on SOD activity and MDA

    content in the myocardium
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    Group

    n

    MDA content

    /μmol.L-1.g-1 Pro

    SOD activity

    /IU.ml-1 Pro

    SO

    8

    2.19±0.67

    15.42±3.64

    Hypertrophy
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    7

    4.63±1.00**

    8.54±2.26**

    TFM 400 mg.kg-1.d-1

    7

    3.41±0.95△△

    14.27±5.21△△

    TFM 40 mg.kg-1.d-1

    8
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    3.81±0.52△△

    13.12±5.45△△

    TFM 4 mg.kg-1.d-1

    7

    4.42±1.35

    9.90±3.08

    Captopril

    8

    3.27±0.51△△

    14.97±5.10△△
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    **P<0.01 vs SO group;△△P<0.01 vs hypertrophy group3 讨论

    心脏重量参数是衡量是否发生心肌肥厚最直观的指标之一,大鼠腹腔动-静脉造瘘后5 wk,心脏重量参数明显增高,证实容量超负荷心肌肥厚模型复制成功。TFM抑制心脏重量参数的增加,减少心肌组织RNA和蛋白质含量,并具有一定剂 量依赖关系,表明TFM可预防容量超 负荷大鼠心肌肥厚的形成。

    RAS尤其是AngⅡ在机械性心肌肥厚的形成和发展中占有极重要地位。AngⅡ受体阻滞剂部分抑制牵拉心肌细胞所致的原癌基因c-fos的表达和丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)的激活[6],提示AngⅡ在力学刺激转变为细胞内生化信息的过程中发挥作用。研究发现,大 鼠心室压力增高时,心脏局部肾素、血管紧张素原、ACE和AngⅡ受体的mRNA和蛋白质表达上 调[7]。切除大鼠肾脏后,心房和心室AngⅠ含量显著升高[8]。这些结果 提示心脏局部存在RAS,而且其调控可能具有相对独立性,因此,TFM在不影响血浆AngⅡ 水平的情况下,可通过减少心室组织局部AngⅡ的生成而预防容量超负荷大鼠心肌肥厚的发 生,但其详细机制有待进一步证实。
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    Ca2+超负荷是心肌肥厚发生的重要环节。心脏容量超负荷时,机械牵张可导致AngⅡ、ET-1、CA等致肥厚因子的释放,也可能直接作用于心肌细胞膜上牵张激活的离子通道 [9],从而使Ca2+内流增加, Ca2+作为细胞内第二信使,可能通过与钙 调素结合,激活MAPK,导致核内原癌基因表达[10],心肌细胞蛋白质合成增加,蛋 白表型向“胚胎型”转化。本实验发现,TFM抑制容量超负荷大鼠心肌细胞内Ca2+ 的 增加,可能是它预防心肌肥厚的另一机制。TFM的这一作用可能是我室采用膜片钳技术证实 的TFM直接阻滞Ca2+通道所致(待发表),也可能与它降低心室AngⅡ含量有关。本研 究证实,心肌肥厚组MDA含量升高,这可能是由于持久的容量负荷过重,心室壁张力增高, 心肌相对缺血缺氧,导致氧自由基产生。同时,因SOD减少及其清除能力减弱,使氧自由基 堆积。氧自由基可能通过损伤DNA分子而激活原癌基因[11],也可能破坏线粒体膜 而致心肌能量缺乏[12],从而促进心肌肥厚的发生、发展。因此TFM增加心肌SOD活 性、减少MDA含量,有助于预防心肌肥厚的形成。综上所述,TFM预防容量超负荷大鼠心肌肥 厚的发生,其机制可能与拮抗局部RAS,减轻Ca2+超负荷以及抗氧化作用有关。但不 能排除其他方面的机制,如抗交感神经活性、抑制各种生长因子等,皆有待进一步研究。
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    *国家自然科学基金资助课题,No 39770088

    作者简介:杨晓茹,女, 28岁,现中山医科大学99级药理学博士生

    刘惟莞,女, 61岁,教授,硕士生导师,主要从事心血管药理学研究

    杨晓茹(湖北医科大学药理学教研室,武汉 430071)

    刘惟莞(湖北医科大学药理学教研室,武汉 430071)

    石明健(湖北医科大学药理学教研室,武汉 430071)

    王红英(湖北医科大学药理学教研室,武汉 430071)

    敖英(湖北医科大学药理学教研室,武汉 430071)
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    参考文献

    1,程 虹,陈 翔,刘惟莞 et al.水杉总黄酮抗实验性心律 失常的作用.湖北医科大学学报,1999; 20(1):28 ~9

    2,杨晓茹,王怀鹏,刘惟莞 et al.大鼠容量超负荷模型复制方法的改进 .中国药理学通报,1999;15(5):430~1

    3,陈铁华,凌 琦,郭兆贵. 快速一步法抽提心肌组织总RNA. 湖南医 科大学学报,1996 ;21:14~6

    4,温绍君,汪家瑞,何士大 et al.大鼠老化过程中心肌血管紧张素的研 究. 中华心血管病杂志,1990;18:91~3

    5,徐济良, 杨 麟,关永源.萘甲异喹对大鼠心肌细胞Ca2+内流的影响 . 中国药理学通报, 1997; 13:444~6
, 百拇医药
    6,Kumuro I, Yamazaki T, Katoh Y et al.Protein kinase cascade act ivated by mechanical stress in cardimyocytes: possible invovlement of angiotensi nⅡ. Eur Heart J, 1995;16(Suppl C):8~11

    7,Zhang X, Dostal DE, Reiss K et al. Identification and activati on of autocrine renin-angiotensin system in adult ventricular myocytes. Am J Physiol, 1995; 269: H1791~H1081

    8,Wilhelm MJ, Lindpaintner K, Jin MW et al.Evidence for local re gulation properties of intrinsic cardiac renin-angiotensin system (abstract). Circulation, 1987;76: 340
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    9,Donghee K. Novel cation-selective mechanosensive ion channel in cell membrane. Circ Res, 1993; 72: 225~31

    10,Marban E, Koretsune Y.Cell calcium, oncogene and hypertrophy. Hypertension, 1990; 15: 652~8

    11,Sahu SK. Oncogenes,oncogenesis and oxygen rodicouls.Biomed Environ Sci, 1990;3:183~6

    12,苏晓华,梁殿权,王孝铭.丹参素(DS-182)大鼠心肌线粒体氧自由基损伤的保护作用.中国病理生理杂志,1992;8:122~4, 百拇医药