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编号:10265189
洛土辛对离体心肌的正性肌力作用及机制*
http://www.100md.com 《同济大学学报(医学版)》 1999年第5期
     作者:王嘉陵 赵志方 李明 刘诚 冯秀玲 江明性

    单位:同济医科大学基础医学院药理学教研室,武汉 430030

    关键词:洛土辛;氨力农;罂粟碱;小檗碱;磷酸二酯酶;心肌

    同济医科大学学报990506 摘要 洛土辛(Lot)系莲子心中的一种新型生物碱单体。Lot、氨力农(Am)和罂粟碱(Pa)剂量依赖性地增加离体心肌的收缩力且Lot的作用强于Am和Pa。Lot 30 μmol/L分别使豚鼠、大鼠、家兔左房和豚鼠、大鼠、猫乳头状肌收缩力增加45%、55%、51%和56%、53%、47%。在利血平化豚鼠,Lot的正性肌力作用被削弱,而Pa的作用不但被削弱甚至转为负性肌力作用。Lot略使异丙肾上腺素的量效曲线左移并增强Am、Pa及小檗碱的正性肌力作用。Lot还明显增加离体工作心脏的左心室压(LVP)、左心室收缩速率(+dp/dt)。提示Lot对心肌的正性肌力作用机制与磷酸二酯酶III抑制有关。
, 百拇医药
    中图法分类号 R 337.2, R 322.1

    Positive Inotropic Effect of Lotusine on Isolated

    Myocardium and Its Mechanism


    Wang Jialing,Zhao Zhifang, Li Ming et al

    Department of Pharmacology, School of Basic Medical Sciences,Tongji Medical University, Wuhan 430030

    Abstract Lotusine (Lot) is an alkaloid extracted from the green seed embryo of Nelubonucifera Gaertn. Lot, Amrinone (Am), Paparvine (Pa) 1~100 μmol/L could dose-dependently increase the contractile force (Fc) of isolated left atria or papillary muscles of rat and guinea pig and the potency of Lot was significantly stronger than Am and Pap. The Fc of left atria of guinea pig, rat, rabbit and papillary muscles of guinea pig, rat, cat were increased by 45 %, 55 %,51 % and 56 %, 53 %, 47 % respectively by Lot 30 μmol/L. In guinea pig pretreated with reserpine, the positive inotropic effects of Lot and Pa on papillary muscles were diminished. Moreover, the effects of the latter were even overturned to negative inotropic effect. Lot slightly shifted the dose-response curve of isoprenaline to the left. But Lot did not affect the heart rate of right atria. Lot could potentiate the positive inotropic effects of Am, Pa and berberine. Moreover, it could significantly elevate the left ventricular pressure (LVP) and +dp/dt (maximal velocity of left ventricular pressure change) in guinea pig working heart. These results indicated that the mechanism of the inotropic effects of Lot on myocardium may be related to the inhibition of phosphodiesterase Ⅲ.
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    Key words lotusine; amrinone; papaverin; phosphodiesterase; myocardium

    洛土辛(Lotusine,Lot)系从中药莲子心中分离出的一种苄基异喹啉类生物碱单体,波谱分析及理化测定数据与文献相符[1,2],未见其药理作用的报道。早年曾有“莲子心水煎液总碱成分增强离体蛙心收缩力”及莲子心中存在治疗心衰成分去甲乌药碱[3,4](dl-demethylcolarine,DMC)的报道,但国产莲子心中均未见DMC。本文研究了Lot对心肌生理特性的影响,并与非甙类抗心衰药氨力农(Amrinone,Am)比较;旨在证明Lot的正性肌力作用,探讨其作用机制,为抗心衰、抗休克药物的研究开发提供新思路。

    1 材料与方法

    1.1 药品、试剂与动物、仪器
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    Lot盐酸盐为无色方晶,熔点:213~214 ℃,饱和溶液pH 6.5,由本室植化组提供。氨力农(Amrinone,Am)齐鲁制药厂产粉针剂,异丙肾上腺素(Isoprenaline,Iso)普萘洛尔(Propranolol,Pro)、利血平(Reserpine,Res)、罂粟碱(Papaverine,Pa)市售水针剂,小檗碱(Berberine,Ber)方达超教授赠送,Bay K 8644德国Bayer药厂赠品,Lemakalim(Lema )为Beecham公司产品,其他试剂均为国产分析纯。

    豚鼠,体重(315±47) g;Wistar大鼠,体重(234±38) g;猫,体重(1.9±0.4) kg;家兔,体重(1.3±0.6) kg,均雌雄兼用,由同济医科大学实验动物学部提供。成都仪器厂产生理记录仪及刺激器,日本(Nikon Kohden)产八道生理记录仪RM-6000型。

    1.2 方法
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    1.2.1心房肌或乳头状肌标本:制备豚鼠、大鼠、猫或家兔左、右心房肌或右心室乳头状肌标本,悬吊于盛有10 ml台氏液的浴槽内,(34±0.5) \℃,通入95%O2+5% CO2混合气,pH 7.3~ 7.4,负荷1~2 g (心房肌) 或1 g (乳头肌),平衡1.5~2.0 h,收缩信号经肌力换能器输入二道生理仪;电刺激(波宽2 ms, 频率1 Hz, 120%阈电压)驱动左房或乳头肌收缩。按1/2 lg摩尔浓度累积给药,制作浓度-效应曲线,给药间隔时间5~10 min。

    1.2.2 离体工作心脏:按文献法制备离体工作心脏,于37 ℃,实施主动脉逆行灌流10 min后,改为左心房顺行灌流,稳定30 min开始实验,左心室压力信号经换能器输入八道生理仪。经左心房灌流插管给药。

    1.3 统计学处理

    实验数据经计算机运算,均以±s表示,显著性检验采用配对或组间t检验。
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    2 结果

    2.1 Lot对心肌收缩力的影响

    2.1.1Lot对豚鼠、大鼠左心房及大鼠乳头状肌收缩力的影响:Lot或Am 1~300 μmol/L可浓度依赖性地增加豚鼠左心房收缩力,Lot 3、300 μmol/L 分别使收缩力增加19%和84%,Am 3、300 μmol/L分别使收缩力增加9%和58% ,比较两者作用强度,表明Lot的作用明显优于Am (图1左)。在大鼠左心房,Lot或Am 1~300 μmol/L可浓度依赖性地增加收缩力,Lot 3、300 μmol/L分别使收缩力增加23%和94%,Am 3、300μmol/L分别使收缩力增加3%和51%(图1中)。在大鼠乳头状肌,Lot或Am 1~300 μmol/L同样可浓度依赖性地增加收缩力,Lot 3、300 μmol/L分别使收缩力增加21%和91% ,Am 3、300 μmol/L分别使收缩力增加10%和66%(图1右),比较发现Lot的作用明显优于Am。
, 百拇医药
    图1 洛土辛及氨力农增加豚鼠左心房(左)、大鼠左心房 (中)及大鼠乳头状肌(右) 收缩力的剂量-效应曲线(±s, n=6~9)

    2.1.2 Lot对Res化豚鼠乳头状肌收缩力的影响:在预先经 Res化处理(5 mg/kg,腹腔注射,24 h后制备标本)或未经 Res化处理的豚鼠乳头状肌标本上,Lot 1~100 μmol/L均可浓度依赖性地增加收缩力,但与未经 Res 化处理组相比较,Lot增加Res化豚鼠收缩力的剂量-效应曲线明显右移并压低;100 μmol/L Lot作用从未经Res 化处理组的83%降至经Res 化处理组的51% 。同样实验条件下,Pap 1~100 μmol/L可双相性地影响未经或经 Res化处理的豚鼠乳头状肌收缩力,使前者的剂量效应曲线呈现先升高后降低,而使后者呈现先略升而后抑制,甚至低于给药前水平,见表1。

    表1 洛土辛、罂粟碱对经利血平化或未经利血平化豚鼠乳头状肌收缩的影响(±s,n=8 )
, 百拇医药
    未利血平化

    利血平化

    药物

    (μmol/L)

    收缩力

    (mg)

    增加

    (Δ%)

    收缩力

    (mg)

    增加

    (Δ%)

    Lot
, 百拇医药
    0

    209±48

    0

    233±56

    0

    .

    10

    270±50*

    29

    252±60

    8

    .

    30
, 百拇医药
    318±90*

    52

    294±61*

    26

    .

    100

    382±63**

    83

    353±78**

    51

    Pa

    0
, 百拇医药
    230±56

    0

    218±40

    0

    .

    10

    274±81

    19

    224±30

    3

    .

    30

    282±80
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    23

    245±86

    12

    .

    100

    258±34

    12

    186±68

    -15

    与对照水平比较 *P<0.05 **P<0.01

    2.1.3 Lot正性肌力作用的动物种属选择性比较: 30 μmol/L Lot分别使豚鼠、大鼠及家兔左心房收缩力增加45%、55%和51%,分别使豚鼠、大鼠及猫乳头状肌收缩力增加56%、53%和47%。表明Lot正性肌力作用无明显动物种属选择性。
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    2.1.4 Pa、Am、Ber或Lama与Lot合用对心肌收缩力的影响及Iso、Pro对Lot正肌作用的影响: 在豚鼠左心房或乳头状肌标本上,预先给予Pa、Ber或Am 30 μmol/L可轻度增加心肌收缩力,在此基础上再合用Lot 30 μmol/L,已增加的心肌收缩力明显地再次升高,提示两者有相加作用。 在豚鼠左心房标本上,预先用Lama 10 μmol/L可使收缩力下降,再给予Lot 100 μmol/L可翻转Lama的负性肌力作用为正性肌力作用(图2)。在用Lot 30 μmol/L 处理的豚鼠左心房标本上, Lot略使Iso浓度—效应曲线左移,最大反应不变。在经Pro 0.1 μmol/L处理的豚鼠左心房标本上, Pro可显著拮抗甚至取消Lot的正肌作用。

    图2 罂粟碱、小檗碱或氨力农30 μmol/L与洛土辛30 μmol/L 及Lemakalim 10 μmol/L
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    与洛土辛 100 μmol/L合用对心肌收缩力的影响(±s,n=5~8)

    2.2 刺激频率对Lot正肌作用的影响

    在豚鼠左心房标本上,Bay K 8644 10 nmol/L的正性肌力作用随刺激频率(0.25~2 Hz)的增快而增加,呈频率依赖性。而Lot 100 μmol/L正性肌力作用仅在低频率(0.25~1 Hz)刺激时呈上升趋势,高频率(1~2 Hz)刺激时却呈下降趋势。在豚鼠乳头状肌标本上也可见类似现象。

    2.3 Lot对右心房自搏频率的影响

    在豚鼠及大鼠右心房标本上,Lot 1~300 μmol/L对右心房自搏频率无明显影响。在经Res 化的豚鼠右心房标本上,Lot对右心房自搏频率仍无明显影响(n=5 , P>0.05)。
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    2.4 Lot离体心脏功能的影响

    单剂量给予Lot 0.2 ml(终浓度为20 μmol/L),0.5 min后,显著地增加离体工作心脏的左心室压(LVP)、左室收缩速率(+dp/dt);略增加左室舒张速率(-dp/dt)、冠脉流量(CO)及主动脉流量(MAO),对心率无明显影响(P>0.05),见表2。

    表2 洛土辛对离体大鼠工作心脏的作用(±s, n=6)

    指标

    时间 (min)

    对照

    0.5

    1
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    3

    5

    10

    LVP(kPa)

    9.1±1.1

    10.6±0.9*

    11.6±1.4**

    11.2±1.3**

    11.4±1.5**

    10.4±1.3*

    +dp/dt(kPa/s)
, 百拇医药
    152±21

    168±22

    208±39**

    181±27*

    186±29**

    163±28

    -dp/dt(kPa/s)

    103±24

    106±24

    113±27

    111±26
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    108±23

    107±24

    CO(ml)

    7.5±1.3

    7.6±1.2

    7.8±1.3

    7.7±1.4

    8.1±1.4

    7.9±1.5

    MAO(ml)

    7.1±3.9

    7.1±3.9
, 百拇医药
    7.1±3.9

    7.2±2.3

    7.2±1.9

    7.2±3.1

    HR(bpm)

    151±38

    153±44

    151±55

    145±29

    145±32

    146±34

    与对照水平比较 *P<0.05 **P<0.01
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    3 讨论

    本文首次证实从莲子心水溶性部位分离出的单体生物碱Lot具有正性肌力作用,故“莲子心水煎液总碱增强离体蛙心收缩力”的物质基础可能就是Lot。曾有莲子心中存在治疗心衰成分去甲乌药碱[3,4](DMC)的报道,但国产莲子心成分研究中均未见该成分。虽Lot[1]与DMC同属苄基异喹啉类生物碱,但两者的化学结构不同,前者化学性质稳定,而后者甚不稳定,pH =9时半衰期不足10 min[4],因此推测其极易在煎煮过程中分解破坏,作为“莲子心水煎液总碱中强心成分”存在的可能性不大。

    与强心甙不同,Lot正性肌力作用并无明显的动物种属选择性,提示其作用机制不同于强心甙。Lot正性肌力对刺激频率呈双相依赖性,此不同于Bay K 8644,提示其作用机制也不同于Bay K 8644。在未经Res化和经Res化的豚鼠心肌上,Lot 对前者的正性肌力作用明显强于后者,提示其正性肌力作用的发生可能与交感神经递质及其信号转导有关。cAMP是多种信号转导途径中的共同中介物质,其水平受多种因素影响,Lot略增加Iso作用,Pro削弱Lot的作用,此可能与Lot影响β-受体介导的胞内cAMP水平有关。Lot不增快心率,这与典型的β-受体激动剂又不同。增加心肌收缩力、扩张血管是磷酸二酯酶(Phosphodiesterase , PDE)Ⅲ抑制剂的特性[5],研究表明Lot除增加心肌收缩力外还舒张血管,具有PDE Ⅲ抑制剂的特性。
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    Lot正性肌力作用明显强于经典、非特异性、单苄基异喹啉类PDE抑制剂Pap,提示其对PDE Ⅲ的选择性抑制作用较强。Ber属异喹啉类生物碱,也具有增加心肌收缩力[6]、舒张血管作用,被列为PDE Ⅲ抑制剂类抗心衰药[7] , Lot正肌作用强于Ber和经典PDE Ⅲ抑制剂Am,且Lot与Ber或Am的正肌作用相互增加,这与PDEⅢ抑制剂间正性肌力作用相加的性质相符[8]。直接测定兔血小板cAMP表明,Lot可剂量依赖性地提升cAMP水平。提示Lot可能为PDE Ⅲ抑制剂,其正性肌力作用机制与PDE Ⅲ抑制有关。

    *武汉市科委重点项目基金(No.94IJ15-70)和卫生部科研基金(No.98-1-124)资助项目

    作者简介:王嘉陵,男,1951年生,医学博士,副教授。

    参考文献
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    1 古川宏. 莲子心中生物碱成份的研究. 药学杂志 (日文),1965,85(5):472

    2 王嘉陵,胡学民,蔡鸿生等. 莲子心中生物碱成份的研究. 中国中药杂志,1991,16(6):673

    3 Kodhiyama H. Isolation of 1-(p-hydrooxybenzyl)-6,7-teyrahydroisoquinidine,an alkaloid from Nelumbo nucufera. Chem Phar Bull , 1970, 18:2564

    4 周远鹏,江京莉. 附子的研究V. 附子的强心成分之一 ——去甲乌药碱的实验与临床研究概况. 中药药理与临床, 1992,8(3):43

    5 Perry M J, Higgs G A. Chemotherapeutic potential of phosphodiesterase inhibitors. Current Opinion in Chem Bio, 1998,2:472
, 百拇医药
    6 Wang Jialing, Fang Dachao. Influence of berberine on rat cardiac output and the effect of ouabain in guinea pig left atria. Chinese J Phar and Toxi,1991,5(1):1

    7 Becker R C, Gore J M. Cardiovascular Therapies in 1990's. Drugs, 1991, 43:345

    8 Nicholson C D, Challiss R A J, Shahid M. Differential modulation of tissue function and therapeutic potential of selective inhibitors of cyclic nucleotide phosphodiesterase isoenzymes. TIPS, 1991,12: 19

    收稿日期:1998-12-28, 百拇医药