番茄红素对心肌缺血模型大鼠的保护机制研究

范艳慧, 刘鲁娜, 张 倩

(新疆维吾尔自治区石河子人民医院 心内科, 新疆维吾尔自治区 石河子, 832000)

番茄红素是一种重要的类胡萝卜素，广泛存在于水果及蔬菜中，其中尤以番茄中的含量最高。近年来，番茄红素以其独特的生物学功能受到广泛关注。研究[1-2]显示番茄红素具有抗氧化、增强免疫力及减少心血管疾病的发生，但其具体作用机制目前尚无深入研究。本研究通过建立大鼠心肌缺血损伤模型，观察番茄红素对缺血心肌的保护作用，并探讨其作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SD大鼠60只，雌性，体质量250～300 g, 购自新疆维吾尔自治区地方病防治研究所，生产许可证号：SXSK(新)-20110001。

1.2 药品与试剂

番茄红素(新疆中基实业股份有限公司)；乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)检测试剂盒均为南京建成生物工程研究所生产。其他试剂均为分析纯。

1.3 仪器

Thermo 3001酶标仪(美国Thermo公司); TGL-16G低温冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂)；恒温水浴锅(北京市永光明医疗仪器厂)。

1.4 分组及给药

60只大鼠随机分为5组，每组12只，即模型组、假手术组、丹参组、番茄红素低剂量组及高剂量组。均采用灌胃方式给药，丹参组给予丹参片, 30 mg/(kg·d)，番茄红素低、高剂量组分别给予番茄红素10 mg/(kg·d)、20 mg/(kg·d)。各组均连续给药1个月。

1.5 心肌缺血模型建立

给药1月后参考相关文献[3-4]建立心肌缺血模型。术前禁食12 h，禁水4 h。10%水合氯醛麻醉，剂量0.35 mL/kg, 仰位固定于手术台上。气管插管，开胸，挤出心脏，在肺动脉圆锥与左心耳之间冠状静脉处结扎左冠状动脉前降支，造成大鼠心肌缺血。假手术组只穿线不结扎。造模24 h后腹主动脉取血，收集血清待测。随后开胸取出心脏，生理盐水冲洗，称取左心室重量，并将左心室横切成数片，侵入0.25%四氮唑蓝(NBT)溶液中，37 ℃水浴，染色15 min。正常心肌染色，缺血心肌组织不染色。剪去缺血心肌称重，计算心肌梗死面积(MIS)。

1.6 指标检测

将模型建立过程中收集的血液样本以3 500转/min的速度离心10 min, 取血清分别测定LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和GSH-PX含量，操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.7 观察指标

观察各组大鼠MIS差异，及血清LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和GSH-PX含量差异。MIS=缺血心肌质量/左心室质量×100%。

2 结 果

2.1 各组MIS比较

除假手术组未见明显心肌梗死外，各组均见不同程度心肌梗死，经统计学分析，各给药组MIS均显著小于模型组(P<0.01), 番茄红素高剂量组MIS显著小于低剂量组及丹参组(P<0.05), 而低剂量组与丹参组无显著差异(P>0.05)。见表1。

表1 番茄红素对大鼠心肌梗死范围的影响 %

与模型组比较，**P<0.01;与番茄红素高剂量组比较，#P<0.05。

2.2 血清LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和

GSH-PX含量差异经统计学分析，与假手术组相比，模型组血清中LDH、CK-MB、MDA含量显著升高(P<0.01)。各给药组均有不同水平下降，其中番茄红素高组及丹参组均显著低于模型组(P<0.05或P<0.01), 且与假手术组接近(P>0.05)。与假手术组相比，模型组血清SOD、GSH-PX含量显著降低(P<0.05), 各给药组均有不同程度上升，其中番茄红素高剂量组SOD含量显著高于模型组(P<0.05), 其余差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 番茄红素对大鼠血清中LDH、CK-MB含量的影响

与假手术组比较, *P<0.05, **P<0.01; 与模型组比较, #P<0.05, ##P<0.01。

3 讨 论

结扎冠状动脉制备局灶性心肌缺血模型与临床心肌梗死的发病过程较为相似，是目前应用最广泛的心肌缺血造模方法[5-6]，本研究在其他学者基础上改进造模方法，给药1个月后处死大鼠，结果发现模型组MIS显著大于其余各组，表明造模成功。

肌酸激酶(CK)通常存在于动物的心脏、肌肉以及脑等组织的细胞质和线粒体中，其中MB型主要存在心肌细胞中。心肌梗死发生时，血清中CK-MB水平迅速提高, 24 h达高峰，在诊断缺血性心脏病中具有重要意义[7]。LDH是催化丙酮酸生成乳酸的酶，在心肌梗死12～24 h亦明显升高。因此，血清中CK-MB和LDH的含量与心肌损伤和坏死的程度成正相关。MDA是氧自由基引发脂类过氧化反应的产物，其含量高低可反映氧自由基导致组织细胞损伤程度。在生理条件下，氧自由基可发挥杀菌、调节细胞生长等保护作用，但在病理条件下，氧自由基产生及清除的动态平衡被破坏，氧自由基大量产生，而清除减慢，机体则会处于氧化应激状态。SOD、GSH-PX均为机体重要的内源性抗氧化酶，测定血清SOD及GSH-PX含量可反映机体抗氧化能力的强弱。大量研究[8-10]表明，急性心肌梗死患者或动物模型血清SOD及GSH-PX含量均显著降低。

番茄红素是一种纯天然抗氧化剂，其抗氧化活性显著强于维生素E和β-胡萝卜素，可有效提高机体各种抗氧化酶类的活性，增强机体抗氧化能力[11]。大量研究[12]表明，番茄红素可有效改善心肌梗死后的心室重构，减少心肌细胞在缺血/再灌注过程中的细胞凋亡。本实验结果表明，番茄红素高剂量组可显著缩小心MIS，且可显著降低大鼠血清中CK-MB、LDH含量，对缺血心肌有明显的保护作用。为进一步明确番茄红素对缺血心肌的保护作用机制，实验测定了血清中SOD、GSH-PX和MDA在用药前后的含量变化，结果显示番茄红素高剂量组可显著降低大鼠血清中MDA含量，并可提高血清中SOD的含量，亦可在一定程度上增加GSH-PX含量，提示番茄红素对心肌缺血的保护作用可能与其增加抗氧化酶活性，减少氧自由基对心肌的氧化损伤有关。

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