竹节参总皂苷对大鼠心肌缺血/再灌注损伤的保护作用

竹节参总皂苷对大鼠心肌缺血/再灌注损伤的保护作用

王振富文德鉴1杨付明1

(湖北民族学院医学院，湖北恩施445000)

摘要〔〕目的探讨竹节参总皂苷(tPJS)对大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的保护作用及其机制。方法SD大鼠40只，随机分为4组(n=10)：对照组、MIRI组及tPJS低、高剂量组，采用结扎大鼠左冠状动脉前降支建立急性MIRI模型，观察急性MIRI状态下血流动力学的变化；测定心肌组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和细胞能源Na+，K+-ATP及Ca2+-ATP酶活性，乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)及丙二醛(MDA)的含量的变化。结果与对照组比较，MIRI组心脏舒缩功能减退， SOD、CAT、GSH-Px、Na+，K+-ATP及Ca2+-ATP酶活性明显降低，乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)大量释放，MDA含量增高(P<0.01)。与MIRI组比较，tPJS低、高剂量组能不同程度的恢复左心室收缩压(LVSP)、心室内压最大变化速率(±dp/dtmax)，降低左室舒张末期压(LVEDP)，增强SOD、CAT、GSH-Px、Na+，K+- ATP及Ca2+-ATP酶活性，抑制MDA、LDH、CK升高(P<0.01，P<0.05)。结论tPJS对MIRI具有明显的保护作用。

关键词〔〕竹节参总皂苷；缺血再灌注；血流动力学；心肌酶 ；抗氧化酶

中图分类号〔〕R285.5〔文献标识码〕A〔

基金项目：国家中医药管理局公共卫生专项资金项目(财社〔2010〕91号)

1湖北民族学院中医药学院

第一作者：王振富(1965-)，男，副教授，主要从事中药药理学方面的研究。

竹节参又名竹节人参、白三七、竹节三七等。系五加科人参属植物竹节参(Panax japonicus C.A.Mey)的干燥根茎，具有滋补强壮、活血散瘀、消肿止痛等多种功效。常用于病后虚弱，劳嗽咯血，咳嗽痰多，跌打损伤等〔1〕。在土家族苗族聚居区民间医疗中视其为“草药之王”，为珍稀濒危的名贵中草药。现代药理研究表明,竹节参主要活性成分为皂苷类,尚含少量挥发油、多糖和氨基酸等。竹节参总皂苷(tPJS)为竹节参的主要成分，具有较广泛的药理作用，对消化系统、中枢神经系统、心脑血管系统、免疫系统和肿瘤防治等均有较好作用〔2〕。已有研究表明，tPJS对冠脉结扎致急性心肌缺血损伤具有较好的保护作用〔3〕，但在对心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的保护作用鲜有报道。本研究通过建立大鼠MIRI模型，进一步探讨tPJS对大鼠MIRI的保护作用及其机制。

1 材料与方法

1.1 试剂及仪器乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)试剂盒均为山东潍坊3V生物工程集团有限公司提供；丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)及ATP试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供； AEROSET 09D05-01全自动生化分析仪(美国)，Acuson Sequoia 512型彩色多普肋超声仪(美国)。

1.2 竹节参总皂苷水溶液制备〔4〕竹节参购于湖北省恩施椿木营竹节参药材种植基地。将适量竹节人参粉碎过40目筛，加甲醇浸泡过夜，超声提取2次，每次45 min，合并滤液，将滤液蒸干，再溶于水中，用乙醚提取3次，去除脂类物质，醚液弃去，水层再用水饱和的正丁醇提取4次，合并正丁醇液，用水洗3次，最后将正丁醇液减压浓缩至干，即得tPJS。取适量tPJs加水溶解，调pH至中性，G4垂熔玻璃漏斗滤过，使其成50、100 mg/ml水溶液，冷藏备用。

1.3 动物分组处理及模型制备〔5〕雄性SD大鼠40只(湖北民族学院实验动物中心提供)，8周龄，体重200～250 g。随机分为4组(n=10)：对照组、MIRI组及tPJS低、高剂量组。tPJS低、高剂量组分别灌胃tPJS 50、100 mg/kg，1次/d，连续14 d，对照组灌胃等容量生理盐水，末次给药后1 h，大鼠乙醚麻醉后，仰卧于手术台固定，颈部除毛，作颈正中切口，行气管插管术，以呼吸机维持规律呼吸；经左颈总动脉插管至左心室检测心功能，股动脉插管检测动脉血压，导管经压力传感器连于多普勒超声仪分析记录系统显示左室压力和动脉压；暴露右颈总动脉套置与血管直径约相等的探头连接于多普肋超声仪检测血流量；胸部除毛，于3、4肋间开胸缝制心包床，充分暴露心脏于冠状动脉前降支起始2 mm处穿“0”号医用缝合线结扎，致缺血30 min后剪开结扎线重新灌注100 min，造成MIRI模型。模型复制的可靠性用心电图连续监视标准导联心电图(ECG)Ⅱ的变化来判断，以ST段抬高为心肌缺血存在，以深大Q波出现确定再灌注损伤形成。对照组只穿线不结扎。

1.4 生理指标测定心率(HR)，平均动脉压(MAP)，左心室收缩压(LVSP)、±dp/dtmax和左室舒张末期压(LVEDP)，颈动脉血流量(CBF)均采用多普勒超声仪生物信号记录系统检测。

1.5 心肌组织中氧自由基和酶实验结束后，迅速处死动物，摘取心脏切取左心室结扎线以下缺血区心肌组织，用预冷的生理盐水冲洗除去血液，滤纸吸干称重，加9倍生理盐水，在低温(冰水)中用玻璃研磨器研磨制成10%的组织匀浆，高速离心，取上清液冷冻保存待测。按试剂盒说明书MDA、SOD、CAT、GSH-Px和LDH、CK各项指标。

1.6 ATP酶利用ATP酶可分解ATP生成ADP及无机磷，通过测定无机磷的量可判断ATP酶活性的高低，严格按试剂盒说明书中步骤进行测定，酶活力单位以每小时每克组织蛋白产生的无机磷(Pi)含量来表示，即(mmolPi·g-1·h-1)。

1.7 统计学方法采用SPSS15.0软件进行t检验。

2结果

2.1 tPJS对血流动力学的影响与对照组比较，MIRI组HR、MAP、CBF、TAMA、LVSP、±dp/dtmax均下降(P<0.01)；与MIRI组比较，tPJS低、高剂量组至再灌注60 min时各项功能指标有明显恢复(P<0.05)，见表1。

2.2 tPJS对心肌组织中MDA、SOD、 CAT、GSH-PX的影响与对照组比较，MIRI组MDA含量明显升高，SOD、CAT、GSH-PX活性明显降低(P<0.01)；与MIRI组比较，tPJS低、高剂量组各项指标有明显的恢复(P<0.01)。见表2。

2.3 tPJS对心肌LDH、CK、ATP酶活力的影响与对照组比较，MIRI组LDH、CK活性升高，Ca2+-ATPase和Na+，K+-ATP明显降低(P<0.01)；与MIRI组比较，tPJS低、高剂量组各项指标有明显的恢复(P<0.05)，见表2。

表1　tPJS对血流动力学的影响

与对照组比较：1)P<0.01； 与MIRI组比较：2)P<0.05

表2　tPJS对心肌组织中MDA、SOD、 CAT、GSH-Px、心肌酶及ATP酶的影响

与对照组比较：1)P<0.01；与MIRI组比较：2)P<0.01，3)P<0.05

3讨论

MIRI机制较复杂，目前认为与再灌注后细胞内钙离子(Ca2+)超载、氧自由基大量生成、微血管内皮细胞损伤及血管内皮细胞与白细胞、血小板之间相互作用等有关〔6〕。MIRI临床上常见于急性心肌梗死再灌注初期、冠脉内溶栓术、动脉搭桥术等过程中，主要表现为再灌注性心肌损伤、心律失常和心功能低下。Ca2+超载是缺血再灌注过程中心肌细胞损伤的一个主要因素，其中调节细胞内外Ca2+、钠离子(Na+)平衡的细胞质膜上Ca2+-ATPase和Na+，K+-ATPase起着重要作用〔7,8〕。本文结果显示，tPJS能明显恢复再灌注过程中心功能各项指标，血流动力学各项指标HR、MAP及CBF也处于回升状态，心律失常发生率明显减少，说明tPJS对MIRI后的心肌细胞有营养作用，能够调节心肌收缩力，增强心脏泵血功能，增加心输出量。tPJS能明显增强MIRI心肌Ca2+-ATPase和Na+，K+-ATPase活力，这将有利于减轻细胞内钙超载，或通过Na+，K+-ATPase调节Na+-H+交换来抑制Na+-Ca2+交换，阻止细胞内Ca2+浓度升高，从而改善心肌组织中的能量代谢活动，阻止能量耗竭，从而达到保护心肌的作用。通常情况下，内源性抗氧化物酶(如:SOD、CAT、GSH-Px)是防止MIRI的第一道防线，这些内源性的抗氧化物酶通过清除过量的氧自由基使机体处于平衡状态〔9〕。tPJS能明显抑制MIRI后LDH、CK酶的释放，减少MDA含量，增强SOD、 CAT、GSH-Px活力，说明tPJS具有营养心肌保护细胞膜结构作用，既可直接清除自由基，抑制脂质过氧化的作用，又可通过提高抗氧化酶活性来提高机体抗氧化能力达到保护心肌的作用。

4参考文献

1国家药典委员会.中华人民共和国药典〔S〕.一部.北京:中国医药科技出版社，2010:129.

2陈龙全，刘杰书，黄琼.竹节参的主要药效与作用机制〔J〕.中华中医药杂志，2009；24(2)：197-8.

3贺海波，许佳，徐媛青，等.竹节参总皂苷预处理对冠脉结扎致大鼠急性心肌缺血损伤的影响〔J〕.中药材，2012；35(5)：744-9.

4文德鉴，张松，张翠兰，等.竹节人参总皂苷对I/R损伤大鼠抗氧化作用的观察〔J〕.中国应用生理学杂志，2008；24(2)：195-6.

5钟灵.党参对心肌缺血/再灌注损伤家兔血流动力学和心肌酶的影响〔J〕.中国老年学杂志，2012；32(5)：966-8.

6金惠铭，王建枝. 病理生理学〔M〕.第6版.北京：人民卫生出版社，2004:202-9.

7Netticadan T,Temsah R,Osada M,etal. Status of Ca2+/calmodulin protein kinase phosphorylation of cardiac SR proteins in ischemia-reperfusion〔J〕.Am J Physiol,1999； 277(3Ptl):C384.

8Preckel B,Schlack W,Comfere T.Effect of dantrolene in an in vivo and in vitro model of myocardial reperfusion injury〔J〕.Acta Anaesthesiol Scand,2000；44(2):194.

9He HB，Xu J，Xu YQ，etaI．Cardioprotective effects of saponins from Panax japonicus on acute myocardial ischemia against oxidative stress-triggered damage and cardiac cell death in rats〔J〕．J Ethnopharmacol，2012；140(1)：73．

〔2013-06-19修回〕

(编辑赵慧玲/曹梦园)