淫羊藿苷对野百合碱诱导的肺动脉高压模型大鼠血流动力学的影响

李利生，刘　娟，罗云梅，付晓霞，谢笑龙

(1.遵义医学院 药理学教研室暨基础药理省部共建教育部重点实验室，贵州 遵义　563099；2.遵义医学院附属医院 临床医学研究所，贵州 遵义　563099)



基础医学研究

淫羊藿苷对野百合碱诱导的肺动脉高压模型大鼠血流动力学的影响

李利生1，刘娟2，罗云梅1，付晓霞1，谢笑龙1

(1.遵义医学院 药理学教研室暨基础药理省部共建教育部重点实验室，贵州 遵义563099；2.遵义医学院附属医院 临床医学研究所，贵州 遵义563099)

[摘要]目的 探讨淫羊藿苷(icariin，ICA)对野百合碱(monocrotaline，MCT)诱导的肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension，PAH)模型大鼠血流动力学的影响。方法 将48只雄性SD大鼠随机分为对照组、模型组、ICA(20、40、80 mg/kg)组和西地那非(Sildenafil，Sil，25 mg/kg)组，每组8只。一次性皮下注射MCT(50 mg/kg)复制PAH模型，7 d后按分组灌胃给药，每天1次，连续21 d。导管法测定心率(heart rate， HR)、颈动脉收缩压(carotid artery systolic pressure，CASP)、舒张压(carotid artery diastolic pressure，CADP)和平均压(carotid artery mean pressure，CAMP)，肺动脉收缩压(pulmonary artery systolic pressure，PASP)、舒张压(pulmonary artery diastolic pressure，PADP)和平均压(mean pulmonary artery pressure，MPAP)，右心室收缩压(right ventricle systolic pressure，RVSP)、舒张压(right ventricle diastolic pressure，RVDP)和平均右心室压(mean right ventricle pressure，MRVP)，右心室舒张末期压(right ventricular end-diastolic pressure，RVEDP)，心动周期(cycle duration)、收缩持续时间(systolic duration)和舒张持续时间(diastolic duration)以及右心室压最大上升(RV-Max dP/dt)和下降速率(RV-Min dP/dt)。结果 与对照组比较，模型组大鼠HR、CASP、CADP和MCAP未见明显变化，PASP、PADP、MPAP、RVSP、RVDP、MRVP、Max dP/dt和Min dP/dt绝对值均显著增高，心动周期虽无显著改变，但收缩期明显延长，舒张期缩短。给予ICA可降低模型动物的HR、PASP、PADP、MPAP、RVSP、RVDP、MRVP、RV- Max dP/dt和RV- Min dP/dt绝对值，缩短收缩期，延长舒张期。结论 ICA可缓解MCT所致的PAH模型大鼠肺循环血流动力学异常。

[关键词]淫羊藿苷；肺动脉高压；血流动力学；野百合碱；SD大鼠

肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension，PAH)是由多种原因引起的肺动脉压异常增高的一种病理生理状态，伴有肺小动脉重构和原位血栓形成，病程常呈进行性发展，最终导致肺功能受损和心衰。PAH发病机制复杂，涉及炎症、氧化损伤、基因突变等多个方面。肺循环血流动力学异常是PAH的重要表现和诊断依据，并波及体循环，心力衰竭是疾病发展的终末阶段[1-2]。目前，改善PAH患者的血流动力学异常仍是临床用药的主要目的。

淫羊藿苷(icariin，ICA)是我国传统中药淫羊藿的主要有效成分之一，具有心血管保护、抗老年痴呆、抗肿瘤、调节免疫和改善骨质疏松等多种药理活性[3-5]。有证据表明ICA具有多种抗PAH药物的药理活性，如扩张血管、抑制磷酸二酯酶-5(phosphodiesterase type 5, PDE-5)、促进NO生成[4]、抗炎等。本研究着重观察了ICA对野百合碱(monocrotaline, MCT)诱导的PAH大鼠血流动力学的影响。

1材料与方法

1.1药品、试剂及主要设备ICA购自南京泽朗医药科技有限公司(HLPC鉴定，纯度>97%)，MCT购于美国Sigma公司。西地那非(Sildenafil，Sil)为美国辉瑞公司产品。中央静脉导管(16G/1.6×400 mm)购于英国Viggo公司，PowerLab八导生理记录仪购于澳大利亚AD Instrument公司。

1.2实验动物SD大鼠48只，♂，SPF级，体重200～250 g，购自中国人民解放军第三军医大学大坪医院实验动物中心[许可证号：SCXK(渝)2012-0005]，IVC系统饲养[实验动物使用许可证号：SYXK(黔)：2011-004]，自由进食进水。

1.3动物分组及给药将大鼠适应性喂养7 d后随机分为对照组(Control)、模型组(Model)、ICA(20、40、80 mg/kg)组和Sil(25 mg/kg)组，每组8只。除对照组给予等体积生理盐水外，各组动物1次性皮下注射MCT(50 mg/kg)制备PAH模型[6]。模型制备7 d后，按分组灌胃给予ICA和Sil，每天1次，连续21 d，对照组和模型组给予等体积生理盐水，期间隔天称量体重以调整给药量。

1.4血流动力学检测术前禁食过夜，自由饮水，末次给药2 h后腹腔注射戊巴比妥钠(50 mg/kg)进行麻醉。颈动脉插管，监测心率(HR)和颈动脉收缩压(CASP)、舒张压(CADP)、平均压(CAMP)。取中央静脉导管经右侧锁骨下静脉和上腔静脉进入右心室，记录右心室收缩压(RVSP)、右心室舒张压(RVDP)、平均右心室压(MRVP)、右心室舒张末期压(RVEDP)、心动周期、右心室收缩持续时间和舒张持续时间，以及RV- Max dP/dt和RV- Min dP/dt。继续推送导管至肺动脉，记录肺动脉收缩压(PASP)、舒张压(PADP)和平均压(MPAP)。导管经压力换能器连接PowerLab八导生理记录仪实时监测压力变化以判断导管位置。

2结果

2.1ICA对PAH大鼠一般情况、HR和颈动脉血压的影响MCT处理后模型组大鼠精神萎靡，毛发直立蓬乱，无光泽，摄食量减少，体重日趋减轻，唇部发绀，呼吸浅快，并有4只大鼠先后死亡。ICA治疗组大鼠一般情况好转，体重高于模型组，动物死亡数有所降低。模型组大鼠HR加快，但差异无统计学意义(P>0.05)，ICA(40、80 mg/kg)可降低PAH大鼠HR，对颈动脉血压未见明显影响(见图1)。

Control：对照组；Model：模型组；ICA20、ICA40和ICA80分别表示剂量为20、40和80 mg/kg的ICA组；Sil25：浓度为25 mg/kg的Sil组。LSD法，*：与模型组比较，。图1　ICA对PAH大鼠心率(A)和颈动脉血压(B)的影响

2.2ICA对PAH大鼠PASP、PADP和MPAP的影响图2表明，MCT处理28 d后模型组大鼠肺循环血流动力学明显异常，PASP、PADP和MPAP均显著增高(P<0.05)，MPAP高达(53.6±8.9) mmHg。ICA治疗后，除ICA20对PASP无显著影响外(P>0.05)，PASP、PADP和MPAP均显著回落(P<0.05)，且呈剂量依赖性。与模型组比较，Sil(25 mg/kg)也可显著降低PAH模型大鼠PASP、PADP和MPAP(P<0.05)。

2.3ICA对PAH大鼠RVSP、RVDP、MRVP、RVEDP及右心室心动周期的影响与对照组比较，模型组大鼠RVSP、RVDP、MRVP、RVEDP均显著增高(P<0.05)。ICA(40、80 mg/kg)可改善MCT所致的RVSP升高，但对RVDP仅80 mg/kg剂量的ICA降压作用明显；ICA各剂量组MRVP和RVEDP均显著低于模型组(见图3A)。

尽管模型组心动周期较对照组无明显变化，但其收缩期明显延长，舒张期缩短；ICA(20、40、80mg/kg)可延长模型动物的右心室舒张期，仅ICA(80 mg/kg)剂量组可明显延长模型动物的心动周期，缩短右心室收缩期(见图3B)。

Control：对照组；Model：模型组；ICA20、ICA40和ICA80分别表示剂量为20、40和80 mg/kg的ICA组；Sil25：浓度为25 mg/kg的Sil组。LSD法，#：与对照组比较，P<0.05；*：与模型组比较，。图2　ICA对PAH大鼠肺动脉压力的影响

Control：对照组；Model：模型组；ICA20、ICA40和ICA80分别表示剂量为20、40和80 mg/kg的ICA组；Sil25：浓度为25 mg/kg的Sil组。LSD法，#：与对照组比较，P<0.05；*：与模型组比较，。图3　ICA对PAH大鼠RVSP、RVDP、MRVP、RVEDP(A)及右心室心动周期(B)的影响

2.4ICA对PAH大鼠右心室Max dP/dt和Min dP/dt的影响结果显示，模型组大鼠Max dP/dt和Min dP/dt绝对值显著增高，与对照组比较差异具有统计学意义(P<0.05)，ICA(40、80 mg/kg)和Sil(25 mg/kg)可缓解MCT处理所致的RV- Max dP/dt和RV- Min dP/dt改变(见图4)。

Control：对照组；Model：模型组；ICA20、ICA40和ICA80分别表示剂量为20、40和80 mg/kg的ICA组；Sil25：浓度为25 mg/kg的Sil组。Games-Howell法，#：与对照组比较，P<0.05；*：与模型组比较，。　　图4　ICA对PAH大鼠右心室Max dP/dt和Min dP/dt的影响

3讨论

PAH的病因和发病机制较复杂，2008年WHO第四届肺动脉高压会议综合考虑了病因或发病机制、病理和病理生理学特点，将PAH分为动脉性肺动脉高压、右心疾病所致肺动脉高压、肺部疾病和(或)低氧所致肺动脉高压、慢性血栓栓塞性肺动脉高压，以及多因素机制所致肺动脉高压等5大类。PAH确诊的标准为平静状态下右心导管测定MPAP≥25 mmHg[7]。MCT诱导的PAH模型的应用已有50余年历史，MCT经肝脏CYP3A代谢生成野百合吡咯，后者具有肺动脉内皮细胞毒性，可引起肺动脉血管不可逆性的损伤，其病理和病理生理学特点类似动脉性PAH，肺循环血流动力学异常是该模型的重要表现[8-9]。本实验发现MCT处理4周后肺循环血流动力学明显异常，PASD、PADP、MPAP显著增高。尽管HR和心动周期未见显著差异，但由于右心室后负荷增高，右心收缩期显著延长，舒张期缩短，右心室血流动力学指标RVSP、RVDP、MRVP随之增高；右心室射血阻力增高后，每搏输出量降低，右心室前负荷增加，实验发现反映右心室前负荷的指标RVEDP显著高于对照组。RV- Max dP/dt和RV- Min dP/dt分别反映心室的收缩和舒张功能[10]，模型大鼠RV- Max dP/dt和RV- Min dP/dt绝对值增高，表明收缩和舒张功能增强，是右心室功能储备的体现。

目前，PAH发病机制涉及炎症、氧化损伤、肺动脉内皮细胞功能紊乱、基因突变等[11]。临床仍以药物治疗为主，舒张血管降低肺动脉压、改善心功能是治疗的主要目的之一，常用药物包括钙通道阻滞剂、NO、内皮素受体拮抗剂、磷酸二酯酶-5抑制剂等[7,12]。研究表明ICA具有较强的抗炎、抗氧化作用，可增加内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的活性和蛋白表达量，抑制PDE-5，提高NO/cGMP信号通路，改善内皮功能[3-4，13]，提示ICA具有改善PAH的潜能。我们研究发现，ICA可显著改善PAH模型大鼠肺动脉和右心室血流动力学异常，表现为PASD、PADP、MPAP、RVSP、RVDP、MRVP降低，右心室前负荷降低，代偿性增强的右心收缩和舒张功能得以缓解，RV- Max dP/dt和RV- Min dP/dt绝对值回落。ICA可减慢PAH模型大鼠的HR、延长心动周期，而且随着ICA给药剂量增加，舒张期占心动周期比例逐步提高，有利于改善心功能。可见，ICA可缓解MCT所致的大鼠肺循环血流动力学异常，改善右心功能，但其作用机制仍待进一步研究。

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[收稿2016-02-19;修回2016-03-30]

(编辑：王静)

[基金项目]国家自然科学基金资助项目(NO：81260654)；贵州省科技厅攻关项目(NO：黔科合SY字[2011]3019)；贵州省教育厅重点招标项目(NO：黔教科2011019)。

[中图法分类号]R961

[文献标志码]A

[文章编号]1000-2715(2016)03-0229-04

Effects of icariin on hemodynamics of pulmonary arterial hypertension induced by monocrotaline in rats

LiLisheng1,LiuJuan2,LuoYunmei1,FuXiaoxia1,XieXiaolong1

(1.Department of Pharmacology & Key Laboratory of Basic Pharmacology of Ministry of Education, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou 563099, China; 2.Institute of Clinical Medcine, Affiliated Hospital of Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou 563099, China)

[Abstract]Objective To investigate the effects of icariin (ICA) on hemodynamics of pulmonary arterial hypertension (PAH) induced by monocrotaline (MCT) in rats.Methods Forty-eight male SD rats were randomly divided into the control group, model group, ICA (20, 40, 80 mg/kg) and sildenafil (Sil, 25 mg/kg), with 8 rats in each group. PAH model was induced by MCT (50 mg/kg) singly subcutaneous injection. On the 7th days after MCT-injection, the animals were administrated intragastrically with ICA according to the above group protocol，once a day，for 21 days. The hemodynamic parameter, including heart rate (HR), carotid artery systolic pressure (CASP), carotid artery diastolic pressure (CADP), carotid artery mean pressure (CAMP), pulmonary artery systolic pressure (PASP), pulmonary artery diastolic pressure (PADP), mean pulmonary artery pressure (MPAP), right ventricular systolic pressure (RVSP), right ventricular diastolic pressure (RVDP) and mean right ventricular pressure (MRVP), right ventricular end-diastolic pressure (RVEDP), right ventricle cycle duration, systolic duration and diastolic duration, RV- Max dP/dt and RV- Min dP/dt, were measured by catheters placed in carotid artery or right ventricle or pulmonary artery.Results Compared with the control group, HR, CASP, CADP and MCAP showed no obvious changes, PASP, PADP, MPAP, RVSP, RVDP, MRVP, RV- Max dP/dt and absolute value of RV- Min dP/dt were significantly increased, right ventricle systolic duration was markedly prolonged and diastolic duration was notably shortened in model group rats. HR, PASP, PADP, MPAP, RVSP, RVDP, MRVP, RV- Max dP/dt and absolute value of RV- Min dP/dt were decreased, right ventricle systolic duration was markedly shortened and diastolic duration was notably prolonged in ICA treatment groups.Conclusion ICA can alleviate the abnormal pulmonary circulation hemodynamics in PAH model rats induced by MCT.

[Key words]icariin; pulmonary arterial hypertension; hemodynamics; monocrotaline; Sprague-Dawley rat