韩晓江 ,杜锦辉 ,关敬之 ,毕连宝 ,刘雁飞 ,呼格吉乐
(1.内蒙古医科大学附属医院中医科,呼和浩特 010059;2.内蒙古国际蒙医医院,内蒙古医科大学附属蒙医医院药学部,呼和浩特 010065;3.内蒙古医科大学附属医院影像科,呼和浩特 010059;4.内蒙古医科大学附属医院检验科,呼和浩特 010059)
参芪养心颗粒为临床经验方,由黄芪、党参、丹参、沙参等中药组成,其功效为益气养心、活血化瘀,临床用于治疗心肌缺血。以胸部疼痛、憋闷,甚则短气,胸痛彻背,喘息不得卧等为主要表现的病证,与现代医学中的心绞痛、冠状动脉粥样硬化性心脏病等疾病引起的以胸痛为主症的疾病相类似。临床人拟用量为每天40 g生药(每日0.57 g生药/kg,按70 kg质量计)。笔者对参芪养心颗粒对冠脉结扎致犬急性心肌缺血影响药效学实验。
1.1 实验动物和药品 Beagle犬,8.00~12.00 kg,雌雄各半,由北京沙河通利实验动物养殖场提供,许可证号:SCXK(京)2013-0007,适应性饲养 2周后使用。犬饲料,购于北京科澳协力饲料有限公司,许可证号:SCXK(京)2014-0010。
参芪养心颗粒,用法用量:口服,一次1袋,每日2次,规格:5g/袋,1g颗粒含4 g生药,由深圳市龙华区人民医院提供,批号:20150716。硝酸异山梨酯片,用法用量:口服:每日 1~2 片,每日 2~3 次,规格:5 mg,北京恒生药业有限公司,国药准字:H11021331,批号:170803。
1.2 试剂和仪器 磷酸盐缓冲液(PBS),上海泽叶生物科技有限公司,批号:20161223。氨基甲酸乙酯,国药集团上海化学试剂公司,批号:20120316。氯化钠注射液,四川科伦药业股份有限公司,国药准字H20056626,批号:1509130223。四唑红,北京索莱宝科技有限公司。
SKP-03电热恒温培养箱,黄石市恒丰医疗器械有限公司。生物机能实验系统,成都泰盟科技有限公司。BW-BM1103小动物呼吸机,上海软隆科技发展有限公司。PL2200血气分析仪,南京普朗医用设备有限公司。Transonic T400超声血流仪,美国。多导生理记录仪,澳大利亚AD公司生产。
2.1 实验分组及造模 取Beagle犬36只,雌雄各半,分6组,每组6只,分别为假手术组、模型对照组、参芪养心颗粒低剂量组(2.73 g生药/kg)、参芪养心颗粒中剂量组(5.46 g生药/kg)、参芪养心颗粒高剂量组(10.92 g生药/kg)及硝酸异山梨酯片组(0.8 mg/kg)。灌胃给药,假手术组、模型对照组给予等量蒸馏水,每日1次,连续给药5 d,于第5天,氨基甲酸乙酯(1.00 g/kg)腹腔麻醉后,气管插管接呼吸机,潮气量:130~160 mL,频率:20 次/min,呼吸比2∶1。分离右侧颈总动脉,插入导管至左心室测心室内压,分离股动脉,检测动脉压。在第4、5肋间处开胸,暴露心脏。于左冠状动脉前降支上中1/3处埋线以备结扎[1]。缝30点式心外膜电极,测心外膜电图变化。结扎左冠状动脉,假手术组埋线不结扎,结扎前、结扎15 min时,记录给药前心外膜电图。十二指肠注射给药,记录给药后60、120、180 min心外膜电图,统计ST段升高>2 mV位点数心肌缺血区心外膜电图(N-ST,ST个数)[2]。分离主动脉和冠状动脉并用超声血流仪分别测心输出量和冠状动脉血流量,结扎15 min时记录给药前生理指标,即心电、平均动脉压。十二指肠给药,记录给药后60、120、180 min各项指标。
2.2 心功能指标的计算方法 计算心肌血流量(MBF,冠脉血流量×300÷心室质量),以及冠脉血管阻力(CVR,平均动脉压×0.018÷心肌血流量)。实验结束后分别取动脉血、静脉血各2 mL,测定血氧饱和度,按公式计算各组心肌耗氧量(MOC):心肌耗氧量=冠状动脉血流量(mL/min)×[动脉血氧(mL%)-静脉血氧(mL%)]÷100 g心肌质量[3]。
2.3 四唑红(TTC)染色方法 处死动物,心脏称重,于-20℃冰箱中冰冻30 min,在结扎线以下切除心房,称心室质量,平行冠状沟将心室横切成6片,每片约0.3~0.5 cm,心尖处用于苏木精-伊红(HE)染色法,剩余5片置于1%的四唑红溶液中,在37℃恒温水浴中染色15 min,缺血区不着色,非缺血区染为红色[4]。称未染色心肌质量,计算缺血区质量占左心室质量百分比(%)=缺血区质量/左心室质量×100%[5]。
所有数据采用SPSS 22.0软件进行统计处理,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间比较用单因素方差分析,以P<0.05为差异具有统计学意义。
4.1 参芪养心颗粒对犬心肌缺血区ST段升高>2 mV位点数N-ST的影响 由表1可见,与假手术组比较,模型对照组犬心肌缺血位点数从结扎15 min至给药180 min明显升高(P<0.01)。与模型对照组比较,参芪养心颗粒中剂量组在给药60 min能显著降低缺血位点数N-ST(P<0.05)。参芪养心颗粒高剂量组在给药60 min、120 min和180 min时能显著降低缺血位点数 N-ST(P<0.01 或 P<0.05)。硝酸异山梨醇组在结扎15 min、给药60 min、120 min和180 min时能显著降低缺血位点数N-ST(P<0.01或P<0.05)。
4.2 参芪养心颗粒对心肌缺血犬CVR的影响 由表2可见,与假手术组比较,模型对照组急性心肌缺血犬CVR从结扎15 min至给药180 min均显著增加(P<0.01)。与模型对照组比较,参芪养心颗粒中剂量组在给药60 min、180 min能显著降低冠脉血管阻力(P<0.05)。参芪养心颗粒高剂量组在结扎给药15 min,给药60 min、120 min和180 min时能显著降低 CVR(P<0.01 或 P<0.05)。硝酸异山梨醇组在结扎15 min、给药60 min、120 min和180 min时能显著降低 CVR(P<0.01)。
4.3 参芪养心颗粒对急性心肌缺血犬MBF的影响由表3可见,与假手术组比较,模型对照组急性心肌缺血犬MBF从结扎15 min至给药180 min均有显著降低(P<0.05)。与模型对照组比较,参芪养心颗粒中剂量组(5.46 g生药/kg)和参芪养心颗粒高剂量组在给药 60 min、120 min、180 min能增加MBF(P<0.05)。硝酸异山梨醇组在给药 60 min、120 min、180 min 时能显著增加 MBF(P<0.05)。
表1 参芪养心颗粒对犬心肌缺血区ST段升高>2 mV位点数N-ST的影响(x±s)Tab.1 Effect of Shenqi Yangxin Granule on the number of ST segment rises>2 mV of dogs myocardial ischemia model(x±s)
4.4 参芪养心颗粒对给药后180 min犬MOC的影响 由表4可见,与假手术组比较,模型对照组犬MOC显著增加(P<0.01)。与模型对照组比较,参芪养心颗粒高剂量组在给药180 min时能显著降低MOC(P<0.05);硝酸异山梨醇组在给药 180 min 时能显著降低 MOC(P<0.05)。
4.5 参芪养心颗粒对心肌缺血犬心肌梗死区质量百分比的影响 由表5可见,与假手术组比较,模型对照组犬心肌梗死质量与心室质量比值显著增加(P<0.01)。与模型对照组比较,参芪养心颗粒中剂量组、参芪养心颗粒高剂量组、硝酸异山梨醇组能降低心肌梗死质量与心室质量比值(P<0.01或P<0.05)。
表2 参芪养心颗粒对心肌缺血犬CVR的影响(x±s)Tab.2 Effect of Shenqi Yangxin Granule on CVR in dogs with myocardial ischemia(x±s)
表3 参芪养心颗粒对心肌缺血犬MBF的影响(x±s)Tab.3 Effect of Shenqi Yangxin Granule on MBF in dogs with myocardial ischemia(x±s)
表4 参芪养心颗粒对给药后180 min犬MOC的影响(x±s)Tab.4 Effect of Shenqi Yangxin Granule on MOC in dogs 180 minutes after treatment(x±s)
表5 参芪养心颗粒对心肌缺血犬心肌梗死质量百分率的影响(x±s)Tab.5 Effect of Shenqi Yangxin Granule on the percentage of myocardial infarction in dogs with myocardial ischemia(x±s)
4.6 参芪养心颗粒对心肌缺血犬心肌HE染色结果 由HE染色结果可见假手术组犬心肌细胞正常,无病变。模型对照组犬心肌左心室片状透壁坏死,多处局灶性损害,肌纤维肿胀和断裂,心肌细胞溶解消失,呈片状淋巴细胞浸润(箭头指示位置为炎症细胞聚集区)。各给药组心肌细胞出现局灶性的间质反应,肌纤维断裂以及水肿,部分心肌细胞溶解消失,但与模型对照组病变程度相比均有所减轻,见图1。
图1 犬左心室心肌组织HE染色图(×200)Fig.1 HE staining of myocardial tissue in canine left ventricle(×200)
心肌缺血是由于心脏血液灌注减少引起心脏的供氧减少,进而诱发心肌能量代谢失衡,心脏不能正常工作的一种病理状态[6]。正常心脏活动所需的能量几乎完全依靠有氧代谢提供,当某些原因导致心肌血液供给困难,就构成了心肌缺血。可引起心肌缺血的原因有很多,其中最常见的原因是冠状动脉粥样硬化。心肌梗死是在冠状动脉粥样硬化病变的基础上继发血栓形成阻塞冠状动脉所致[7]。心电图是最常用于心肌缺血的无创性检查,当心肌某一部分供血不足时,将会影响到正常的心室复极化,可使缺血区相关导联发生ST-T异常改变[8]。本研究中模型对照组ST段升高>2 mV位点数N-ST显著多于假手术组,而与模型对照组比较参芪养心颗粒中剂量组和参芪养心颗粒高剂量组可显著降低犬心肌缺血区N-ST。
冠状动脉包绕于心脏外面,为心脏提供营养,冠状动脉狭窄是动脉粥样硬化所引起的,当冠状动脉狭窄到一定程度而导致心肌缺血就形成了冠心病[9]。冠状动脉狭窄最大可超过50%,意味着其对心脏的血液供应只有正常时的50%甚至更少[10]。引起冠状动脉狭窄的粥样斑块随时都有破裂脱落的危险,一旦脱落很可能引起冠状动脉闭塞,造成心肌大质量坏死[11-12]。常用的血管扩张药硝酸甘油对冠状动脉具有直接扩张作用,可使冠脉血管总阻力减小,进而增加心肌血流量,硝酸甘油还能扩张远端小动脉,降低心脏后负荷,从而使心肌耗氧量降低,减小心肌梗死的质量[13]。本研究中参芪养心颗粒中剂量组和参芪养心颗粒高剂量组可显著降低冠脉血管阻力,增加犬急性心肌缺血模型的心肌血流量。同时参芪养心颗粒高剂量组可显著降低心肌耗氧量。以上结果与处死动物后通过1%的四唑红溶液对心室染色的结果一致[14-15],芪养心颗粒中剂量组和参芪养心颗粒高剂量组可显著降低心肌梗死区质量。
参芪养心颗粒对犬结扎冠状动脉所引起的急性心肌缺血具有保护作用,有改善因冠状动脉结扎而引起的心肌供血不足,减小了心肌梗死区质量。以上实验结果为参芪养心颗粒在临床上治疗冠状动脉狭窄引起的心肌缺血提供了药效学依据。