玉米须多糖对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用研究

王 明,王贺元

(1.沈阳医学院附属中心医院 普外四科，辽宁 沈阳110000;2.吉林大学第一医院 内分泌代谢科,吉林 长春130021)

玉米须为禾本科植物玉蜀黍(Zea mays L.)的干燥花柱和柱头，是常用中药材[1,2]。玉米须多糖(Stigma Maydis Polysaccharide)是玉米须的主要活性成分，现代药理研究表明，玉米须多糖具有抗氧化、清除自由基、降血糖、免疫调节、抗肿瘤等多种功效，且安全无副作用[3-5]。本研究通过建立大鼠心肌缺血再灌注损伤模型，探讨玉米须多糖对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用。

1 材料与方法

1.1 材料75只健康Wistar大鼠，SPF级，体重(200±20)g，购自辽宁长生生物技术股份有限公式，合格证号：SCXK(辽)2016-0005；玉米须多糖，由吉林大学食品科学与工程实验室提供；天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β、IL-6酶联免疫试剂盒均购自于南京建成生物科技有限公司；其它试剂均为分析纯，购自于国药集团化学试剂有限公司；去离子水，电导率18.2 MΩ/cm，自制。

1.2 实验动物分组将75只实验用大鼠适应性喂养5 d，按照随机数字表达方法将大鼠分为假手术组、I/R模型组、玉米须多糖低剂量组(100 mg/kg)、玉米须多糖中剂量组(200 mg/kg)、玉米须多糖高剂量组(400 mg/kg),每组15只。其中假手术组和I/R模型组每天采用与药物组等量的饮用水灌胃。

1.3 I/R模型建立除假手术组外，其余各组均参照文献[6,7]建立I/R模型。以乌拉坦1 g/kg腹腔注射对大鼠实施麻醉，气管切开插管，连接呼吸机支持呼吸，设置参数为频率60次/min，潮气量20 ml/kg，此状态下稳定10 min，之后分离右侧颈总动脉，插管入左心室，沿着胸骨左缘切开第3-4肋，打开胸腔，剪开心包，暴露心脏，于左心耳下缘约0.1-0.15 cm处用5/0号线穿线结扎冠状动脉左前降支，阻断冠脉血流，结扎，心电图监测ST段明显抬高或T波段高耸，造成心肌缺血。30 min后松开结扎线逐渐恢复血流灌注，心电图显示ST段下降50%以上或高耸的T波段得到恢复，说明心肌缺血再灌注成功，进行再灌注120 min。假手术组冠状动脉左前降支只穿线不结扎，其它操作完全与模型建立组一致。

1.4 心肌梗死面积测定采用2，3，5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法测定心肌梗死面积，将大鼠处死取出心脏，生理盐水清洗干净，-20℃冷冻30 min，之后取出切片，于1%TTC溶液中，37℃水浴震荡器中避光染色15 min，缺血灶呈苍白色，正常组织呈红色。利用ImageJ1.46图像处理软件计算心肌梗死面积。

1.5 血浆心肌酶测定将实验大鼠采血后，于3 500 r/min离心10 min，取上清液备用，按照试剂盒说明书的方法测定血浆中AST、LDH、CK含量。

1.6 血浆氧化应激酶学测定将实验大鼠采血后，于3 500 r/min离心10 min，取上清液备用，按照试剂盒说明书的方法测定血浆中SOD、GSH-Px、MDA含量。

1.7 炎性因子测定将实验大鼠采血后，于3 500 r/min离心10 min，取上清液备用，按照试剂盒说明书的方法测定血浆中TNF-α、IL-1β、IL-6含量。

1.8 统计学方法试验采用SPSS17.0软件进行数据处理与统计，数值变量用均值±标准差(Mean±SD)来表示，用t检验法比较组间样本均数，以单因素方差分析进行多组间数据比较，以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠心肌梗死面积变化结果各组大鼠心肌梗死面积变化情况如表1所示。结果表明，与I/R模型组相比较，不同剂量玉米须多糖组心肌梗死面积均呈减小趋势，其中低剂量组、中剂量组P<0.05，具有统计学差异；高剂量组P<0.01，具有显著统计学差异。

表1 各组心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌梗死面积比的变化

2.2 各组大鼠血浆心肌酶变化结果各组大鼠血浆心肌酶变化情况如表2所示。结果表明，与假手术组相比较，I/R模型组AST、LDH及CK的数值变化具有统计学差异(P<0.05)；与I/R模型组相比较，不同剂量玉米须多糖组AST、LDH及CK均呈减小趋势，各组数值变化具有统计学差异(P<0.05)及显著统计学差异(P<0.01)。

表2 各组心肌缺血再灌注损伤大鼠血浆心肌酶的变化(n=10)

2.3 各组大鼠血浆氧化应激酶变化结果各组大鼠血浆氧化应激酶变化情况如表3所示。结果表明，与假手术组相比较，I/R模型组SOD、GSH-Px及MDA的数值变化具有统计学差异(P<0.05)；与I/R模型组相比较，不同剂量玉米须多糖组SOD、GSH-Px呈上升趋势，MDA呈减小趋势，各组数值变化具有统计学差异(P<0.05)及显著统计学差异(P<0.01)。

表3 各组心肌缺血再灌注损伤大鼠血浆氧化应激酶的变化(n=10)

2.4 各组大鼠炎性因子变化结果各组大鼠炎性因子变化情况如表4所示。结果表明，与假手术组相比较，I/R模型组TNF-α、IL-1β及IL-6的数值变化具有统计学差异(P<0.05)；与I/R模型组相比较，不同剂量玉米须多糖组TNF-α、IL-1β及IL-6均呈减小趋势，各组数值变化具有统计学差异(P<0.05)及显著统计学差异(P<0.01)。

表4 各组心肌缺血再灌注损伤大鼠炎性因子的变化(n=10)

3 讨论

氧化应激及炎症反应在心肌缺血再灌注损伤中起着重要作用，近年来的研究表明，多种天然植物提取物在清除氧自由基及抑制炎症方面起着积极作用。

本研究结果表明，玉米须多糖处理可以显著降低心肌缺血再灌注损伤大鼠的心肌梗死面积。心肌缺血会导致心肌组织坏死，使心肌酶从心肌细胞中释放出来，造成血清中心肌酶活性升高。作为心肌细胞坏死标志物的肌酸激酶(CK)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)和乳酸脱氢酶(LDH)，它们浓度大小可以说明心肌坏死的程度。因此，本研究通过检测CK、AST和LDH的浓度表明，不同剂量玉米须多糖可以有效抑制上述三种酶的升高，对缺血心肌具有较好的保护作用。

当发生心肌缺血再灌注时会产生大量活性氧自由基，并会促发氧化应激反应，而机体内的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽氧化物酶(GSH-Px)是清除自由基的关键酶，丙二醛(MDA)则是自由基攻击机体时的产物之一，可以有效反映机体脂质过氧化程度。本研究中，SOD和GSH-Px的活性升高，同时MDA含量降低，说明玉米须多糖有效抑制了氧化应激反应。

随着心肌组织损伤和组织坏死，发生病变的心肌会被中性粒细胞、单核细胞及巨噬菌细胞浸润，导致血清中炎症性细胞因子升高，而这些炎症性因子的变化情况与组织损伤的程度紧密相关，因此，本研究以炎症性因子的变化情况来评价玉米须多糖对心肌缺血再灌注损伤的作用。通过研究肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素1(IL-1β)和白细胞介素-6(IL-6)的变化情况，结果表明，不同剂量玉米须多糖可以不同程度的抑制心肌缺血再灌注损伤引起的炎症反应，尤其是高剂量组的抗炎效果较显著。

综上所述，玉米须多糖可抑制大鼠心肌缺血再灌注损伤引起的氧化应激及炎症性反应，改善心功能，对心肌缺血再灌注损伤具有良好的保护作用，其作用机制与抗氧化及抗炎反应有关。