李 蓉,朱 疆,付 围,张荷兰,高 垚
(楚雄医药高等专科学校,云南 楚雄 675005)
充血性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)是由多种原因导致心脏结构和(或)功能的异常改变,从而使心室收缩和(或)舒张功能发生障碍,进而引起的一组复杂临床综合征[1]。据《2018年中国心血管病报告》报道,目前心力衰竭患病人数约500万,且患病率还在逐年攀升[2]。目前治疗心力衰竭的药物不多且毒副作用较大,因此,预防和治疗心力衰竭是临床与科研急需解决的一大问题。
马齿苋(Portulaca oleracea L.)是一种古老的野生植物,分布区域广泛,具有抗炎、镇痛、抑菌、降血糖、降血脂、抗肿瘤、抗氧化等作用[3]。马齿苋民间俗称“长寿菜”,作为药食已有上千年的历史,应用相当广泛[4-6]。另外,马齿苋被世界卫生组织评价为最常用的药用植物之一,有“全球的灵丹妙药”之称[7]。XIE J H[8]等研究发现,在阿拉伯半岛采集的马齿苋可作为口腔溃疡和泌尿紊乱方面的抗菌剂。MOHAMED A I等[9]研究发现马齿苋可作为肌肉松弛剂。马齿苋水煎液能降低异位性皮炎患者血清总IgE,减缓皮肤炎症[10]。马齿苋水提取物能通过增加β-细胞因子,改善葡萄糖代谢[11]。马齿苋生物碱能有效抑制乳腺癌细胞的生长,调控肿瘤细胞代谢,对肿瘤的血管内皮生长因子有显著的抑制作用[12]。马齿苋水提取物对氨水诱发的咳嗽有显著的抑制作用,能减少咳嗽次数,具有镇咳作用[13]。因此,马齿苋的药理作用十分广泛,对其进行深入的研究是十分有意义的。本研究拟探讨马齿苋与西地兰对牛蛙离体心脏心肌收缩力、毒性等作用,为临床研究开发强心新药提供资料。
1.1 实验动物 健康牛蛙100只,雌雄不限,体质量(260±50)g,购于本地水产品市场,并由本校生物学钱兴勇教授鉴定为健康合格牛蛙,课题组成员均已参加云南省实验动物从业人员专业培训,并获得实验动物研究资格,整个实验过程符合实验动物伦理学规范。
1.2 药物与试剂 马齿苋全草,采于云南省楚雄市东瓜镇唐家村田边,经本校中药鉴定室鉴定为中药材马齿苋(Portulaca oleracea L.);去乙酰毛花苷注射液(西地兰,成都倍特药业有限公司,批号:181001,规格:2 mL∶0.4 mg);盐酸普萘洛尔片(心得安,江苏亚邦爱普药业有限公司,批号:E200102,规格:10 mg);盐酸肾上腺素注射液(遂成药业股份有限公司,批号:62003161,规格:1 mg∶1 mL);所用试剂均为分析纯;纯化水由楚雄州人民医院制剂室提供。
1.3 主要仪器 启天B4550-B031计算机(联想有限公司);肌张力传感器、BL-420S生物机能实验系统(成都泰盟公司);Scout SE型电子天平(奥豪斯仪器有限公司);MC-HI8SO11庭新牌多功能红外炉(中山市家福来电器有限公司);JK-23李时珍全自动保健壶(深圳市福田区博佳不锈钢制品厂);蛙心夹、蛙心套管(成都泰盟公司)。
2.1 药物制备
2.1.1 10%的马齿苋水煎液(母液)的制备 取马齿苋全草,洗净晒干后,剪成小段,称取10 g,加适量纯化水浸泡30 min,武火煎煮至沸腾后改为文火煎煮30 min,滤过;药渣再加适量纯化水继续煎煮15 min,滤过;合并两次滤液,于水浴上浓缩并配制成100 mL即得,用时纯化水稀释为0.2%的溶液。
2.1.2 任氏液的配制 参考《中药药理实验方法学》[14]配方配制,配方:NaCl 6.5 g/L,KCl 0.14 g/L,NaHCO30.2 g/L,NaH2PO40.01 g/L,葡萄糖2 g/L,CaCl20.12 g/L。
2.1.3 缺钙任氏液 除去CaCl2,其他同任氏液的配制。
2.1.4 200 mg/L心得安的制备 取盐酸普萘洛尔1片(10 mg)研细,用注射用水稀释至50 mL即可。
2.1.5 200 mg/L肾上腺素溶液的制备 取盐酸肾上腺素注射液1支(1 mg∶1 mL),用注射用水稀释为5 mL即可。
2.2 马齿苋、西地兰对离体衰竭心脏的作用 取牛蛙40只随机分为对照组、缺钙组、马齿苋组和西地兰组,每组10只。所有牛蛙均将脊髓破坏针于枕骨大孔处插入破坏蛙的脑和脊髓,采用斯氏(Straub)离体蛙心法[14]制备离体蛙心,在蛙心套管内灌注0.5 mL任氏液,再用蛙心夹夹住心尖,连于BL-420S生物机能实验系统的张力传感器上,即可打开计算机和机能实验系统,记录蛙心的正常收缩张力曲线。对照组待作用稳定后再灌注0.2 mL任氏液并记录其收缩活动曲线。缺钙组同样方法制备离体蛙心标本后换入0.7 mL缺钙任氏液反复冲洗致心衰[15],记录其收缩活动曲线作为缺钙后心脏衰竭指标。马齿苋组和西地兰组则是将制备好的正常蛙心用缺钙任氏液处理为衰竭心脏后,吸出0.2 mL缺钙任氏液,再分别向蛙心套管内灌注0.2%马齿苋水煎液0.2 mL和0.02%西地兰0.2 mL,观察并记录心脏的收缩活动的变化。实验中蛙心活动均采用BL-420S生物机能实验系统记录,用TM-WAVE软件进行数据采集,区间测量和图形剪辑等导出实验原始数据进行分析对比。
2.3 心得安及肾上腺素对马齿苋作用的影响 随机取10只牛蛙,制备离体蛙心,方法同“2.2”。实验前,先灌注0.5 mL任氏液观察离体蛙心正常收缩活动,待作用稳定后再灌注0.2 mL任氏液,记录蛙心收缩活动曲线,作为正常对照。蛙心套管内保留0.5 mL任氏液心脏活动稳定后,再灌注200 mg/L心得安溶液0.2 mL,待收缩曲线变化并稳定后吸出液体;用任氏液冲洗3次后灌注0.5 mL任氏液稳定后再灌注0.2%马齿苋0.2 mL;同样方法再次冲洗后灌注200 mg/L肾上腺素0.2 mL和0.2%马齿苋0.2 mL。每更换一种药液,迅速用任氏液冲洗3次,并保留套管内0.5 mL任氏液待心脏收缩稳定后,再进行灌注,实验过程中始终保持蛙心套管内液面高度一致,以保证给药前后心肌负荷一致,并且在几组药的比较中均用同一只蛙心,共重复了10只,其重复性和稳定性均能达到理想效果。
2.4 马齿苋、西地兰对正常离体心脏的作用 取20只牛蛙随机分为马齿苋组和西地兰组,每组10只,两组同“2.2”方法制备离体蛙心标本后,保持蛙心套管内任氏液0.5 mL,连接BL-420S生物机能实验系统,记录蛙心的正常收缩曲线,待心脏收缩活动稳定后,向蛙心套管内灌注0.2 mL任氏液作为正常对照,待作用稳定后吸出蛙心管内任氏液0.2 mL,记录蛙心的正常收缩张力曲线。马齿苋组待作用稳定后灌注0.2%马齿苋0.2 mL,西地兰组同样方法灌注0.02%西地兰0.2 mL,观察记录各组给药前后心脏收缩活动的变化。
2.5 各组牛蛙离体心脏存活时间比较 取30只牛蛙随机分为对照组、马齿苋组和西地兰组,每组10只,按文献[14]方法制备离体蛙心标本,按文献[15]方法制备心力衰竭心脏,对照组灌注任氏液0.5 mL,马齿苋组灌注0.2%马齿苋0.5 mL,西地兰组灌注0.02%西地兰0.5 mL,并在同室温条件下放置观察记录心脏停止正常活动出现的时间。
2.6 统计学方法 采用SPSS 25.0统计学软件进行分析,计量资料采用()表示,组内比较采用重复测量方差分析,组间整体比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验;P<0.05为差异有统计学意义。
3.1 各组牛蛙离体衰竭心脏收缩力比较 缺钙组牛蛙离体衰竭心脏收缩力明显低于对照组(P<0.01),表明缺钙使心脏收缩力减弱;马齿苋组和西地兰组牛蛙离体衰竭心脏收缩力明显高于缺钙组(P<0.01),表明马齿苋和西地兰有增强心肌收缩力的作用;马齿苋组牛蛙离体衰竭心脏收缩力与西地兰组比较,差异无统计学意义(P>0.05),两组离体蛙心表现出相似的作用规律,可以判定马齿苋水煎液具有明确的强心作用。(见图1~2、表1)
表1 各组牛蛙离体衰竭心脏收缩力比较(,n=10)
表1 各组牛蛙离体衰竭心脏收缩力比较(,n=10)
注:与对照组比较,aP<0.01;与缺钙组比较,bP<0.01
图1 马齿苋对离体衰竭心脏的作用
图2 西地兰对离体衰竭心脏的作用
3.2 各组药物对马齿苋作用的影响 正常离体牛蛙心脏灌注心得安后,心脏收缩幅度大幅度下降,当灌注马齿苋后收缩幅度出现明显上升,但与正常离体蛙心比较,心脏收缩幅度有所下降,表明心得安可抑制马齿苋对心脏收缩力度的增强作用。而灌注肾上腺素后心脏收缩幅度明显增大,此后再灌注马齿苋后心脏收缩幅度仍强于正常离体蛙心,表明马齿苋与肾上腺素均能增强离体心脏的心肌收缩力。(见图3、表2)
图3 离体心脏收缩力变化趋势图
表2 心得安及肾上腺素对马齿苋作用的影响(,n=10)
表2 心得安及肾上腺素对马齿苋作用的影响(,n=10)
3.3 各组药物对正常离体心脏的作用比较 马齿苋组正常心脏收缩力增强,而西地兰组正常心脏收缩力减弱且停止于舒张期,表明马齿苋的安全范围远大于西地兰。(见图4~5、表3)
图4 马齿苋对正常离体心脏的作用
图5 西地兰对正常离体心脏的作用
表3 马齿苋和西地兰对正常心脏活动的影响(,n=6)
表3 马齿苋和西地兰对正常心脏活动的影响(,n=6)
3.4 各组药物对离体心脏存活时间比较 马齿苋组存活时间明显长于西地兰组(P<0.01),表明马齿苋对心脏有保护作用;西地兰组存活时间明显低于对照组(P<0.01),表明此用药剂量下西地兰对心脏有毒性反应;马齿苋组存活时间与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05),表明马齿苋对心脏无毒性而且有一定的保护作用。(见表4)
表4 马齿苋对离体心脏存活时间的影响(,n=10)
表4 马齿苋对离体心脏存活时间的影响(,n=10)
注:与对照组比较,aP<0.01;与西地兰比较,bP<0.01
马齿苋在临床上主要用于治疗糖尿病、炎症、瘙痒症、肠胃疾病、鼻疔等疾病[16]。而心力衰竭是冠心病、肺心病等持续进展后的终末阶段,会导致患者心脏功能水平下降,生活质量下滑。临床上主要通过增强心肌收缩力、排除多余体液及促进血液循环等方法治疗。近年来,中医在治疗心力衰竭上的作用越来越受到重视,可有效提高患者生存质量[17]。本研究发现马齿苋对正常离体心脏和离体衰竭心脏心肌收缩力均有明确的增强作用,并且强于西地兰,而毒性反应则低于西地兰,可以延缓心脏的衰竭。临床常用的强心苷治疗的安全范围较小,一般治疗量已接近中毒量的60%[18]。故马齿苋非常值得进一步开发与研究,为临床开发治疗心力衰竭的新药提供理论支撑资料。但现代药理研究表明,目前对马齿苋有效成分的研究尚停留在混合物层面,其药理作用机制研究还不够深入,很多药理活性作用机制还不够明确[19]。本研究表明马齿苋水煎液对离体心肌收缩力的增强可被心得安抑制,这与通过β受体介导的肾上腺素作用相似,提示马齿苋对离体蛙心心肌收缩力的增强作用可能通过β受体途径而实现,还有待进一步验证,本课题组将致力于进一步探讨其有效成分及其药理作用和其作用机制,进而拓展马齿苋的应用前景。