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芒果苷影响大鼠心肌缺血/再灌注损伤能量代谢的实验研究

更新时间:2009-03-28

芒果苷主要存在于龙胆科和漆树科植物中,属双苯吡酮类化合物。芒果苷的生物学活性较为广泛,目前已有报道的如平喘祛痰、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、免疫调节等[1-2]。近年来研究发现,芒果苷对心肌细胞损伤实验动物具有保护作用[3-4],然机制尚未阐明。本研究拟应用心肌缺血/再灌注损伤大鼠模型,探讨芒果苷保护心肌的作用机制是否与能量代谢有关。

1 材料与方法

1.1 药品和试剂

芒果苷(纯度≥ 98%,批号:8420-201002)由Sigma公司提供,配制时先用2%吐温-80℃溶解,再以0.5% CMC-Na配成所需浓度。考马斯亮蓝试剂盒(批号:120327)、ATP酶试剂盒(批号:120306)、肌酸激酶(creatine kinase, CK)试剂盒(批号:110806)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)试剂盒(批号:110807)、氯化硝基四氮唑蓝(nitrotetrazolium blue chloride, NBT)(批号:110315)均由南京建成生物工程研究所提供。

1.2 实验动物

清洁级SD大鼠,体重180~220 g,雌雄各半,由河北医科大学实验动物中心提供,合格证号:SCXK(冀)2008-1-003。

1.3 仪器设备

十二导联心电图机(型号ECG-1350P)由日本光电工业株式会社提供,小动物人工呼吸机(型号DW-3000)由安徽正华生物仪器设备有限公司提供,紫外/可见分光光度计(型号UV-2550)由日本岛津公司提供,组织电动匀浆机(型号T10)由德国IKA集团提供。

超微粉碎技术对灵芝中三萜类成分溶出的影响…………………………………………………… 张福君等(5):599

1.4 心肌缺血/再灌注大鼠模型制备

1.6.3心肌ATP酶活力检测 每组取部分心脏,PBS清洗血迹,用组织匀浆机制备匀浆,离心机3500 r/min,离心10分钟后取上清液,蛋白浓度采用考马斯亮蓝法定量,定磷法于660 nm下检测A值,并计算ATP酶活力(以每小时每克心肌组织蛋白产生mmol Pi单位酶表示),步骤参考试剂盒说明书。

1.5 实验分组与给药

在赵玉虹看来,围绕“做和谐环境的制造者,做优质服务的提供者”的核心价值观,赋予员工“以约束为前提的自由”,激发其内生动力,充分释放生产力,这也是医院包括护理在内,各项工作持续有效推进的重要原因。

1.6 检测指标

教师问:如果我们沿斜面拉着毛刷前进,情况会如何?学生重新做实验,如图2B所示,学生一定会为自己的猜测与实验结论一致而高兴。

3.固定奶头、吃足初乳。初生仔猪对外界没有抵抗力,只有从母体得到母源抗体。仔猪出生后1 h内,由人工辅助吃上初乳,出生后2~3 d内要固定好乳头,把初生弱小的仔猪固定在前排乳头,初生强壮的仔猪固定在后排乳头。如果母猪的产仔数超过母猪乳头数量、乳量不足或者产后无乳,要及时做好寄养、并窝或人工喂给牛奶等代乳品。寄养和并窝应注意:一是寄养或并窝

依照文献[5]方法采用冠脉结扎术进行模型制备。首先,将麻醉后的大鼠仰位固定,切开颈部插入气管插管,并接入小型动物人工呼吸机,将呼吸频率设为60次/分,潮气量20 mL/kg,同时四肢连接十二导联心电图机。于胸骨左旁第3肋、4肋间开胸后,撑开肋骨暴露心脏,沿左心耳下缘冠脉前降支起始部约4 mm处进针(深度约1 mm,带线缝合针),将直径为1.5 mm的小段乳胶管置于缝合线下,之后结扎缝合线心肌缺血。致缺血30分钟,当观察到心电图ST段明显抬高或T波高耸后,松开缝合线再灌注2小时(再灌注成功标志为心电图抬高的ST段下降1/2以上或高耸的T波下降)。

1.7 统计学处理

假手术组大鼠心肌组织Na+-K+-ATP酶活力、Ca2+-Mg2+-ATP酶活力分别为5.68、6.73 mmol Pi/g Pro,模型组大鼠心肌组织Na+-K+-ATP酶活力、Ca2+-Mg2+-ATP酶活力分别明显降低为4.22、5.40 mmol Pi/g Pro(P<0.01);与模型组比较,芒果苷预处理可不同程度的影响ATP酶活力,高、中剂量组大鼠Na+-K+-ATP酶活力明显升高为5.01、4.85 mmol Pi/g Pro(P<0.05或P<0.01),高、中剂量组大鼠Ca2+-Mg2+-ATP酶活力亦明显升高为6.12、6.19 mmol Pi/g Pro(P < 0.05)。见表3。

假手术组(等体积溶媒)、模型组(等体积溶媒)、芒果苷高剂量组(40 mg/kg)、芒果苷中剂量组(20 mg/kg)、芒果苷低剂量组(10 mg/kg),于术前7天开始灌胃给药,1次/天。假手术组另取10只动物仅开胸不结扎冠脉,模型组和芒果苷各组则分别随机抽取术后成模动物10只以备进行后续试验。

2 结果

2.1 各组大鼠心肌梗死面积比较

模型组大鼠心肌梗死面积达36.25%,芒果苷预处理可缩小大鼠心肌梗死面积,其中中剂量组和高剂量组大鼠的心肌梗死面积分别缩小至32.44%和32.02%,与模型组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。假手术组大鼠因未出现心肌梗死,心肌梗死面积未纳入统计学比较。见表1。

 

1 各组大鼠心肌梗死面积比较±s, n=10)

  

组别剂量(mg/kg)心肌梗死面积(%)假手术组-0.00±0.00模型组-36.25±3.06芒果苷低剂量组1033.17±3.98芒果苷中剂量组2032.44±3.69a芒果苷高剂量组4032.02±2.35a

注: 与模型组相比,aP<0.05。

2.2 各组大鼠心肌酶活性比较

假手术组大鼠血清CK活性、LDH活性分别为380.02、810.66 U/L,模型组大鼠血清CK活性、LDH活性明显升高至1137.26、2345.82 U/L(P<0.01);与模型组比较,芒果苷预处理可明显降低大鼠血清CK活性和LDH活性,低、中、高剂量组血清CK活性分别降低为907.31、899.20、848.65 U/L(P<0.05或P<0.01);中、高剂量组血清LDH活性分别降低为1722.54、1669.43 U/L(P<0.05)。见表2。

1.6.1 血清心肌酶活性检测 再灌注结束后,各组动物经腹主动脉采血,室温静置,离心机2500 r/min,离心10分组后取血清,比色法分别于分光光度计660 nm和440 nm下检测吸光度(A)值,并计算CK和LDH活性,步骤依试剂盒说明书执行。

1.6.2 心肌梗死面积的检测 采血后,各组取心脏,生理盐水洗净血迹,去除血管、脂肪及心房组织,从冠脉结扎线下方至心尖处将心室平行切成厚度相等的5片,加入0.1% NBT溶液于37℃环境下染色15分钟。通过数码相机采集图像,采用ImagePro Plus 7.0软件测算心室总面积和梗死区面积,呈现蓝色为正常心肌,呈现灰白色为梗死心肌,并计算心肌梗死面积(%)[6]

 

2 各组大鼠血清CK活性和LDH活性比较±s, n=10)

  

组别剂量(mg/kg)CK(U/L)LDH(U/L)假手术组-380.02±99.53810.66±102.17模型组-1137.26±153.40a2345.82±750.34a芒果苷低剂量组10907.31±214.58b1802.39±890.21芒果苷中剂量组20899.20±190.34b1722.54±530.70b芒果苷高剂量组40848.65±140.22c1669.43±602.25b

注: 与假手术组相比,aP<0.01;与模型组相比,bP<0.05,cP<0.01。

2.3 各组大鼠心肌ATP酶活力比较

采用SPSS 18.0进行分析,计量资料以均数±标准差±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较执行LSD-t检验,P<0.05为差异有统计意义的界限。

 

3 各组心肌ATP酶活力比较±s, n=10)

  

组别剂量(mg/kg)Na+-K+-ATP酶(mmolPi/gPro)Ca2+-Mg2+-ATP酶(mmolPi/gPro)假手术组-5.68±0.796.73±1.05模型组-4.22±0.80a5.40±0.76a芒果苷低剂量组104.79±0.925.98±1.13芒果苷中剂量组204.85±0.44b6.19±0.90b芒果苷高剂量组405.01±0.29c6.12±0.65b

注: 与假手术组相比,aP<0.01;与模型组相比,bP<0.05,cP<0.01。

3 讨论

近年研究表明,药物预处理的方式对缺血/再灌注受损的心肌组织具有保护作用,可降低心律失常发生率、改善心脏的收缩舒张功能、增强心脏对损伤的耐受能力等,可能是药物直接激活内源性保护机制或促使机体分泌内源性保护介质[7]。本文以芒果苷为对象,通过预处理给药方式探讨其对心肌损伤的保护作用,结果发现芒果苷预处理给药能够显著减小心肌梗死面积,这与郑德志等[8]的报道结果一致。

肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)通常存在于心肌细胞浆中,当缺血/再灌注发生时,心肌细胞膜损伤通透性升高,CK和LDH溢出胞外,因此血清中二者活性高低能够反映心肌细胞的坏死程度[9]。本文实验中模型组大鼠缺血/再灌注后血清中CK活性和LDH活性显著增高,表明缺血/再灌注的心肌细胞损伤情况较为严重;芒果苷预处理给药能够显著降低血清CK活性、LDH活性,这又提示芒果苷具有保护缺血/再灌注受损的心肌组织与提高细胞膜的稳定性等相关功效。

能量代谢是心肌细胞活动的物质基础,在缺血性心脏病的研究领域中,能够反映心肌细胞能量水平的ATP酶活力已成为不容忽视的衡量指标[10]。心肌缺血及再灌注发生时,能量代谢出现障碍,三磷酸腺苷(ATP)合成减少,心肌细胞内ATP酶包括Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶等活性降低,致使心肌细胞内出现钠浓度升高和酸中毒以及细胞内外钙和镁分布失衡,造成心肌细胞内钙超载[11]。钙超载会触发包括激活磷脂酶使细胞膜结构受损,加重线粒体损伤使心肌细胞的能量进一步缺乏,激活蛋白水解酶而引起迟发性细胞死亡等一系列细胞损伤机制,最终加重了缺血/再灌注损伤[12]。本文结果表明,缺血/再灌注发生后,心肌细胞中Na+-K+-ATP酶活性和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性均显著降低,提示此时的心肌细胞出现了能量代谢障碍,进而抑制了心肌细胞功能;与模型组相比,给药则可显著增加心肌细胞中Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性,这表明芒果苷可通过调节细胞内外离子平衡特别是钙稳态,使能量代谢障碍的状况得到改善,阻止缺血/再灌注损伤的进一步加剧。总而言之,芒果苷预处理给药可保护缺血/再灌注损伤的心肌组织,其机制可能与保护心肌细胞膜ATP酶活力、改善心肌组织能量代谢等途径有关。

本组33例患者均应用联合治疗方式,治疗期间尿激酶总量(234.44±38.27)万单位,静脉溶栓治疗平均(5.04±0.89)d;治愈10例,30.3%,显效19例,57.57%,好转4例,12.12%,无死亡病例,无恶化病例;术中、术后均未发生严重手术及溶栓相关并发症。

参考文献

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[2] 杨海光,方莲花,杜冠华.芒果苷的药理作用研究进展[J].中国药理学通报,2016,32(1):5-8.

[3] 殷万斐,彭志刚,赵卫华,等.芒果苷对柔红霉素所致大鼠心肌细胞损伤的影响及机制研究[J].中药材,2013,36(4):626-629.

[4] 徐丽,张元媛,曹军平.芒果苷对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其机制研究[J].药物评价研究,2016,39(2):198-201.

[5] 刘新义,李健和,向大雄,等.聚乙二醇化葛根素对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用[J].中草药,2013,44(3):327-330.

[6] 杨建业,张迎春,唐俊明,等.大鼠心肌缺血再灌注后心功能变化与心肌梗死面积的相关性分析[J].实验动物与比较医学,2008,28(1):4-9.

[7] 张宝红.药物预处理与缺血预处理对心肌缺血再灌注损伤保护作用的实验研究[D].太原:山西医科大学,2003.

[8] 郑德志.大鼠心肌缺血再灌注损伤心室重构及芒果苷对其作用和机制的研究[D].重庆:第三军医大学,2012.

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[10] Qin H, Walcott GP, Killingsworth CR, et al. Impact of myocardial ischemia and reperfusion on ventricular defibrillation patterns, energy requirements, and detection of recovery[J]. Circulation, 2002, 105(21): 2537-2542.

[11] Inserte J, Garcia-Dorado D, Hernando V, et al. Calpain-mediated impairment of Na+/K+-ATPase activity during early reperfusion contributes to cell death after myocardial ischemia[J]. Circ Res, 2005, 97(5): 465-473.

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徐丽,曹军平,李霞,孙慧萍
《环球中医药》 2018年第03期
《环球中医药》2018年第03期文献

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