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黄芪及其有效成分对实验性心衰的影响及其机制研究

张萌

  目的 明确黄芪及其有效成分对实验性心衰的疗效,并探讨黄芪及其有效成分治疗心衰的钙调相关机制,为临床上治疗心衰提供更加明确的治疗依据,并希望籍此为心衰及心肌缺血等与力能学过程紊乱有关疾病的治疗开辟出一条新的治疗途径。 方法 1.心衰大鼠模型的制备 实验采用健康雄性SD大鼠(鼠龄2-3月),体重在220±10g,按照随机的原则分为NC组、Model组、DG组、AST组、APS组、AEM组、ASIV组。按照浓度梯度的给药方法,模型组隔日给大鼠腹腔注射阿霉素(ADR),第1、3天,ADR1mg/kg ip,第5、7天,ADR 2mg/kg ip,第9、11天,ADR 3mg/kg ip,第13、15天,ADR 4mg/kg ip,共给药8次,累积量20mg/kg。正常对照组隔日腹腔注射1ml生理盐水,每天灌胃给生理盐水;不同药物干预各组在按照上述方法隔日一次腹腔注射阿霉素的基础上,同时每天分别给以AEM/AST/APS/ASIV/DG灌胃,连续给药15天。 2、黄芪及其有效成分对实验性心衰大鼠心脏收缩力学指标的影响 各组大鼠在心衰模型制作或/和各组给药后,迅速取出心脏,在Langendorff灌流装置上采用台式液行主动脉逆行灌流,分别观察比较上述不同给药组干预下左心室内压(left ventricular systolic pressure, LVSP)、左室压力上升最大变化速率(+dp/dtmax)、心率(heart rate, HR)的变化,以确定各组药物对心脏收缩力学指标的影响。 3.黄芪及其有效成分改善实验性心衰的收缩/钙调机制研究 本部分实验在心衰模型制作或/和各组给药后,摘取心衰心脏,分离左心室心肌细胞,进行如下实验观察上述心肌钙离子的调节因子以阐明补气中药是否通过影响上述与钙离子调节有关的因子而改善心肌/心脏收缩功能: (1)观察比较各组单个心室肌细胞对RyR抑制剂的反应性变化,探讨RyR2是否参与介导了黄芪及其有效成分对实验性心衰的保护作用。 (2)观察比较各组单个心室肌细胞对SERCA-ATPase抑制剂的反应性变化,并用免疫印记法检测SERCA2蛋白的含量,以探讨SERCA-ATPase是否参与介导了黄芪及其有效成分对实验性心衰的保护作用。 (3)免疫印迹(Western blotting)法检测PLB蛋白含量变化,以探讨PLB是否参与介导了黄芪及其有效成分实验性心衰的保护作用。 (4)免疫印迹(Western blotting)法检测Troponin C蛋白含量变化,以探讨Troponin C是否参与介导了黄芪及其有效成分对实验性心衰的保护作用。 (5)观察比较各组单个心室肌细胞对钙增敏剂的反应性,以探讨Ca2+的敏感性相关的因子是否参与介导了黄芪及其有效成分实验性心衰的保护作用。通过上述指标的检测,进一步阐明黄芪及其有效成分改善心衰的作用机制。 结果 1、黄芪及其有效成分对实验性心衰大鼠心脏收缩力学指标的影响 模型组LVSP、+dp/dtmax、HR明显低于正常组(P均<0.01)。而AST组、APS组、AEM组、ASIV组以及DG组的LVSP、+dp/dtmax、HR均有明显的回升,且与模型组比较均具有统计学差异(P均<0.01)。上述黄芪及其有效成分各组与DG组LVSP、+dp/dtmax、HR比较没有显著性差异(P均>0.05)。以上结果表明,黄芪及其有效成分可以明显增加实验性心衰大鼠的心肌收缩力,对实验性心衰具有明确的保护作用。 2、黄芪及其有效成分改善心衰的收缩/钙调机制研究 (1)黄芪及其有效成分对实验性心衰大鼠心肌细胞RyR反应性的影响各组大鼠分离的单个心肌细胞内钙瞬变波形的波幅在RyR抑制剂-钌红的作用下均有一定的回落。其中NC、AST、AEM、ASIV和DG组心肌细胞在钌红阻断下钙瞬变的波幅下降的更为明显,与Model组比较均有统计学差异(AST组:P<0.05,余P均<0.01),但上述黄芪及其有效成分各组与DG组相应的波幅差别并无统计学意义(P均>0.05)。表明:黄芪及其上述有效成分可以部分的改变实验性心衰大鼠RyR的反应性,而APS组心肌细胞在钌红阻断下钙瞬变的波幅与Model组下降幅度相似(P>0.05),而与NC组和DG组下降幅度比较均有统计学差异(P均<0.01)。可见,APS对于实验性心衰大鼠RyR反应性的影响并不明显。 (2)黄芪及其有效成分对实验性心衰大鼠心肌细胞内SERCA2蛋白的影响。黄芪及其有效成分各组心肌细胞内SERCA2蛋白水平与Model组以及DG组SERCA2蛋白水平相比无统计学差异(P均>0.05)。可见,黄芪及其有效成分对于实验性心衰大鼠SERCA2蛋白水平的影响并不明显。 (3)黄芪及其有效成分对实验性心衰大鼠单个心肌细胞在SERCA抑制剂-Thapsigargin作用下钙瞬变的影响。各组大鼠分离的单个心肌细胞内钙瞬变波形的波幅在Thapsigargin(SERCA抑制剂)作用下均有一定的回落。说明各组心肌细胞的SERCA在Thapsigargin的作用下有了不同程度的抑制。其中NC、AST、APS、AEM、ASIV和DG组心肌细胞在Thapsigargin阻断下钙瞬变的波幅均有明显的回落,与Model组下降幅度比较均有统计学差异(APS和AEM组:P均<0.05,余P均<0.01),但上述黄芪及其有效成分各组与DG组相应的波幅差别并无统计学意义(P均>0.05)表明:黄芪及其有效成分可以部分的改变实验性心衰大鼠SERCA的反应性。 (4)黄芪及其有效成分对实验性心衰大鼠心肌细胞内PLB蛋白的影响。黄芪及其有效成分各组心肌细胞内PLB蛋白水平与Model组以及DG组PLB蛋白水平相比无统计学差异(P均>0.05)。可见,黄芪及其有效成分对于实验性心衰大鼠PLB蛋白水平的影响并不明显。 (5)黄芪及其有效成分对实验性心衰大鼠心肌细胞内Troponin C蛋白的影响NC组Troponin C蛋白的相对含量明显高于Model组(P<0.05)。黄芪及其有效成分各组和DG组Troponin C的相对蛋白含量与Model组比较亦均有明显的升高(P均<0.05)。而黄芪及其有效成分各组与DG组间Troponin C的相对蛋白含量比较无显著性差异(P均>0.05)。表明:黄芪及其有效成分可以增加实验性心衰大鼠Troponin C的蛋白水平。 (6)黄芪及其有效成分对实验性心衰大鼠单个心肌细胞在钙增敏剂-Sulmazole作用下钙瞬变的影响。 各组大鼠分离的单个心肌细胞内钙瞬变波形的波幅以及+dL/dt在50mM的Sulmazole(钙增敏剂)作用下均有不同程度的升高。其中NC、AST、APS、AEM、ASIV和DG组心肌细胞在Sulmazol作用下钙瞬变的波幅以及+dL/dt均有明显的增加,与Model组的变化比较均有统计学差异(P均<0.01),但上述黄芪及其有效成分各组与DG组相应的变化差别并无统计学意义(P均>0.05)。表明:黄芪及其有效成分可以部分的改变实验性心衰大鼠心肌细胞对钙增敏剂的反应性。 结论 1.阿霉素梯度给药方法制备的实验性心衰模型造模可以明显降低大鼠的左心室内压;减慢心率;减低左心室收缩速率,能明显减低大鼠的心肌收缩力学指标,造模成功,并可应用于实验性心衰相关研究。 2.黄芪及其有效成分可以有效地改善实验性心衰大鼠心脏收缩力学指标,包括增加心衰大鼠的左心室内压;回升心率;提高左心室收缩速率,能明显增加心衰大鼠的心肌收缩力。 3.黄芪及其有效成分增加心衰心肌收缩力的机制可能涉及钙调机制的许多环节, 依据上述结果,可以得出如下结论: (1)黄芪及其有效成分可能通过改变RyR的反应性,从而增加肌浆网钙离子的释放量,最终增加心肌细胞收缩力。 (2)黄芪及其有效成分可能通过改变SERCA的反应性,进而影响肌浆网的摄钙功能,从而增加其正性肌力作用。 (3)黄芪及其有效成分亦可能作用于Tropnin C,可能部分通过增加Tropnin C蛋白含量而并增加Ca~(2+)敏感性,从而增加心肌收缩力,改善心衰。 (4)黄芪及其有效成分增加细胞内钙和收缩的功能与细胞内磷酸受纳蛋白含量变化的关系不大。……   
[关键词]:心衰;黄芪;有效成分;心肌收缩力;钙调机制
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:辽宁医学院2011年