耿建慧

环磷腺苷葡胺(MCA)是环磷腺苷(cAMP)的新型衍生物。它是非洋地黄类强心剂,临床上广泛应用于治疗心功能不全,其正性肌力作用可增强心肌收缩力,改善心肌泵血功能;其扩张血管作用可降低心肌耗氧量,降低心脏前后负荷,改善心肌细胞代谢,保护缺血、缺氧的心肌;还能够改善窦房结P细胞功能,增加心搏量而不增加心肌耗氧量,有利于心脏功能改善[1]。本研究采用离体心脏灌流的实验研究方法,探讨环磷腺苷葡胺对心肌肥厚大鼠离体心脏功能的影响,为临床用药提供实验依据,从而阐明其对心脏保护的可能机制。

1 材料与方法

1.1 试剂 环磷腺苷葡胺(MCA):瑞阳制药有限公司,批号92106,使用前用台式液将其稀释至1mg/mL。左旋硝基精氨酸甲酯(L-NAME)、吲哚美辛(Indo)、亚甲蓝(MB)均购自Sigma公司。其余均为化学试剂国产分析纯。

1.2 仪器 Langendorff心脏灌流装置;恒流泵(保定兰格恒流泵有限公司)、超级恒温器(上海市实验仪器厂)、Powerlab生物信号采集分析系统(澳大利亚埃德公司)。

1.3 实验动物 雄性 Wistar大鼠,体重170g~220g,由山西医科大学实验动物中心提供。动物饲养条件:每笼4只,自由摄食自由饮水,饲养室温20℃~25℃,相对湿度40%~70%。大鼠饲料由山西医科大学实验动物中心提供。受试大鼠在饲养室内饲养1周后开始实验。

1.4 心肌肥厚动物模型的制备 选用雄性Wistar大鼠35只,称重后(BW),随机分为模型组(30只)和空白组(5只)。模型组按0.1mg/(100g·d)给L-甲状腺素与0.5%的羧甲基纤维素钠制成的混悬液(用前现配),连续给药7d;空白组每日给予等量0.5%羧甲基纤维素钠液[1]。

每次离体心脏灌流实验完后(空白组直接取出心脏),从台式液中取出心脏,用双层滤纸吸干水分,用电子天平准确称全心湿重(HW);去除心房及瓣膜组织用电子天平称心室湿重(VW)。最后所称得的结果计算出心脏重量指数(HW/BW)和心室重量指数(VW/BW)。

1.5 离体心脏的制备 取上述动物,猛击动物枕部致昏,迅速开胸取出心脏,放入4℃台氏液中,修剪后置于Landendorff灌流装置上,用100%氧气的台氏液灌流,台氏液成分:NaCl 140 mmol/L,MgCl21.0mmol/L,KCl 5.4mmol/L,Glu 10mmol/L,NaH2PO40.33mmol/L,CaCl21.8mmol/L,HEPES 5.0 mmol/L。用NaOH调节pH值至7.36。起搏电极位于右室,刺激强度为二倍阈强度,频率200次/min。将一乳胶水囊(直径约3mm~5mm)经左心房插入左心室内,水囊内充有一定量的灌流液,水囊导管一端与压力换能器相连,对室内压进行采集、分析。观察指标包括心率、左室收缩压(LVSP)、左室舒张压(LVDP)、左室压最大上升速率(+dp/dtmax)、左室压最大下降速率(-dp/dtmax),主动收缩压以LVSP-LVDP计算。调节灌流速度10mL/min,以LVSP-LVDP≥8kPa;为灌流成功标志,稳定约60min后开始给药。

1.6 实验方法

1.6.1 MCA对心功能的影响 随机取模型组大鼠10只,对照组和MCA组各5只。实验开始前观察约60min,待所观察的各心功能指标维持稳定后,对照组持续灌流至实验结束,MCA组往灌流液中加入1mL环磷腺苷葡胺稀释液(1mg/mL),观察两组离体心脏的心率、LVSP、LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax等心功能指标的变化。

1.6.2 NO相关阻断剂对MCA作用的影响 将模型组20只大鼠随机分为4组,MCA对照组和MCA+阻断剂组,每组5只,分别为一氧化氮合酶(eNOS)抑制剂 L-NAME(1×10-4mol/L)、环氧合酶抑制剂Indo(1×10-5mol/L)、鸟苷酸环化酶抑制剂亚甲蓝MB(1×10-6mol/L)。待离体心脏灌流稳定后,加入阻断剂孵浴{JP310min后,再加入1mL MCA稀释液(1 mg/mL),对照组直接加入1mL MCA稀释液,观察 MCA对心脏的作用。

2 结 果

2.1 空白组、模型组 HW/BW、VW/BW比较 空白组HW/BW为3.1 9mg/g±0.1 8mg/g,VW/BW为2.6 1mg/g±0.2 1 mg/g;模型组HW/BW为4.58mg/g±0.44mg/g,VW/BW为3.81mg/g±0.61mg/g。两组相比差异有统计学意义(P<0.01)。提示模型组左心室明显肥厚。

2.2 对照组、MCA组大鼠离体心功能指标比较 与对照组相比,MCA可增强心肌肥厚大鼠离体心脏心功能。心率加快(P<0.01),LVSP-LVDP升高(P<0.05),+dp/dtmax升高(P<0.01),-dp/dtmax降低(P<0.01)。详见表1。

表1 对照组、MCA组大鼠离体心功能指标比较(x±s)

2.3 MCA对照组与阻断药组大鼠离体心功能指标比较L-NAME孵浴后,MCA对离体心脏功能增强作用减弱,与MCA对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);Indo孵浴后,MCA对离体心脏功能增强作用与MCA对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05);MB孵浴后,MCA对离体心脏功能增强作用减弱,与MCA对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。详见表2。

表2 MCA对照组与阻断药组大鼠离体心功能指标比较(x±s)

3 讨 论

环磷腺苷葡胺系环磷腺苷与葡甲胺的盐。由于其脂溶性较强,较易透过脂溶性细胞膜进入心肌细胞内发挥作用[2]。在心肌肥厚及心力衰竭时,心肌中兴奋性G-蛋白减少,细胞内环磷腺苷(cAMP)浓度降低,使心肌收缩力下降。环磷腺苷葡胺通过直接提高心肌细胞内cAMP浓度,恢复心肌收缩力[3]。

LVSP和+dp/dtmax是反映心脏收缩功能的指标,+dp/dtmax与心肌收缩力呈正相关,可间接反映心肌收缩的缩短速度,常作为评价心肌收缩力的重要指标。LVDP和-dp/dtmax是反映心脏舒张功能的指标,-dp/dtmax是心肌早期舒张功能改变的敏感指标,反映左心室的充盈程度和舒张功能和顺应性[4]。心率的快慢也是反映心功能的一个重要指标,心率减慢,心输出量减少可以降低血压,心率减慢,冠脉灌流时间延长可以使心肌得到更多的血液供应,对心脏起保护作用。本实验研究表明,与对照组相比,MCA组心率加快,LVSP-LVDP升高,+dp/dtmax升高,-dp/dtmax降低,表明 MCA可以显着增强心肌肥厚大鼠离体心脏的心功能。

许多信号物质在心脏收缩与舒张过程中起着至关重要的作用,如一氧化氮(NO)、前列环素(PGI2)等。NO可通过 NO-sGC-cGMP途径,使鸟苷酸环化酶(sGC)激活促使cGMP生成,后者则进一步作用于cGMP依赖性蛋白激酶使Ca2+内流减少,增加Ca2+-ATP酶对Ca2+的摄取,或直接使收缩蛋白去磷酸化而影响心功能[5]。本研究在实验过程中应用eNOS抑制剂LNAME、鸟苷酸环化酶抑制剂亚甲蓝MB处理离体心脏,再孵浴MCA后,和单纯孵浴MCA的离体心脏相比,心率加快,LVSP-LVDP降低,+dp/dtmax降低,-dp/dtmax升高,提示NO-sGC途径可能参加MCA的改善心功能作用。而PGI2是由环氧合酶(COX)催化花生四烯酸产生的,加入COX抑制剂Indo后,MCA对心脏收缩与舒张功能没有变化,提示PGI2没有参与MCA的改善心功能作用。

环磷腺苷葡胺可以明显改善心肌肥厚大鼠离体心脏功能,其作用可能与NO的合成有关,可能通过NO-sGC途径产生作用。

[1] 蒋涛,李健,金敏,等.心先安与小剂量洋地黄治疗心力衰竭的疗效比较[J].国外医学:心血管疾病分册,2000,27(4):233-234.

[2] 武勇,刘功俭.环磷腺苷葡胺在体外循环中对心肌的保护作用[J].中国体外循环杂志,2008,6(2):68-71.

[3] 张子彬,郑宗锷.充血性心力衰竭[M].第2版.北京:科学献出版社,1997:207-208.

[4] Ji DB,Zhang LY,Li CL,etal.Effect of hydroxysafflor yellow A on human umbilical vein endothelial cells under hypoxia[J].Vascul Pharmacol,2009,50(3-4):137-145.

[5] Vaandrager AB,de Jonge HR.Signalling by cGMP-dependent protein kinases[J].Mol Cell Biochem,1996,157(1-2):23-30.