淫羊藿苷对离体大鼠胸主动脉环舒缩功能和左心室内压的影响*

2015-03-02 00:37丁选胜
药学与临床研究 2015年1期
关键词:内压离体左心室

鲍 京,丁选胜

中国药科大学临床药学教研室,南京 210009

淫羊藿苷对离体大鼠胸主动脉环舒缩功能和左心室内压的影响*

鲍 京,丁选胜**

中国药科大学临床药学教研室,南京 210009

目的:研究淫羊藿苷体外给药对大鼠离体胸主动脉环舒缩功能和左心室内压的影响以及其可能的机制。方法:取正常大鼠胸主动脉和心脏,制成胸主动脉环和完整的离体心脏,观察不同浓度淫羊藿苷对胸主动脉环张力和左心室内压的影响。结果:淫羊藿苷能够剂量依赖性的舒张内皮完整的胸主动脉环,降低胸主动脉环的收缩张力,L-硝基精氨酸(NLA)能够减弱淫羊藿苷的舒血管作用。淫羊藿苷还能够降低离体大鼠心脏左心室收缩峰压(LVSP)、最大上升速率(+dp/dt)。结论:淫羊藿苷能舒张离体胸主动脉环,降低心脏收缩力,并且其舒血管效应与内皮和一氧化氮(NO)相关。

淫羊藿苷;内皮;血管张力;一氧化氮

淫羊藿苷(Icariin,ICA)是从淫羊藿药材所含总黄酮中分离出的一种单体成分,是淫羊藿总黄酮中具有药理活性的主要成分之一。淫羊藿苷在影响骨代谢[1]、抗肿瘤[2]以及糖尿病肾病模型[3-4]、心血管疾病模型[5-6]当中发挥较好的药理活性。一些动物模型研究证实淫羊藿苷具有抗心肌缺血[6-7]、降血压[8]、保护血管内皮细胞[9]等作用。已有的研究证实,淫羊藿总黄酮可以改善糖尿病小鼠的血管舒缩功能障碍[10],我们推测,淫羊藿总黄酮的主要成分淫羊藿苷是其影响血管的舒缩功能的主要因素。之前的报道显示,淫羊藿苷可以通过影响Ca2+通道来达到舒张血管的作用[11]。本次实验通过探讨一氧化氮(NO)及前列腺素(PGI2)途径来补充淫羊藿苷舒张血管的可能机制,同时还考察了其对左心室内压的影响,从血管和心脏角度探究淫羊藿苷对心血管功能的主要影响作用。

1 材 料

1.1 药品及试剂

去氧肾上腺素(PE,批号P106007)、L-硝基精氨酸(NLA,批号04502B1)为Aldrich公司产品;吲哚美辛(Indo)(Sigma公司,批号064K1207);氯化乙酰胆碱(ACh)(Alfa Aesar公司,批号10132497);淫羊藿苷(纯度>98%,HPLC)(陕西锦泰生物工程有限公司)。

K-H液组成(mmol·L-1):118 NaCl,4.7 KCl,1.2 KH2PO4,1.2 MgSO4,1.9 CaCl2,25.0 NaHCO3,11.4葡萄糖。各试剂依次完全溶于双蒸水后4℃保存,24 h内使用(试剂为分析纯)。

1.2 仪器

HV-4离体组织器官恒温灌流系统 (成都泰盟科技有限公司);Medlab-U/4C501H生物信号采集系统(南京美易科技有限公司);高精度张力换能器(10 g)、YP200型压力换能器(40 kPa)为北京新航兴业科贸有限公司产品;恒流蠕动泵(保定兰格蠕动泵有限公司)。

1.3 实验动物

SPF级雄性SD大鼠40只,体重180~220 g,购于浙江省实验动物中心,生产许可证号:SCXK(浙)2008-0033。动物置于光照、黑暗各12 h环境中饲养,自由饮食饮水,动物操作严格遵循《江苏省实验动物管理办法》的规定。

2 实验方法

2.1 样本制备

取体重180~220 g雄性SD大鼠40只,4%水合氯醛腹腔注射(1 mL/100 g体重)麻醉后迅速取出胸主动脉和心脏,置于预冷(4℃)的K-H液中修剪,将胸主动脉制成厚度为3 mm的血管环,挂于盛有K-H液的恒温(37℃)浴槽内,浴槽中持续通入95%O2+5%CO2混合气体,血管环上端连接张力换能器,记录张力变化(基础张力1 g)。将根部保留有约0.5 cm主动脉的心脏置动脉插管,接至离体组织恒温灌流系统,将一端接有乳胶囊泡的压力换能器,从左心耳置入左心室内,记录左心室内压变化。

2.2 ICA对静息状态下胸主动脉环张力的影响

取内皮完整的胸主动脉环,采用累积加药法,每15 min分次加入ICA,使浴槽K-H液中ICA浓度分别达2.5、5、10、20、40 mg·L-1,观察血管张力。

2.3 ICA对PE诱导的血管环收缩状态张力的影响

取内皮完整或去内皮的胸主动脉环,PE(10-5mol·L-1)预收缩达稳态后,采用累积加药法,每15 min分次加入ICA,使浴槽K-H液中ICA浓度分别达2.5、5、10、20、40 mg·L-1,观察血管张力变化。

2.4 ICA对PE诱导的胸主动脉环收缩量效曲线和最大张力的影响

取内皮完整或去内皮的胸主动脉环,制作PE(10-9~10-5mol·L-1)的血管收缩量效曲线,洗脱至基线后,分别加入ICA(5、10、20 mg·L-1)孵育20 min,再制作PE的血管收缩量效曲线,观察给药前后PE量效曲线和最大张力的变化情况。

2.5 L-硝基精氨酸(NLA)和吲哚美辛(Indo)对ICA舒血管作用的影响

将内皮完整的胸主动脉环置于K-H液中平衡15 min,洗脱两次,待动脉环平衡后加入终浓度为100 μmol·L-1NLA或10 μmol·L-1Indo,孵育 15 min后加入PE(10-5mol·L-1)收缩至平台,每15 min分次加入ICA,使浴槽中ICA浓度依次达到2.5、5、10、20、40 mg·L-1,观察血管环张力变化。

2.6 ICA对离体心脏左心室内压的影响

将取出的离体心脏连通灌流针上,使用充满95%O2+5%CO2混合气体的恒温(37℃)K-H液进行逆向灌流,心脏复跳稳定20 min后记录大鼠心功能。用ICA 2 mg·L-1的K-H液进行灌流,稳定20 min后记录心室内压;洗脱后待大鼠心跳稳定再依次给予ICA 4、8 mg·L-1,记录大鼠左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末期压(LVEDP)、心率(HR)、左心室最大上升和下降速率(±dp/dtmax)。

2.7 数据处理

3 结 果

3.1 ICA对静息状态下胸主动脉环张力的影响

ICA累积给药前后的终张力对胸主动脉环张力无显著影响 (100.78±5.20 vs 99.59±6.16,P>0.05),说明ICA对静息状态下胸主动脉环张力无显著性影响。

3.2 ICA对PE诱导的血管环收缩状态张力的影响

ICA各剂量组对去内皮组血管环的舒张作用不明显,给药前后血管环张力无显著变化(P>0.05),对内皮完整组血管环舒张效应显著,呈剂量依赖性,最大舒张率与给药前相比具有极显著差异 (P<0.01)。两组血管环同一浓度ICA刺激时也有显著差异(P<0.05),说明ICA舒张血管效应与内皮功能相关,见图1。

图1 ICA对胸主动脉环舒张效应的影响

3.3 ICA对PE诱导的胸主动脉环收缩效应的影响与正常组相比,ICA 10 mg·L-1处理后其收缩率在PE浓度为10-7~10-6.5mol·L-1降低显著 (P<0.05或P<0.01)。ICA 20 mg·L-1处理后其收缩率在PE浓度为10-8~10-5mol·L-1降低极显著(P<0.01)。去内皮组血管环PE量效曲线和最大收缩率经ICA处理后变化不显著,说明ICA对血管环的作用与内皮功能相关,见图2。

3.4 NLA和Indo对ICA舒血管作用的影响

预先使用Indo处理胸主动脉环后,ICA依然能够舒张已经收缩的胸主动脉环,各个浓度ICA处理的血管环与正常组相比其舒张率无显著差异 (P>0.05),提示ICA舒血管的效应与前列腺素(PGI2)无关。而使用NLA处理胸主动脉环后,可以大部分抵消ICA的舒张血管作用,与正常组相比差异显著(P<0.05),提示ICA舒张血管的作用与NO的作用有关,见图3。

3.5 ICA对离体心脏左心室内压的影响

ICA各剂量组能够剂量相关性的降低工作心脏左心室的 LVSP、+dp/dtmax,其中 ICA 8 mg·L-1对LVSP和+dp/dtmax的影响与正常组相比差异显著(P<0.05),表明其可以降低心肌收缩力,而 ICA对LVEDP和HR影响不明显(P>0.05,结果未展示),见图4。

图2 ICA对PE诱导的胸主动脉环量效曲线的影响

图3 NLA和Indo对ICA舒张血管效应的影响

图4 ICA对左心室LVSP和±dp/dtmax的影响

4 讨 论

血管和心脏舒缩功能障碍是众多心血管疾病的重要征象。本实验以体外给药的方式探讨淫羊藿苷对离体大鼠胸主动脉环和离体心脏的直接作用,探讨其对心脏和血管功能的直接影响。NLA和Indo分别是eNOS和COX抑制剂,可分别阻滞两种舒血管物质——一氧化氮(NO)和前列腺素(PGI2)的产生。实验采用这两种抑制剂来探讨其舒张血管的可能机制。

结果表明,淫羊藿苷能够舒张已经收缩的血管环,呈剂量依赖性,并验证了这种舒血管效应与内皮功能有关,且发现这种舒张作用与NO有关。之前还有报道显示,淫羊藿苷舒张血管作用与其一定程度上影响Ca2+内流有关[11],所以推测NO释放的增加和Ca2+内流的减少共同参与淫羊藿苷舒张血管的机制。本次研究进一步完善了其舒张血管作用可能的机制,即与内皮功能和NO有关。

本实验还研究了体外给予淫羊藿苷对离体工作心脏左心室内压的影响情况。有报道曾指出,淫羊藿苷离体给药可以增加大鼠冠脉血流量,减弱心肌收缩力,但没有研究其对左心室内压的影响。本次实验发现其可以在一定程度上降低左心室收缩压(LVSP)、最大上升和下降速率(±dp/dtmax),这可能与其保护心脏功能有关,但具体对心脏功能的影响机制还须作进一步探究。

综上,淫羊藿苷具有舒张血管的作用,这种作用与血管内皮功能和NO有关。淫羊藿苷还能够降低左心室收缩峰压(LVSP)和左心室最大上升和下降速率(±dp/dtmax),上述作用可能是其保护心血管功能的初步原因。

[1] Sun P,Liu Y,Deng X,et al.An inhibitor of cathepsin K,icariin suppresses cartilage and bone degradation in mice of collagen-induced arthritis[J].Phytomedicine, 2013,20(11):975-9.

[2] Shi DB,Li XX,Zheng HT,et al.Icariin-mediated inhibition of NF-κB activity enhances the in vitro and in vivo antitumour effect of 5-fluorouracil in colorectal cancer[J].Cell Biochem Biophys,2014,69(3):523-30.

[3] Qi MY,Kai-Chen,Liu HR,et al.Protective effect of I-cariin on the early stage ofexperimentaldiabetic nephropathy induced by streptozotocin via modulating transforming growth factor β1and typeⅣ collagen expression in rats[J].J Ethnopharmacol,2011,138(3):731-6.

[4] Li YC,Ding X,Li HM,et al.Icariin attenuates high glucose-induced typeⅣ collagen and fibronectin accumulation in glomerularmesangialcellsby inhibiting transforming growth factor-β production and signalling through G-protein-coupled oestrogen receptor 1[J].Clin Exp Pharmacol Physiol,2013,40(9):635-43.

[5] 沈晓君,何 航,冯 黎.淫羊藿苷下调核因子-κB通路干预兔动脉粥样硬化机制研究 [J].中国实验方剂学杂志,2009,15(9):107-8.

[6] 潘志伟,王秋娟,杨 涓,等.淫羊藿苷对异丙肾上腺素致大鼠急性心肌缺血的影响 [J].中国药理学通报,2007,23(5):622-5.

[7] 郭 英,谢建平,曾博程,等.淫羊藿提取物对大鼠急性心肌缺血的影响[J].华西药学杂志,2005,20(1):44-5.

[8] 付立波,夏映红,于 丽,等.淫羊藿总黄酮对大鼠动脉血压的影响及其机制的实验研究[J].中国应用生理学杂志,2007,23(1):115-6.

[9] Wang YK,Huang ZQ.Protective effect of icariin on human umbilical vein endothelial cell injury induced by H2O2in vitro[J].Pharmacol Res,2005,52(2):174-82.

[10] 韩爱萍,张 洁,丁选胜.淫羊藿总黄酮对糖尿病小鼠血管功能的影响[J].南京中医药大学学报,2011,27(3):243-6.

[11] 关利新,衣 欣,杨履艳,等.淫羊藿甙扩血管作用机制的研究[J].中国药理学通报,1996,12(4):320-2.

·药品安全风向标·

美国FDA已评估孕期使用镇痛药的相关风险

近期,美国公众对于孕期使用止痛药的安全性问题表现出高度关注。美国食品药品监督管理局(FDA)对此作出回应,并于2015年1月9日在其官网发表声明称:由于现有的相关医学文献“十分有限”,鉴于这些不确定性,FDA建议在怀孕期间使用止痛药物需谨慎权衡,并且一定要咨询医生和相关专业人士。目前还无法提供更多关于孕妇使用镇痛药的任何新建议。

怀孕期妇女若存在严重和持续性疼痛而不能有效地治疗,可能导致抑郁、焦虑以及血压升高。非甾体抗炎药(NSAID)、阿片类和对乙酰氨基酚均可治疗严重和持续性疼痛。然而,孕期使用这些药物如何评价风险和获益值得研究。

目前已发表的关于孕期使用镇痛药的安全性研究结果主要分为以下三类:

妊娠前半期服用非甾体类抗炎药物 (如布洛芬、萘普生、双氯芬酸和塞来昔布),有流产的风险。

妊娠早期服用阿片类药物(如羟考酮、二氢可待因酮、二氢吗啡酮、吗啡、可待因),其所生婴儿有大脑、脊柱或脊髓出生缺陷风险。

妊娠期间服用对乙酰氨基酚处方药和非处方药可导致其所生婴儿注意力缺陷/多动症风险。

FDA官员在安全公告中指出,“上述研究在设计上存在潜在局限性,有时同一类研究还出现了相互矛盾的结果,影响了可靠结论的得出。”因此,FDA在妊娠期间如何使用疼痛药物的建议仍将不变。

FDA官员建议医生继续与患者沟通妊娠期服用止痛药物的风险和获益,以及孕期应遵循当前药物说明书中的建议。例如,当前说明书标明考虑到胎儿动脉导管过早关闭的风险,不应在孕晚期使用NSAIDs。

FDA官员报告他们计划继续监测孕妇使用止痛药的情况并及时公开可用的已更新的安全数据。

对于作为处方药的NSAID,FDA评估了观察性研究的论文,认为可能与流产有关。对于阿片类止痛药,FDA还需要更多的研究才能评估怀孕早期的阿片类药物暴露与神经管缺陷的关系。神经管缺陷这种疾病在美国的发生率很低,大约每1万个新生儿中有4至6个。因此,即使风险增加2倍,神经管缺陷的绝对风险只会有很低的增加。关于对乙酰氨基酚,因为发表的文献在研究方法学上存在很多的局限性,所以结果难以解释。研究者没有评价所有健康指标,包括怀孕前及怀孕早期医疗服务和药品使用情况,这可能会导致观察到的关联性是错误的;没有提供对乙酰氨基酚的规格和剂量数据,因此不能得出与剂量相关的结果。研究者也没有对临床注意障碍性多动症(ADHD)的诊断进行评估。有两项关于孕期对乙酰氨基酚暴露与儿童神经发育的观察性研究,但是没有一项研究将评估ADHD作为结果,且这两项研究的结果相互矛盾。基于这些研究,FDA无法得出怀孕期间的对乙酰氨基酚暴露与儿童ADHD之间是否有相关性的结论。

(由江苏省药品不良反应监测中心提供)

The Effect of Icariin on the Vasorelaxant Function of Isolated Rat Thoracic Aortic Rings and the Pressure of Left Ventricle*

BAO Jing,DING Xuan-sheng**
Department of Clinical Pharmacy,China Pharmaceutical University,Nanjing 210009,China

Objective:To investigate the effect of icariin (ICA)on the vasorelaxant function of isolated rat thoracic aortic rings,the pressure of left ventricle (LV)and the underlying mechanism.Methods:The thoracic aortas and hearts were removed to make thoracic aortic rings and isolated hearts.The effect of icariin on the diastolic and systolic function ofthe isolated thoracic aortic rings and hearts were observed.Results:The thoracic aortic rings with intact endothelium relaxed, the left ventricular systolic pressure (LVSP)and maximum rate of pressure rise(+dp/dtmax)were decreased by icariin in a dose-dependent manner. The systolic effect of icariin on aortic rings could be reduced by pre-treating with nitro-L-arginine (NLA).Conclusion:The results suggested that icariin decreased LVSP and+dp/dtmax,relaxed isolated rat thoracic aortic rings.Endothelium and nitric oxide(NO)might be responsible for the relaxation effect.

Icariin;Endothelium;Tension;Nitric oxide

R965.1

A

1673-7806(2015)01-005-04

国家自然科学基金(81274158)

鲍京,男,硕士研究生 E-mail:bj_8911@126.com

* *通讯作者丁选胜,男,教授,博士研究生导师,研究方向:心血管药理和临床药学 E-mail:xsding2013@163.com

2014-08-24

2014-10-08

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