益氣活血藥對腹主動脈結扎術后早期心功能不全大鼠血流動力學的干預作用研究1)

姜 浩,農一兵,林 謙

心力衰竭(CHF)是各種心臟疾病導致心功能不全的綜合征,表現為心輸出量不足,不能維持機體代謝所需的氧供的病理生理狀態,是臨床上各種類型心臟病的最終結局。其中慢性心力衰竭的發生發展與神經內分泌、細胞因子系統激活等有關,這些體液因子可參與誘導心肌細胞發生結構和功能改變,促進心室重構,使心功能進一步惡化。根據中醫的基礎理論認為大多數心力衰竭乃氣陰兩虛、瘀血阻滯所致,因此,本課題組篩選了具有益氣活血作用的藥物:黨參、黃芪、丹參、川芎、紅花等組成活血方,通過研究活血化瘀方對腹主動脈縮窄術后心力衰竭大鼠血流動力學的影響,來探討其治療CHF的作用機制。

1 材料與方法

1.1 藥品 中藥組活血藥的藥方為:黨參30 g,黃芪30 g,丹參30 g,川芎30 g,紅花 15 g。將中藥制成浸膏,制成的浸膏含生藥量為1.0 g/mL,由我院制劑室醇提。10%的水合氯醛麻醉劑。卡托普利購自北京曙光藥業有限責任公司,國藥準字H11020833,產品批號:090501。

1.2 動物 健康雄性SD大鼠75只,清潔級。造模時的體重210 g～250 g,由維通利華實驗動物中心提供。實驗動物質量合格,分籠飼養,自由飲水,常規飼料。

1.3 實驗方法

1.3.1 手術造模 10%水合氯醛(0.35 g/kg)腹腔麻醉,上腹正中線切口,在雙腎動脈上方約0.5 cm處小心地使腹主動脈充分暴露并分離出來,將8號針頭與腹主動脈共同結扎,拔除針頭,造成腹主動脈管腔環形縮窄約50%～60%。術后隨機分為A組(縮窄4周)與B組(縮窄8周);假手術組同期開腹不結扎作對照。術后青霉素40×104U/只肌肉注射5 d,預防感染。手術共使用大鼠75只,其中5只在術中和術后2 d內死亡。

1.3.2 分組及給藥方法 70只術后大鼠分成5組:假手術組(正常組)、模型組、中藥組、西藥組、中西醫結合組。假手術組、模型組灌服生理鹽水;中藥組每只每次大鼠給予益氣活血藥浸膏2 mL,每日給藥2次,總藥量相當于成年人的20倍給藥劑量;西藥組給予卡托普利約7.5 mg/kg,中西醫結合組給予中藥聯合卡托普利片灌胃。手術后開始灌服藥物,治療4周每組取5只大鼠進行血流動力學檢測。余下大鼠灌服治療8周后,各組取5只檢測的血流動力學。整個實驗實際用于血流動力學檢測檢測并獲得完整檢測數據的大鼠每組10只。實驗中有3只大鼠在灌胃中死亡,其余大鼠用于其他實驗檢測。

1.3.3 血流動力學檢測 術后5周,各組 5只 Wistar大鼠10%水合氯醛(0.35 g/kg)腹腔麻醉,導管內充滿肝素,右頸總動脈逆行插管至左心室,另一端接壓力換能器輸入多媒體生物信號記錄儀系統,記錄各組左室收縮壓(LVSP)、左室舒張末壓(LVEDP)、左室內壓上升下降最大速率(±dp/dtmax)、心率(HR)、外周平均動脈壓(MBP)。術后9周同方法檢測余下大鼠(B組)。

1.4 統計學處理 實驗結果用PEMS3.1軟件,多組數據兩兩比較,采用q檢驗分析實驗數據。

2 結 果

2.1 各組大鼠灌胃4周后的血流動力學變化(見表1)

表1 各組大鼠灌胃4周后的血流動力學變化(±s)

表1 各組大鼠灌胃4周后的血流動力學變化(±s)

組別 HR/min MBP mmHg LVSP mmHg LVEDP mmHg+dp/dtmax mmHg/s-dp/dtmax mmHg/s正常組 404.00±9.27 92.52±4.46 119.57±2.26 0.69±0.21 3 261.49±162.69 2 600.53±188.231)模型組 422.00±23.31 99.64±3.98 128.97±3.98 9.69±1.44 3 392.64±222.49 2 265.23±154.85中藥組 414.80±15.80 96.91±4.20 129.05±2.94 7.94±1.52 3 522.51±166.72 2 678.41±146.211)西藥組 426.60±8.41 92.13±3.34 122.71±4.431) 7.76±1.65 3 096.15±97.32 2 518.03±109.471)中西醫結合組 405.60±13.94 92.53±4.36 122.15±4.651) 6.46±1.692) 3 227.80±100.40 2 570.43±70.402)與模型組比較,1)P＜0.05,2)P＜0.01

2.2 各組大鼠手術后灌藥8周后的血流動力學變化(見表2)

表2 各組大鼠手術后灌藥8周后的血流動力學變化(±s)

表2 各組大鼠手術后灌藥8周后的血流動力學變化(±s)

組別 HR/min MBP mmHg LVSP mmHg LVEDP mmHg+dp/dtm ax mmHg/s-dp/dtmax mmHg/s正常組 397.20±9.45 95.52±3.35 122.25±3.412) 0.70±0.191) 3 501.90±151.031) 2 515.47±121.312)模型組 427.80±9.85 83.66±1.52 115.79±4.03 15.92±1.02 2 660.08±190.44 2 038.40±117.13益氣活血組 390.80±12.87 88.89±3.49 119.53±2.791) 11.26±2.342) 3 111.95±98.861) 2 388.88±218.60卡托普利組 392.20±11.21 85.77±2.99 117.12±4.08 13.28±1.561) 3 116.88±129.621) 2 393.62±125.791)中西醫結合組 397.60±14.01 84.65±3.23 117.55±3.08 9.64±1.832) 3 127.03±143.071) 2 409.17±112.592)與模型組比較,1)P＜0.05,2)P＜0.01

3 討 論

壓力負荷和/或容量負荷過度是心功能不全(心力衰竭)的重要原因,腹主動脈縮窄術后造成大鼠心力衰竭模型是通過增加外周阻力造成壓力后超負荷過重引起的心功能不全的模型,即心臟壓力負荷過重的疾病(如高血壓)引起心力衰竭的模型,該模型對高血壓引起的心功能不全具有很好的代表性,是研究心力衰竭病理生理過程以及中醫藥理學較為理想的動物模型之一,尤其適合研究壓力負荷過重時心肌肥大的進展,和心功能不全從代償走向失代償過程中的病理形態學及能量代謝變化[1]。

心功能不全涉及的范圍較CHF更為廣泛,通常表明經器械檢查如超聲心動圖等提示心臟收縮或舒張功能已有異常,但尚未出現臨床癥狀的程度。換言之,伴有臨床癥狀的心功能不全稱之為心力衰竭,但有心功能不全的患者不一定是心力衰竭[2]。這是臨床上預防心功能進一步惡化的最重要的階段。當高血壓、缺血性心臟病、糖尿病、肥厚性心肌病等疾患發生心功能不全時,先發生舒張功能不全性CHF,后發生收縮功能不全性CHF或混合性CHF。LVEDP是反映心功能最直接的指標,本實驗顯示模型組 LVEDP明顯增高,反映了大鼠先發生舒張功能不全。有文獻認為LVEDP≥15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)判斷心力衰竭模型構建成功[3]。在試驗中部分造模后的大鼠檢測發現 LVEDP沒有達到15 mmHg。正常(4月齡)大鼠的LVEDP≤0～2 mmHg,大于此范圍即可說明大鼠存在心功能不全,隨著病程的延長,LVEDP逐漸升高。國產的生理儀敏感度與進口的生理儀敏感度有一定的差距,但能正確反映出不同的藥物干預后心功能各項指標的差異與變化趨勢。本實驗研究提示腹主動脈結扎8周后,LVEDP顯著增高。

心力衰竭發生發展的基本機制是心室重塑。心肌細胞肥厚、胞外基質增多、膠原纖維增生使心肌的病理形態學和生理功能發生相應變化,即心室重塑。多種內源性神經細胞因子如:去甲腎上腺素、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)、醛固酮、內皮素等的長期慢性激活,促進心肌細胞凋亡,胚胎基因和蛋白質的再表達導致心室重塑。心室重塑是機體適應于循環外周阻力的變化而發生的病理生理學過程[4]。本方含有黨參、黃芪、丹參、川芎、紅花等常用中藥。黨參堿具有明顯的降壓作用,其提取物能提高心排血量而不增加心率,并能增加腦、下肢和內臟的血液量。另報道,本品浸膏對腎上腺素的升壓反應有明顯的對抗作用[5]。黃芪有強心作用,許多實驗證明黃芪具有明顯的正性肌力作用,其主要活性成分為黃芪皂苷。另外,黃芪還有心肌保護作用,其對心肌缺血缺氧、缺血/再灌注損傷、缺氧缺糖/復氧復糖損傷、感染病毒以及藥物中毒的心肌均有明顯的保護作用。丹參具有祛瘀止痛、活血通經、清心除煩和滋補之功效[6],在心血管疾病中廣泛運用。國內學者研究發現丹參有拮抗AngⅡ促心肌細胞肥大的作用,并可抑制心肌成纖維細胞的增殖和膠原的合成,防治心肌細胞凋亡,具有良好的拮抗心室重塑的作用[6]。川芎[7]中含有川芎嗪,其有效成分為四甲基吡嗪。川芎嗪可保護血管內皮細胞,具有鈣離子拮抗作用。使血管擴張,降低心臟后負荷,減輕心室的肥厚和擴大,從而改善和減輕相應的左心室的改變,這是改善心力衰竭的關鍵,顯著提高心排血量、每搏量,靜態相對舒張末期容量亦明顯提高,從而更好改善心功能[8]。川芎嗪同時還可改善機體的缺氧狀態,減輕血管內皮細胞的損傷,降低毛細血管的通透性,能抑制血小板的聚集,降低血液黏度,還可以促進前列腺素Ⅱ合成,抑制血栓素A2的生成和釋放,從而調節前列腺素Ⅱ和血栓素 A2的平衡,有效改善心力衰竭。紅花[9]注射液主要成分為紅花苷、紅花黃色素,具有抑制二磷腺苷(ADP)誘導的血小板聚集,提高纖維蛋白溶解活性,改善高粘狀態,并能消除由腎上腺素和去甲腎上腺索引起的血管收縮作用,消除血管平滑肌的痙攣狀態,起到擴張血管、增加血容量和組織灌注量,改善微循環的作用。同時紅花具有抗氧化、降血脂、清除自由基的作用,保護心肌細胞,增加心臟灌注,提高心肌抗缺氧能力,提高紅細胞的變形能力及紅細胞的攜氧能力[10]。

益氣活血藥方僅含有五味藥,但都是心血管疾病常用的活血藥。卡托普利通過競爭性抑制血管緊張素轉換酶活性,降低血漿血管緊張素Ⅱ和血管緊張素Ⅲ的水平,降低醛固酮和兒茶酚胺的分泌,預防心肌細胞的凋亡,防止心肌的重構。實驗結果表明,活血藥作為輔藥與西藥卡托普利的聯合使用能改善心功能不全大鼠心肌的血流動力學,延長心力衰竭代償期,提高心功能不全大鼠生存質量。有關作用機制仍需進一步研究。

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