卡維地洛聯合特布他林對心肌梗死大鼠心功能的影響及其作用機制

劉 艷，高宇平，呂吉元，李學文，王麗霞，陰艷萍

大規模的臨床試驗證明，β受體阻滯劑可改善心肌梗死患者的預后，降低病死率［1］。卡維地洛是一種非特異性腎上腺素能受體阻滯劑，可阻滯β1－受體、β2－受體、α1－受體，是一種強效氧自由基清除劑［2］，除具有阻斷交感神經能活性作用外，其特有的抗氧化、抗增殖、抗凋亡作用能夠產生更完全的心肌保護作用［3］。長時間激動β1－受體、β2－受體對心肌細胞將產生不同影響：β1－受體誘導細胞肥大和凋亡，β2－受體則促使細胞存活［4］；即理論上長時間對β2－受體阻滯有抑制心肌細胞凋亡、抑制心肌重塑的不利作用。本實驗旨在研究β2－受體激動劑（特布他林）聯合卡維地洛的抗氧化、抗凋亡作用，及其對心肌梗死的影響，從而推斷其作用機制。

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1 實驗動物 雄性SD大鼠50只，體重250g～300g，由山西醫科大學實驗動物中心提供。

1．1．2 主要藥品、試劑 卡維地洛片（齊魯制藥有限公司），特布他林片（無錫阿斯利康制藥有限公司）。谷胱甘肽試劑盒（碧云天生物技術研究所）。辣根過氧化物酶標記的羊抗鼠IgG（Pieree公司）。β－actin抗體（Sanla Cruz）。

1．1．3 主要儀器 HX－100E型小動物呼吸機（成都泰盟科技有限公司）。多通道生理信號采集處理系統（成都儀器廠）。AE33型超聲儀（飛利浦公司）。臺式離心機（上海安亭儀器廠）。電泳儀和電泳槽（北京六一儀器廠）。轉膜儀（Bio－RADCo．LTD）。

1．2 方法

1．2．1 模型制備 SD大鼠10%水合氯醛（300mg／kg），腹腔注射麻醉。連接心電圖，氣管內插管，連接至動物呼吸機。在胸骨左緣3、4肋間切開約2cm，剝離心包膜，暴露心臟，以7／0雙針縫線在左心耳下緣約2mm處結扎左冠狀動脈前降支制成心梗模型［5］。假手術組于心臟相同部位穿線但不結扎。

1．2．2 動物分組及給藥 實驗取模型大鼠38只，隨機分為安慰劑組（n＝10）、卡維地洛組（n＝10）、聯合治療組（n＝10）。另設假手術組（n＝8）作為對照組。手術1周后開始以灌胃方式給藥，卡維地洛組給予卡維地洛生理水溶液8mg／kg，一日兩次。聯合治療組給予卡維地洛生理水溶液8mg／kg，特布他林生理水溶液2mg／kg，一日兩次。安慰劑組及假手術組均按體重給予適量生理鹽水，一日兩次。

1．2．3 檢測指標 ①超聲心動圖，干預8周后行超聲心動圖檢查。探頭（頻率10MHz）在二維超聲引導下取左室長軸切面測量左心室舒張末期內徑（LVEDd），左室收縮末期內徑（LVESd），計算射血分數（EF）和短軸縮短率（FS）。②血流動力學檢測。大鼠稱重，麻醉，導管內充滿肝素，右頸總動脈逆行插管至左心室，另一端連接壓力換能器多導生物信號記錄儀，記錄左室收縮壓（LVSP），左室舒張末壓（LVEDP），左室峰壓上升、下降最大速率（±dp／dt），心率（HR），外周平均動脈壓（MBP）。③心肌組織中還原型谷胱甘肽（GSH）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）測定：有創血流動力學測定后，處死大鼠，取適量左室心肌組織，保存于－70℃冰箱。用GSH和GSSG檢測試劑盒計算總GSH及GSSG的含量［6］。④心肌組織中bcl－2蛋白質表達：取保存于－70℃冰箱，用 Westem blot法描計，用photoshop7．0軟件計算bcl－2蛋白質表達。

1．3 統計學處理 使用SPSS 17．0處理，數據以均數±標準差（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩組間比較用LSD檢驗。

2 結 果

2．1 超聲心動圖檢測 安慰劑組LVEDd、LVESd明顯大于假手術組（P＜0．05），EF、FS則明顯低于假手術組（P＜0．05）。藥物治療組較安慰劑組LVEDd、LVESd縮小（P＜0．05），EF、FS提高（P＜0．05）。聯合治療組較卡維地洛組LVEDd、LVESd更小（P＜0．05），EF、FS更高（P＜0．05）。詳見表1。

表1 各組大鼠超聲心動圖指標測定結果（±s）

表1 各組大鼠超聲心動圖指標測定結果（±s）

與假手術組比較，1）P＜0．05；與安慰劑組比較，2）P＜0．05；與卡維地洛組比較，3）P＜0．05

組別 n LVEDd（mm） LVESd（mm） EF（%） FS（%）假手術組8 4．68±0．15 3．16±0．23 77．00±6．67 46．00±7．35安慰劑組 10 7．63±0．561） 4．93±0．391） 41．75±5．251） 20．75±2．221）卡維地洛組 10 6．33±0．351）2） 4．33±0．141）2） 56．67±3．221）2） 26．33±2．081）2）聯合治療組 10 5．07±0．551）2）3） 3．37±0．392）2）3） 67．67±4．161）2）3） 35．67±4．041）2）3）

2．2 血流動力學檢測 安慰劑組血流動力學指標較假手術組明顯惡化（P＜0．01）；藥物干預組較安慰劑組平均動脈壓差異無統計學意義，心功能指標改善（P＜0．05）；聯合治療組較卡維地洛組心功能指標進一步改善（P＜0．05）。詳見表2。

表2 各組大鼠血流動力學檢測結果（±s）

表2 各組大鼠血流動力學檢測結果（±s）

與假手術組比較，1）P＜0．05；與安慰劑組比較，2）P＜0．05；與卡維地洛組比較，3）P＜0．05

組別 n HR（次／min） MBP（mmHg） LVSP（mmHg） LVEDP（mmHg） ＋dp／dt（mmHg／s） －dp／dt（mmHg／s）假手術組 8 355．00±13．53 103．67±7．09 135．67±5．86 8．07±4．54 3 214．67±33．95 1578．00±66．78安慰劑組 10 299．00±5．071） 85．00±4．581） 112．67±3．061） 20．11±0．401） 2 223．67±29．261） 1066．33±49．661）卡維地洛組 10 310．33±10．601） 89．67±1．531） 123．33±2．521）2） 18．15±0．161）2） 2 488．67±37．011）2）1 358．33±37．811）2）聯合治療組 10 340．00±13．232）3） 90．67±5．131） 133．33±3．062）3） 14．25±1．011）2）3）2 570．67±22．681）2）3）1 515．33±25．322）3）

2．3 心肌組織中 GSH、GSSG及凋亡蛋白（bcl－2）測定 安慰劑組較假手術組GSH明顯減少，GSSG明顯增加（P＜0．01），藥物治療組較安慰劑組GSH明顯增加，GSSG明顯減少（P＜0．01），聯合治療組較卡維地洛組GSH明顯增加，GSSG明顯減少（P＜0．01）；安慰劑組與假手術組相比較，bcl－2明顯減少（P＜0．01），藥物干預組與安慰劑組相比較，bcl－2均有增加（P＜0．01）。聯合治療組與卡維地洛組相比較，bcl－2進一步增加（P＜0．05）。

表3 各組大鼠心肌組織中GSH／GSSG及凋亡蛋白（bcl－2）測定結果（±s）

表3 各組大鼠心肌組織中GSH／GSSG及凋亡蛋白（bcl－2）測定結果（±s）

與假手術組比較，1）P＜0．01；與安慰劑組比較，2）P＜0．01；與卡維地洛組比較，3）P＜0．05

組別 n GSH （μmol／L） GSSG（μmol／L） bcl－2（26KDa）假手術組8 7．06±0．16 0．90±0．02 1．06±0．06安慰劑組 10 5．46±0．071） 1．29±0．051） 0．63±0．051）卡維地洛組 10 6．09±0．111）2） 1．11±0．041）2） 0．86±0．311）2）聯合治療組 10 6．57±0．171）2）3）1．00±0．021）2）3） 0．98±0．032）3）

3 討 論

本實驗采用結扎冠狀動脈前降支的方法制備大鼠心梗模型，心梗后對心功能影響的主要病理基礎是心梗后心肌重塑，即心梗后發生的左心室進行性擴張和外形改變［7］。一般認為心梗后心肌細胞的壞死是導致左心室進行性擴張和外形改變主要病理機制，而近年來研究證明大鼠急性心肌梗死后，梗死區心肌細胞壞死和疤痕形成的同時，梗死／疤痕區、梗死邊緣區和非梗死區均有不同比例的心肌細胞發生凋亡［8］，因此心梗后的心肌細胞凋亡被認為是心肌細胞壞死之外引起左心室重塑和進行性心功能惡化的一個重要因素［9，10］，即阻止心肌細胞凋亡，可減輕左心室重塑，改善心功能［11］。心梗后細胞凋亡的機制有很多，而氧化應激誘導的細胞凋亡在心梗動物模型中得到證實［12］，應用抗氧化劑或還原性藥物增加谷胱甘肽的合成，或者維持谷胱甘肽在還原狀態可阻斷自由基誘導細胞凋亡的進展［13］，從而減輕左心室重塑，改善心功能。

β受體阻滯劑廣泛應用于心梗及其后發生的心力衰竭的治療，動物實驗和臨床研究表明［14－16］，β受體阻滯劑能降低心肌耗氧量，縮小梗死面積，減輕左心室重塑，改善心功能。β受體阻滯劑發揮上述作用的主要機制是通過β－受體阻滯的作用，減慢心率，降低左心室充盈壓和前負荷，降低舒張期室壁張力，減少心肌耗氧量和增加心肌供氧，以及抑制兒茶酚胺對心臟的直接毒性作用等。卡維地洛作為一種非特異性腎上腺素能受體阻滯劑，可阻滯β1－受體、β2－受體、α1－受體，其與美托洛爾相比，能更大程度地增加心肌收縮力，改善心功能，顯著降低患者的死亡危險度［17］，原因可能在于其特有的抗氧化、抗增殖、抗凋亡作用［3］，但長時間對β2－受體的阻滯有抑制心肌細胞凋亡、抑制心肌重塑的不利作用，因此加用適量的β2－受體激動劑加強其抗氧化、抗凋亡作用。

氧化應激和細胞凋亡在急性心梗的發病和疾病的進程中均扮演了重要的角色［18］。GSH和GSSG是組成細胞內重要的氧化還原對，在細胞的氧化應激中發揮重要作用。本研究提示心梗8周后GSH明顯減少，GSSG增加，藥物治療組較安慰劑組GSH明顯增加，GSSG明顯減少，以聯合治療組顯著，說明特布他林能夠進一步加強卡維地洛的抗氧化作用；bcl－2具有抗細胞凋亡作用，影響著細胞的生存與凋亡［19］。心肌細胞凋亡蛋白（bcl－2）的結果表明：單用卡維地洛或聯用特布他林治療8周后，bcl－2表達均較安慰劑組明顯增高，且以聯合治療組顯著。因此推測選擇性β2AR激動劑可加強非選擇性β1AR阻滯劑的抗氧化、抗凋亡作用，從而減輕心肌重塑，進一步改善心功能。但β2AR具體抗氧化、抗凋亡機制尚不完全明了，有待進一步深入研究。相關研究表明β2AR能同時與Gs和Gi發生耦聯，且以后者（抑制細胞凋亡作用）為主，因此激動β2AR的綜合作用表現為抗凋亡及保護心臟［20］。

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