番茄紅素對心肌缺血模型大鼠的保護機制研究

范艷慧, 劉魯娜, 張 倩

(新疆維吾爾自治區石河子人民醫院 心內科, 新疆維吾爾自治區 石河子, 832000)

番茄紅素是一種重要的類胡蘿卜素，廣泛存在于水果及蔬菜中，其中尤以番茄中的含量最高。近年來，番茄紅素以其獨特的生物學功能受到廣泛關注。研究[1-2]顯示番茄紅素具有抗氧化、增強免疫力及減少心血管疾病的發生，但其具體作用機制目前尚無深入研究。本研究通過建立大鼠心肌缺血損傷模型，觀察番茄紅素對缺血心肌的保護作用，并探討其作用機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

SD大鼠60只，雌性，體質量250～300 g, 購自新疆維吾爾自治區地方病防治研究所，生產許可證號：SXSK(新)-20110001。

1.2 藥品與試劑

番茄紅素(新疆中基實業股份有限公司)；乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)檢測試劑盒均為南京建成生物工程研究所生產。其他試劑均為分析純。

1.3 儀器

Thermo 3001酶標儀(美國Thermo公司); TGL-16G低溫冷凍離心機(上海安亭科學儀器廠)；恒溫水浴鍋(北京市永光明醫療儀器廠)。

1.4 分組及給藥

60只大鼠隨機分為5組，每組12只，即模型組、假手術組、丹參組、番茄紅素低劑量組及高劑量組。均采用灌胃方式給藥，丹參組給予丹參片, 30 mg/(kg·d)，番茄紅素低、高劑量組分別給予番茄紅素10 mg/(kg·d)、20 mg/(kg·d)。各組均連續給藥1個月。

1.5 心肌缺血模型建立

給藥1月后參考相關文獻[3-4]建立心肌缺血模型。術前禁食12 h，禁水4 h。10%水合氯醛麻醉，劑量0.35 mL/kg, 仰位固定于手術臺上。氣管插管，開胸，擠出心臟，在肺動脈圓錐與左心耳之間冠狀靜脈處結扎左冠狀動脈前降支，造成大鼠心肌缺血。假手術組只穿線不結扎。造模24 h后腹主動脈取血，收集血清待測。隨后開胸取出心臟，生理鹽水沖洗，稱取左心室重量，并將左心室橫切成數片，侵入0.25%四氮唑藍(NBT)溶液中，37 ℃水浴，染色15 min。正常心肌染色，缺血心肌組織不染色。剪去缺血心肌稱重，計算心肌梗死面積(MIS)。

1.6 指標檢測

將模型建立過程中收集的血液樣本以3 500轉/min的速度離心10 min, 取血清分別測定LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和GSH-PX含量，操作嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.7 觀察指標

觀察各組大鼠MIS差異，及血清LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和GSH-PX含量差異。MIS=缺血心肌質量/左心室質量×100%。

2 結 果

2.1 各組MIS比較

除假手術組未見明顯心肌梗死外，各組均見不同程度心肌梗死，經統計學分析，各給藥組MIS均顯著小于模型組(P<0.01), 番茄紅素高劑量組MIS顯著小于低劑量組及丹參組(P<0.05), 而低劑量組與丹參組無顯著差異(P>0.05)。見表1。

表1 番茄紅素對大鼠心肌梗死范圍的影響 %

與模型組比較，**P<0.01;與番茄紅素高劑量組比較，#P<0.05。

2.2 血清LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和

GSH-PX含量差異經統計學分析，與假手術組相比，模型組血清中LDH、CK-MB、MDA含量顯著升高(P<0.01)。各給藥組均有不同水平下降，其中番茄紅素高組及丹參組均顯著低于模型組(P<0.05或P<0.01), 且與假手術組接近(P>0.05)。與假手術組相比，模型組血清SOD、GSH-PX含量顯著降低(P<0.05), 各給藥組均有不同程度上升，其中番茄紅素高劑量組SOD含量顯著高于模型組(P<0.05), 其余差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 番茄紅素對大鼠血清中LDH、CK-MB含量的影響

與假手術組比較, *P<0.05, **P<0.01; 與模型組比較, #P<0.05, ##P<0.01。

3 討 論

結扎冠狀動脈制備局灶性心肌缺血模型與臨床心肌梗死的發病過程較為相似，是目前應用最廣泛的心肌缺血造模方法[5-6]，本研究在其他學者基礎上改進造模方法，給藥1個月后處死大鼠，結果發現模型組MIS顯著大于其余各組，表明造模成功。

肌酸激酶(CK)通常存在于動物的心臟、肌肉以及腦等組織的細胞質和線粒體中，其中MB型主要存在心肌細胞中。心肌梗死發生時，血清中CK-MB水平迅速提高, 24 h達高峰，在診斷缺血性心臟病中具有重要意義[7]。LDH是催化丙酮酸生成乳酸的酶，在心肌梗死12～24 h亦明顯升高。因此，血清中CK-MB和LDH的含量與心肌損傷和壞死的程度成正相關。MDA是氧自由基引發脂類過氧化反應的產物，其含量高低可反映氧自由基導致組織細胞損傷程度。在生理條件下，氧自由基可發揮殺菌、調節細胞生長等保護作用，但在病理條件下，氧自由基產生及清除的動態平衡被破壞，氧自由基大量產生，而清除減慢，機體則會處于氧化應激狀態。SOD、GSH-PX均為機體重要的內源性抗氧化酶，測定血清SOD及GSH-PX含量可反映機體抗氧化能力的強弱。大量研究[8-10]表明，急性心肌梗死患者或動物模型血清SOD及GSH-PX含量均顯著降低。

番茄紅素是一種純天然抗氧化劑，其抗氧化活性顯著強于維生素E和β-胡蘿卜素，可有效提高機體各種抗氧化酶類的活性，增強機體抗氧化能力[11]。大量研究[12]表明，番茄紅素可有效改善心肌梗死后的心室重構，減少心肌細胞在缺血/再灌注過程中的細胞凋亡。本實驗結果表明，番茄紅素高劑量組可顯著縮小心MIS，且可顯著降低大鼠血清中CK-MB、LDH含量，對缺血心肌有明顯的保護作用。為進一步明確番茄紅素對缺血心肌的保護作用機制，實驗測定了血清中SOD、GSH-PX和MDA在用藥前后的含量變化，結果顯示番茄紅素高劑量組可顯著降低大鼠血清中MDA含量，并可提高血清中SOD的含量，亦可在一定程度上增加GSH-PX含量，提示番茄紅素對心肌缺血的保護作用可能與其增加抗氧化酶活性，減少氧自由基對心肌的氧化損傷有關。

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