大蒜素對異丙腎上腺素致大鼠心肌缺血損傷的保護作用

趙文萃， 張 琦， 王艷萍， 劉 丹， 宋海燕

（解放軍第二○八醫院，吉林長春130000）

大蒜素對異丙腎上腺素致大鼠心肌缺血損傷的保護作用

趙文萃， 張 琦*， 王艷萍， 劉 丹， 宋海燕

（解放軍第二○八醫院，吉林長春130000）

目的研究大蒜素對異丙腎上腺素致大鼠心肌缺血損傷的保護作用。方法采用腹腔注射鹽酸異丙腎上腺素（ISO）誘導大鼠心肌缺血損傷模型，考察大蒜素對大鼠心肌缺血時血清心肌酶、超氧化物歧化酶 （SOD）活性和丙二醛 （MDA）的影響，通過HE染色觀察心肌組織病理變化。結果大蒜素可降低血清中心肌酶活性，升高SOD活性，降低MDA水平，減輕缺血心肌組織的病理損傷程度。結論大蒜素對異丙腎上腺素致大鼠心肌缺血損傷具有保護作用。

大蒜素；心肌缺血；異丙腎上腺素

大蒜素是從百合科蔥屬植物大蒜的鱗莖中提取的一種有機硫化物，為大蒜的主要生物活性成分，化學名為二烯丙基三硫化物（diallyl trisulfide，DATS）［1-2］。

近年來，隨著大蒜素應用的展開，學者對大蒜素的藥理作用進行了多方面的研究，已有報道大蒜素具有防治心血管疾病、抗腫瘤、抗微生物活性、提高機體免疫力等多種藥理作用［2］。目前，大蒜素在防治心血管疾病領域的研究也越來越受到重視［3-4］。本實驗以腹腔注射異丙腎上腺素（ISO）誘導大鼠心肌缺血損傷，觀察大蒜素預處理在大鼠心肌缺血損傷中的影響，并對其保護受損心肌作用的機制進行初步的探討。

1 材料

1.1 儀器 CP225D微量電子天平 （北京賽多利斯儀器系統有限公司）；UV-3200S紫外可見分光光度計 （上海美譜達儀器有限公司）；TN-100C（Ⅱ）托盤扭力天平 （上海良平儀器儀表有限公司）；TDL-5B離心機 （上海菲恰爾分析儀器有限司）；電子恒溫水浴鍋 （北京中興偉業儀器有限公司）；CS-600B全自動生化分析儀 （長春迪瑞實業有限公司）；JLT-A型切片、包埋專用冷臺 （天津市久圣醫療電子儀器有限公司）；ZH-3型石蠟切片機 （沈陽天道縱橫科技有限公司）；LeicaTP1020全自動脫水機 （北京嘉信科技有限公司）；OLYMPUS BX51顯微鏡（上海優浦科學儀器有限公司）。

1.2 試劑 超氧化物歧化酶試劑盒 （SOD，南京建成生物工程研究所，批號20140305）；丙二醛試劑盒 （MDA，南京建成生物工程研究所，批號20140220）；丹參川芎嗪注射液 （貴州拜特制藥有限公司，規格為5 mL/支，批號20131213）；鹽酸異丙腎上腺素注射液 （ISO，上海禾豐制藥有限公司，規格為2 mL∶1 mg，批號20130725）；大蒜素粗提取液 （解放軍第208醫院藥劑科實驗室自制）；重蒸水。

1.3 動物 健康Wistar大鼠，體質量200～220 g，雄性，由長春市億斯實驗動物技術有限責任公司提供，許可證號：SCXK（吉）2011-0004。

2 方法

2.1 分組與給藥 Wistar大鼠72只，隨機分成6組，每組12只，空白對照組、模型組、陽性對照丹參川芎嗪注射液組 （2 m L/kg），大蒜素低劑量組（20 mg/kg）、中劑量組 （40 mg/kg）、高劑量組 （60 mg/kg）［5］。按體質量5 mL/kg腹腔注射給藥，每天給藥1次，連續7 d［6］，空白對照組和模型組分別給予相同體積生理鹽水。

2.2 動物模型制備［7-8］第6天、第7天給藥后1 h，除空白對照組腹腔注射等容量生理鹽水外，其余各組均腹腔注射造模藥物鹽酸異丙腎上腺素（ISO）10 mg/kg，給藥體積20 mL/kg，連續2 d，建立大鼠心肌缺血模型。

2.3 指標檢測

2.3.1 血清心肌酶的測定［9-10］末次給藥后24 h，用10%水合氯醛 （350 mg/kg）腹腔注射麻醉大鼠后，腹主動脈取血，于3 500 r/min離心10 min，分離血清，用全自動生化分析儀測定α-羥丁酸脫氫酶 （α-HBDH）、乳酸脫氫酶（LDH）、肌酸激酶 （CK）、肌酸激酶同工酶 （CK-MB）、谷草轉氨酶 （AST）的活性。

2.3.2 血清超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）水平的測定 將 “2.3.1”項下分離得到的血清，嚴格按試劑盒說明書要求檢測血清中SOD活性和MDA水平。

2.3.3 心肌組織病理學檢查 取血后，處死大鼠，迅速取出心臟，用生理鹽水沖洗，洗去血漬，去掉大血管及心臟外結締組織等，濾紙吸干，稱定質量。于10%的甲醛溶液中固定標本，經常規脫水，石蠟包埋，4～5μm厚連續切片，蘇木素-伊紅 （HE）染色，光學顯微鏡下進行心肌組織病理學檢查。

3 統計學分析

組間比較，采用t檢驗，數據以均數x±s標準差表示。

4 結果

4.1 造模后大鼠一般情況 腹腔注射ISO建立心肌缺血模型后，有少數動物死亡，其中第1次注射ISO 2 h后模型組死亡1只，5 h后大蒜素低劑量組死亡1只，第2次注射ISO 2 h后模型組死亡1只，24 h后大蒜素低劑量組和大蒜素中劑量組各死亡1只，分析大鼠急性死亡的主要原因可能是因為注射ISO后，造成血管收縮過于強烈而引起了心肌急性缺血和肺血管收縮，慢性死亡原因大多數是因為心力衰竭［11］。大鼠造模后，表現為聳毛，毛無光澤，弓背，喜歡扎堆，少動，反應比較遲鈍，可能因為造模刺激導致大鼠生理機能降低。

4.2 大蒜素對心肌缺血損傷大鼠血清心肌酶活性的影響

與空白對照組比較，模型組大鼠血清中的α-HBDH、LDH、CK、CK-MB及AST的活性明顯升高（P＜0.01）；與模型組比較，大蒜素低、中、高3個劑量及陽性對照丹參川芎嗪注射液組血清中α-HBDH、LDH、CK、CK-MB及AST的活性明顯降低 （P＜0.05或P＜0.01）；大蒜素低、中劑量組較大蒜素高劑量組和陽性對照丹參川芎嗪注射液組5種心肌酶活性高 （P＜0.05），大蒜素高劑量藥物組與陽性對照丹參川芎嗪注射液組無顯著性差異 （P＞0.05），結果見表1。

表1 大蒜素對心肌缺血損傷大鼠血清中α-HBDH、LDH、CK、CK-MB及AST活性的影響（n=10，x±s）

4.3 大蒜素對心肌缺血大鼠血清中SOD活性及MDA水平的影響 與空白對照組比較，模型組血清中SOD的活性顯著降低 （P＜0.01），而MDA水平顯著增高 （P＜0.01），與模型組比較，大蒜素不同劑量組，陽性對照丹參川芎嗪注射液組腹腔注射給藥后，均可明顯增高血清中SOD的活性（P＜0.01或P＜0.05），降低MDA的水平（P＜0.01或P＜0.05），其中大蒜素高劑量藥物組較陽性對照丹參川芎嗪注射液組SOD的活性、MDA的水平均增高（P＜0.05），大蒜素高劑量組較大蒜素低劑量組、大蒜素中劑量組效果好 （P＜0.05），大蒜素低、中劑量無顯著性差異（P＞0.05），結果見表2。

4.4 大蒜素對心肌缺血損傷大鼠心肌組織HE染色改變的影響 心肌組織HE染色結果如圖1所示。

表2 大蒜素對心肌缺血損傷大鼠血清中SOD活性及M DA水平的影響（n=10，x±s）

圖1 各組心肌組織HE染色結果 （×400）

光鏡下觀察可見，空白對照組心肌纖維排列整齊，內縱、中環、外斜三層排列有序；心內膜光滑完整，瓣膜菲薄，心肌細胞染色正常，胞漿嗜伊紅，橫紋清晰可辨，胞核卵圓形，居中 （見圖1A）。模型組心肌纖維損傷彌漫大片狀，尤以心肌內縱層為著，心肌細胞濁腫，顆粒變性，橫紋消失；壞死區心肌細胞漿崩解，消失，僅存肌膜，間質粘液水腫樣變性及淋巴細胞、纖維母細胞和單核細胞浸潤 （見圖1B）。陽性對照丹參川芎嗪注射液組較模型組的心肌組織改變輕微，小灶狀壞死，主要在內縱層的1/3～1/2處；少數細胞崩解，胞漿消失及炎細胞浸潤，間質水腫 （見圖1C）。大蒜素低劑量組心肌纖維大片狀損傷，病變主要在內縱層1/2～2/3處；大部分肌細胞濁腫，黏液變性，橫紋模糊不清，壞死細胞漿溶解，細胞核殘留并且淋巴細胞、單核細胞等炎細胞浸潤 （見圖1D）。大蒜素中劑量組心肌細胞損傷小片狀，以內縱層1/2為著；心肌細胞片狀壞死，胞漿溶解，消失，細胞核密集等，間質炎細胞浸潤，壞死區周邊心肌細胞顆粒變性，橫紋辨認困難 （見圖1E）。大蒜素高劑量組心肌結構基本完整；僅見點灶狀壞死區，肌纖維細胞排列整齊，間質輕度水腫，橫紋尚可辨，部分粘液變性 （見圖1F）。HE切片染色結果顯示，大蒜素高劑量組對心肌損傷的改善最明顯，其心肌組織改變最輕，大蒜素高劑量組對心肌保護作用強于陽性對照丹參川芎嗪注射液組、大蒜素低、中劑量組，陽性對照丹參川芎嗪注射液組強于大蒜素低、中劑量組，大蒜素中劑量組強于大蒜素低劑量組。

5 討論

鹽酸異丙腎上腺素是一種人工合成的兒茶酚胺類β腎上腺素受體激動劑，可使冠狀動脈發生痙攣，激活心肌細胞β1受體，增加心肌耗氧量，使心肌缺血，缺氧［12］。心肌缺血時會改變心肌細胞膜的通透性，使細胞內的心肌酶大量流入血液中，故臨床多以血清心肌酶學的異常作為診斷心肌缺血的依據。

脂質過氧化可導致心肌缺血性損傷，MDA為脂質過氧化的終產物，因此血清中MDA水平上升，可間接的反映心肌細胞過氧化反應的程度；SOD具有清除氧自由基的能力，可保護心肌細胞的損傷。

正常心肌組織HE染色表現為心肌排列整齊，細胞形態完整，細胞質染色比較均勻，界限分明，細胞核清晰可見。心肌組織損傷時，HE染色表現為心肌排列紊亂，形態改變，橫紋消失，壞死及炎性細胞大片出現浸潤現象。因此可根據HE染色后的顯微鏡下觀察心肌組織病理變化，來判斷心肌細胞的損傷程度。

本實驗結果顯示，與模型組比較，大蒜素低、中、高三個劑量組均能顯著降低大鼠心肌缺血時血清中心肌酶的活性 （P＜0.05），同時還可使大鼠心肌缺血時血清中MDA的含量顯著降低 （P＜0.05），SOD的活性顯著增高 （P＜0.05）。心肌組織HE染色結果顯示，與模型組比較，大蒜素高劑量預處理組的大鼠心肌細胞的損傷程度明顯輕，表明大蒜素對ISO致大鼠心肌缺血具有較好的保護作用，其機制可能與大蒜素能增加血清中SOD的水平，而清除氧自由基，抑制了脂質過氧化反應有關。大蒜素高、中、低劑量組對心肌的保護作用與劑量有一定的相關性。

心血管疾病一直以來都是威脅人類健康的重大疾病，目前對治療心血管疾病藥物的研究也越來越重視，已有多數文獻報道大蒜素具有降血壓，降血脂，抗心律失常等多種藥理作用［13-15］。本實驗結果提示大蒜素具有受損心肌的保護作用。

綜上所述，大蒜素通過降低大鼠心肌缺血時血清心肌酶的活性，確保明顯降低血清中MDA的水平，提高SOD的活性，有效緩解大鼠心肌損傷程度，為今后臨床對于治療缺血性心血管疾病提供參考依據。

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：1001-1528（2015）06-1347-04

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.06.043

2014-06-11

趙文萃（1972—），女，碩士，主管藥師，從事藥學研究。Tel：（0431）86988187，E-mail：zhaowencui208@126.com

*通信作者：張 琦 （1984—），女，博士，主管藥師，從事藥學研究。Tel：（0431）86988187，E-mail：zqi8229@126.com