霍志軍, 趙 珍, 郭月芳, 王志勇, 謝 煒, 梅其炳, 劉 莉
(中國醫藥工業研究總院上海醫藥工業研究院藥理評價研究中心,上海市成藥性評價研究中心,創新藥物與制藥工藝國家重點實驗室,上海200040)
[科研報道]
脈君安降壓舒張大鼠胸主動脈環的物質基礎
霍志軍, 趙 珍, 郭月芳, 王志勇, 謝 煒, 梅其炳*, 劉 莉*
(中國醫藥工業研究總院上海醫藥工業研究院藥理評價研究中心,上海市成藥性評價研究中心,創新藥物與制藥工藝國家重點實驗室,上海200040)
目的探討脈君安降壓特點、降壓機制及其物質基礎。方法(1)降壓研究:6只WKY大鼠為正常對照組,18只自發性高血壓大鼠根據血壓均勻分為模型對照組、脈君安組和硝苯地平組,單次灌胃給藥,給藥1 h后測量大鼠收縮壓,之后給藥劑量減半,每天一次,連續給藥6周后再次測量大鼠的收縮壓。(2)舒張血管研究:與降壓研究相對應,分為單次給藥和6周連續多次給藥進行研究,分離大鼠胸主動脈環,觀察脈君安、鉤藤+葛根、鉤藤、葛根、氫氯噻嗪、硝苯地平對抗氯化鉀引起大鼠胸主動脈環收縮的作用。結果(1)降壓研究:脈君安單次給藥可使大鼠收縮壓下降2.8 kPa,連續給藥6周,可顯著降低收縮壓1.9~2.7 kPa,并呈現降壓作用持久、穩定的特點。(2)機制研究:脈君安單次給藥以及6周連續多次給藥均可對抗K+引起血管收縮作用,抑制率分別為40.5%和39.8%。(3)物質基礎研究:單次給藥后,脈君安組方成分氫氯噻嗪、鉤藤對氯化鉀引起離體血管環收縮無對抗作用,而葛根則具有顯著的抑制K+收縮血管作用,抑制率為46.7%;6周多次給藥,葛根對氯化鉀引起大鼠主動脈環收縮的抑制率為38.6%,高于鉤藤的22.8%。結論脈君安單次給藥可降低血壓,多次給藥具有穩定、持久地降低血壓作用,機制研究表明脈君安可通過舒張血管降低收縮壓,其藥味中葛根效果要好于鉤藤,是其舒張血管的主要物質基礎。
胸主動脈環;脈君安;KC1;葛根;降壓;鉤藤
高血壓是心腦血管疾病發生的主要危險因素,如心力衰竭、腦卒中、主動脈瘤、腎功能衰竭等[1]。中醫對于高血壓癥狀的描述以及治療早有記載,如 “肝陽”、“眩暈”、“頭風”、“肝風”,“本虛以腎陰虧虛為主,標示以肝陽上亢”等[2]。目前的降壓藥,雖然降壓作用迅速,但是血壓呈現明顯 “峰、谷”差異,即血壓波動性大,對于老年高血壓患者,血壓的波動是導致心腦血管意外的重要因素[3]。相比之下,中藥降壓藥雖然降壓強度不如西藥,但是具有降壓穩定、作用持久、不易反彈的特點[4],且根據患者癥狀進行辨證論治,在改善患者癥狀、逆轉靶器官損傷、減少并發癥以及提高患者生活質量方面均具有顯著優勢。脈君安是復方降壓藥,收載于 《中藥部頒標準》第十二冊,屬于國家中藥保護產品、國家醫保目錄品種,臨床上可用于緩進型高血壓Ⅰ、Ⅱ型患者,尤其適合肝陽上亢型高血壓患者[5]。但脈君安降壓作用機制以及與氫氯噻嗪合用的協同作用尚不清楚,因此本實驗采用氯化鉀引起大鼠主動脈環收縮模型,觀察脈君安降壓的作用機制,并采用拆方研究脈君安的降壓物質基礎。
1.1 藥品與試劑 KC1(國藥集團化學試劑有限公司,批號F20101020),CaC12(阿拉丁試劑 [上海]有限公司,批號43105);無水葡萄糖 (國藥集團化學試劑有限公司,批號20090319);MgSO4(國藥集團化學試劑有限公司,批號F20070924);NaC1(國藥集團化學試劑有限公司,批號F20091118);NaHCO3(國藥集團化學試劑有限公司,批號F20090616);KH2PO4(國藥集團化學試劑有限公司,批號F20060623);羧甲基纖維素鈉 (國藥集團化學試劑有限公司,批號F20081015);脈君安片 (批號120130);氫氯噻嗪、鉤藤 (提取物)、葛根 (提取物+生藥粉),均由武漢中聯藥業集團股份有限公司提供。陽性對照藥硝苯地平片(上海信誼天平藥業有限公司,批號38110905)。
1.2 儀器 LH586-1型恒溫水槽 (上海市科樂理化機械廠);JZJ01H型肌肉張力換能器 (成都儀器廠);SQG4型四腔器官浴槽系統 (成都儀器廠);RM6240BD型多導生理信號采集處理系統(成都儀器廠);Sartorius BS 110S電子天平 (北京賽多利斯天平有限公司);PGL精密天平 (艾德姆衡器 [武漢]有限公司);BP-98A動物無創血壓計(北京軟隆生物技術有限公司)。
1.3 實驗動物 成年雄性SPF級自發性高血壓大鼠(SHR)18只,WKY大鼠6只,體質量200~250 g,均購自北京維通利華實驗動物技術有限公司 (實驗動物生產許可證號SCXK[京]2012-0001,實驗動物使用許可證號SYXK[滬]2009-0068);成年雄性SD大鼠,84只,體質量230~280 g,購自上海西普爾-必凱實驗動物有限公司(實驗動物生產許可證號SCXK[滬]2008-0016,實驗動物使用許可證號SYXK[滬]2009-0068)。所有大鼠飼養于SPF級小動物屏障系統 [室溫 (23.0±1.0)℃,相對濕度50.0%~70.0%,人工照明模擬晝夜變化,自由進食與飲水],適應性飼養1周后開始實驗。本研究中使用的動物均通過中心倫理委員會審核并批準。
1.4 大鼠尾動脈血壓測定[6]6只WKY大鼠設為正常對照組,18只SHR根據血壓均勻隨機分為模型對照組、脈君安給藥組以及硝苯地平組 (每組n=6)。用BP-98A動物無創血壓計進行血壓測定,重復3次,取平均值。實驗分兩步進行,首先單次灌胃給予受試藥物,給藥1 h后測量各組大鼠收縮壓,給藥劑量為脈君安組4.2 g/kg、硝苯地平組10 mg/kg、模型對照組和正常對照組給予溶劑 (0.5% CMC-Na)10.0 m L/kg;之后給藥組劑量減半,每天給予受試藥物1次,給藥1 h后測量各組大鼠收縮壓,連續給藥6周,期間每周測體質量一次,根據體質量調整給藥量。
1.5 主動脈環收縮實驗分組及給藥 取84只SD大鼠,分為兩批實驗:(1)42只SD大鼠隨機分為7組,每組6只,即葛根組(3.6 g/kg),鉤藤組(1.6 g/kg),鉤藤+葛根組(1.6+3.6 g/kg),脈君安組(4.2 g/kg),溶劑對照組(0.5%CMC-Na,10.0 mL/kg),氫氯噻嗪組(20.0 mg/kg),硝苯地平組 (10.0 mg/kg)。僅給藥1次,給藥1 h后用12.0%的水合氯醛腹腔注射麻醉 (360.0 mg/kg)后進行實驗。(2)42只SD大鼠隨機分為7組,每組6只。即為鉤藤組(0.8 g/kg),葛根組(1.8 g/kg),鉤藤+葛根組(0.8+1.8 g/kg),脈君安組(2.1 g/kg),溶劑對照(0.5%CMC-Na,10.0 mL/kg),氫氯噻嗪組(10.0 mg/kg),硝苯地平組 (5.0 mg/kg)。每天給藥1次,連續給藥6周,期間根據每周更新的體質量表調整給藥量,給藥結束后,用12.0%的水合氯醛腹腔注射麻醉 (360.0 mg/kg)開始實驗。
1.6 主動脈環舒張能力測定[7]大鼠麻醉后迅速打開胸腔,取位置相對固定的胸主動脈,制備2 cm長的血管條,用Krebs-Hense1eit營養液[組成(mo1/L):KC14.7,NaC1 118.3,CaC122.5,MgSO41.2,KH2PO41.2,NaHCO325.0,葡萄糖5.6]沖洗至無血跡后移入含95.0%O2、5.0%CO2飽和的Krebs-Hense1eit營養液的培養皿內(冰水浴)。分離胸主動脈周圍的脂肪組織后截取2.0~3.0 mm長的4個胸主動脈環條,用蛙心夾固定,下端固定于10.0 cm的浴槽中,上端連接張力換能器。槽中為Krebs-Hense1eit營養液,浴槽恒溫37.0℃,并且通入95.0%O2+5.0%CO2的混合氣體。標本前負荷調整為1.0 g,平衡60 min,每15 min更換一次營養液。待其穩定后,沿浴槽壁緩慢加入高鉀溶液(KC1),在血管環收縮達到最大幅度后穩定3~5 min,再次加入高鉀溶液,重復刺激5次,記錄每次最大收縮張力值,并統計分析每個濃度的張力增加值。最后計算出各給藥組收縮力抑制率,計算公式:抑制率 (%)=(KC1引起的最大收縮力—不同藥物給藥后的收縮力)/KC1引起的最大收縮力 ×100%
2.1 脈君安對SHR收縮壓的影響 如圖1、圖2所示,單次給藥1 h后,脈君安既可降低SHR收縮壓2.8 kPa,與模型組(21.1±1.1 vs 23.8±1.0,P=0.003)、給藥前血壓相比(21.1±1.1 vs 23.9±1.8,P=0.003)均具有顯著性差異 (P<0.01)。連續給藥6周后,模型組SHR收縮壓為(26.5±1.6)kPa,而給予脈君安的SHR,血壓維持在(21.7±1.5)kPa,與模型組相比具有顯著性差異 (P<0.01)。

圖1 脈君安單次給藥對SHR收縮壓的影響(n=6,)
2.2 脈君安降低收縮壓的機制研究 收縮壓是在心臟收縮時動脈內壁的壓力,因此舒張血管是降低收縮壓最直接因素之一,由圖3可知,脈君安單次給藥可對抗高鉀引起的大鼠血管環收縮。當K+離子濃度在30.0、40.0、50.0 mmo1/L時,脈君安拮抗血管的收縮作用與空白對照組(0.5%CMC-Na)相比呈現顯著差異。而脈君安連續給藥6周后 (圖4),對高鉀引起大鼠離體血管環收縮的拮抗作用顯著,從K+溶液20.0mmo1/L濃度開始即出現顯著的對抗作用 (P<0.01)。

圖2 脈君安連續給藥6周后對SHR收縮壓的影響(n=6,)

圖3 脈君安單次給藥對氯化鉀引起大鼠血管環收縮的影響 (,n=6)

圖4 脈君安連續給藥6周后對氯化鉀引起大鼠血管環收縮的影響 (,n=6)
2.3 脈君安舒張血管的主要物質基礎 脈君安由鉤藤、葛根和氫氯噻嗪組成。研究表明,氫氯噻嗪無直接血管舒張作用單次給藥,而葛根呈現出明顯對抗高鉀引起血管收縮的作用,從K+濃度20.0mmo1/L開始即呈現顯著性對抗作用 (P<0.01);鉤藤+葛根對高鉀引起血管環收縮的對抗作用與脈君安相似,抑制率分別為39.1%和40.5%;而鉤藤對高鉀引起血管環收縮的對抗作用則不顯著 (P>0.05)(見圖5)。將葛根+鉤藤的劑量減半,連續給藥6周后,從K+濃度20.0 mmo1/L開始,鉤藤、葛根均呈現明顯對抗高鉀引起的大鼠離體血管環收縮的作用,抑制率分別為鉤藤22.8%,葛根38.6%。鉤藤+葛根抑制率為40.3%,接近脈君安組的39.8% (見圖6),而氫氯噻嗪張力增加值與空白對照無顯著性差異。提示,脈君安組方中對抗氯化鉀引起大鼠離體胸主動脈血管環收縮的主要物質基礎為葛根。

圖5 脈君安及其組分單次給藥對抗氯化鉀引起大鼠血管環收縮的影響 (,n=6)

圖6 脈君安及其組分連續給藥6周對抗氯化鉀引起正常大鼠血管環收縮的影響 (,n=6)
高血壓是常見的嚴重危害人類健康的心血管系統疾病,其發病率和死亡率均位居前列,且呈逐年增長趨勢。復方降壓藥脈君安由鉤藤、葛根和氫氯噻嗪組成,臨床用藥呈現良好的降壓作用。外周血管阻力改變是影響血壓的主要因素之一,調節血管平滑肌的收縮/舒張功能可有效改善外周血管阻力[8]。血管平滑肌的收縮/舒張功能調節機制十分復雜,其中細胞膜鈣電流是引起平滑肌收縮的關鍵因子[9]。氯化鉀可引起平滑肌細胞去極化,激活電壓依賴性鈣離子通道進而產生收縮作用[10]。因此本實驗通過對高鉀引起大鼠主動脈環收縮的實驗研究脈君安及其中藥組分對血管平滑肌收縮的影響。
在本研究中,脈君安單次給藥以及連續給藥6周,均可降低SHR收縮壓。單次給予脈君安后,SHR收縮壓下降2.8 kPa,連續給藥6周后,脈君安對收縮壓的影響呈現先降低,后小幅上升,然后維持血壓平穩的特點。在氯化鉀引起主動脈收縮的實驗中,脈君安單次給藥以及連續給藥6周均有拮抗血管平滑肌收縮的作用,抑制率分別為40.5%和39.8%,說明脈君安可通過舒張血管來降低收縮壓。氫氯噻嗪作為臨床常用的利尿降壓藥,無直接舒張血管作用[11],本實驗研究對此也加以證實。對脈君安中藥組成鉤藤+葛根進行拆方研究,并觀察其對氯化鉀引起大鼠主動脈環收縮的影響。單次給藥,鉤藤+葛根拮抗K+引起血管收縮的抑制率為39.1%,脈君安為40.5%,而連續6周給藥,鉤藤+葛根拮抗K+引起血管收縮的抑制率為40.3%,脈君安為39.8%,其抑制率不論單次給藥還是多次反復給藥均與脈君安接近。舒張血管作用的物質基礎研究中,鉤藤單次給藥對氯化鉀引起離體血管環收縮無拮抗作用,而長期反復給藥則呈現一定的舒張血管作用,但據文獻報道,鉤藤降壓和舒張外周血管的原理主要是直接和反射性抑制血管運動中樞、阻滯交感神經及其神經節有關,其活性成分鉤藤堿能抑制K+誘導的細胞鈣離子電流傳遞進而擴張動脈血管,但與用藥的持續時間有關[12],本實驗研究結果符合這一論述。葛根可通過抑制腎上腺素受體介導的血管平滑肌細胞外鈣離子內流產生擴血管作用[13],此外,葛根素還有內皮依賴性舒張血管作用[14],能增強NOS活性,調節血管內皮收縮/舒張因子 (ET/NO)的含量發揮舒張血管作用,本實驗研究中,葛根單次給藥對氯化鉀引起大鼠主動脈環收縮的抑制率最高,為46.7%,從高K+20.0 mmo1/L開始就顯著性低于對照組(P<0.01),并且均低于同一濃度的其他組升高幅度。多次反復給藥,葛根對氯化鉀引起大鼠主動脈環收縮的抑制率為38.6%,高于鉤藤組的22.8%。綜上可知,鉤藤、葛根是脈君安舒張血管作用的物質基礎,其中葛根發揮主要作用。
離體血管灌流是一種操作簡便、經典實用的研究方法,可以更直觀地研究生物活性物質對血管舒張/收縮功能的影響[15],本實驗雖然發現葛根是脈君安血管舒張作用的主要物質基礎,但是葛根中活性物質較多,有待對其提取物做進一步研究。
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R285.5
B
1001-1528(2015)08-1803-04
10.3969/j.issn.1001-1528.2015.08.037
2014-03-25
霍志軍 (1987—),男,碩士,研究方向為心血管藥理。Te1:(021)55514600353,E-mai1:qinyuan-301@sina.com
*通信作者:梅其炳 (1953—),男,教授,博士生導師,研究方向為心腦血管藥理學。Te1:(021)65449361,E-mai1:qbmei@fmmu.edu.cn
劉 莉,女,研究員,博士生導師,研究方向為中藥調節免疫及中藥預防消化系統疾病。E-mai1:1iu1i1129@hotmai1.com