丹參酮IIA對急性腦缺血大鼠心肌單相動作電位的影響

趙 靜， 陳 晨

(復旦大學附屬腫瘤醫院心肺功能室， 復旦大學上海醫學院腫瘤學系， 上海 200032)

丹參酮IIA對急性腦缺血大鼠心肌單相動作電位的影響

趙 靜△， 陳 晨

(復旦大學附屬腫瘤醫院心肺功能室， 復旦大學上海醫學院腫瘤學系， 上海 200032)

目的： 觀察丹參酮IIA對急性腦缺血大鼠心肌動作電位的影響。方法：采用改良繩栓法建立急性腦缺血大鼠模型，實驗分為假手術組、急性腦缺血組和丹參酮IIA干預組；對各組大鼠進行神經功能缺損評分，測定心電圖，記錄單相動作電位，試劑盒測定心肌肌鈣蛋白I(cTnI)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)的含量。結果：丹參酮IIA降低腦缺血大鼠的神經功能缺損評分，并減少心電圖異常的發生率與持續時間，延長腦缺血大鼠的有效不應期、復極化50%的時間與復極化90%的時間，降低cTnI和CK-MB含量。結論：丹參酮IIA具有穩定腦缺血大鼠心律的作用，可能與改善心肌缺血的作用有關。

丹參酮IIA； 腦缺血； 動作電位

急性缺血性腦血管病是腦血管疾病中常見的類型之一，占腦外疾病的60%～80%，具有較高的致殘率和致死率，并隨年齡的增長而增加[1]。在腦血循環障礙時，約有25%～80%的患者發生冠脈供血不足的癥狀，稱為腦心綜合征(cerebral-cardiac syndrome，CCS)，尤其在腦卒中與急性顱腦外傷時，病變累及丘腦下部、腦干和自主神經系統導致心血管功能障礙。研究發現延髓損傷時會引起心電生理異常，基底節區與腦干部位出血或梗死引起心肌酶的變化顯著[2]。急性腦卒中導致心血管自主神經功能失調，通過交感神經-腎上腺系統促進兒茶酚胺合成的增加，加重心臟負荷，此外，兒茶酚胺濃度過高會造成心肌損傷，具有心肌毒性，出現心肌復極化障礙，主要體現為心肌自律性和異位起搏點增加[3]。

丹參是常用的活血化瘀的藥物，臨床廣泛用于心腦血管病患者，現代研究發現丹參的藥理作用機制可能是改善微循環，減輕缺血后腦水腫，改善血液流變學等[4]。丹參酮IIA(tanshinone IIA，Tan)是丹參的主要化學成分之一，已有報道指出丹參酮IIA預處理后能夠促進缺血后星形膠質細胞活化增殖，減輕缺血性腦損傷[5]。目前尚無丹參酮IIA對腦缺血后心肌細胞動作電位的研究報道，故本實驗采用丹參酮IIA對腦缺血模型大鼠進行干預，觀察丹參酮IIA對動作電位的影響。

材 料 和 方 法

1 實驗動物和試劑

健康成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠30只， 8～12周齡，體重(240±18)g，清潔級，心電圖無異常，購于北京維通利華實驗動物技術有限公司，動物許可證號為SCXK(京)2012-0001，標準飼料和純凈水喂養，進行適應性飼養1周。

丹參酮IIA購自上海芃碩生物科技有限公司(丹參酮IIA混懸于1%的二甲基亞砜的PBS平衡鹽溶液制成混懸液)；心肌肌鈣蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)試劑盒購自武漢明德生物科技股份有限公司；肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB，CK-MB)試劑盒購自上海蔚霆生物科技有限公司。

2 方法

2.1 實驗分組與腦缺血大鼠模型的建立 將30只大鼠隨機分為3組：假手術(sham)組、急性腦缺血(acute cerebral ischemia，ACI)組和Tan干預組；除假手術組外，其余各組大鼠參考Longa的改良方法[6]，造模前12 h禁食，6 h禁水，稱重后腹腔注射10%水合氯醛(3.5 mL/kg)麻醉，仰臥固定，頸部正中線切開3～4 cm，鈍性分離，暴露左側頸總動脈，鈍性分離左頸總動脈、頸內動脈和頸外動脈，于左頸總動脈穿2根線，一根于近心端打活結，另一根置于頸內、頸外分叉前段打活結，再將一根線在頸外動脈根部結扎，用小動脈夾夾閉頸內動脈。結扎左頸總動脈，于其近心端將注射器針頭刺入挑起，插入線栓，松開動脈夾，繼續推入線栓至左頸總動脈分叉處約18 mm，扎緊左頸總動脈分叉處，逐層縫合。假手術組只進行分離，暴露頸部動脈，不進行結扎，插線栓。造模后，丹參酮IIA干預組大鼠腹腔注射丹參酮IIA 30 mg/kg，每天1次，共給藥15 d，腦缺血組給予同等劑量的溶劑。

2.2 神經功能缺損評分 依據Longa的5分評分標準：無神經缺損為0分；不能完全伸展對側前爪為1分；向對側轉圈者為2分；行走時向對側傾倒為3分；無法行走，意識喪失為4分。模型建立成功標準為1～3分，其余大鼠剔除，隨機補充。

2.3 心電圖記錄 給藥完成后，10%水合氯醛麻醉大鼠，仰臥固定，用針分別插入大鼠的雙上肢和右下肢的皮下，將電極固定在雙上肢和右下肢，使用RM6240生理信號采集處理系統記錄標準II導聯的心電圖。

2.4 單相動作電位記錄 10%水合氯醛麻醉大鼠，仰臥固定，進行氣管插管，連接動物呼吸機，縱向剪開左胸前皮膚，分離筋膜，剪短左胸3～4肋間肋骨，暴露心臟，連接銀絲點擊，記錄心房肌和心室肌動作電位的變化。監測指標包括動作電位幅度(action potential amplitude, APA)、有效不應期(effective refractive period,ERP)、復極化50%的動作電位時程(action potential duration at 50% repolarization，APD50)和復極化90%的動作電位時程(action potential duration at 90% repolarization， APD90)。

2.5 cTnI和CK-MB的測定 給藥完成后，壓迫大鼠雙側頸部血管，眼球充血后，針筒插入目內眥，進入靜脈叢，抽取血液，取血完畢后用脫脂棉球壓迫止血，用相應試劑盒測定cTnI和CK-MB的水平。

3 統計學處理

采用SPSS 13.0統計軟件對所有實驗數據進行分析，實驗數據以均數±標準差(mean±SD)表示，多組間數據采用單因素方差分析，任意兩組數據間的比較采用Bonferroni校正的t檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1 大鼠一般情況的觀察和神經功能缺損評分

假手術組大鼠的精神狀態良好，四肢活動正常，反應靈敏；腦缺血組大鼠較少自助活動，精神不振；丹參酮IIA干預組大鼠精神狀態正常，反應稍顯遲緩。各組大鼠神經功能缺損評分見圖1。

Figure 1.Neural functional deficit score. Mean±SD.n=10.*P<0.05vssham;#P<0.05vsACI.

圖1 神經功能缺損評分

2 心電圖的變化

假手術組大鼠的心電圖顯示正常；腦缺血組大鼠的心電圖異常，且持續時間較長，出現竇性心動過速或過緩、束支傳導阻滯、ST段與T波改變等，恢復較慢，室性心動過速發生率為80%，室性顫動的發生率為70%；丹參酮IIA干預組大鼠較少心電圖異常，持續時間短，出現竇性心動過速或過緩、ST段與T波改變等，恢復較快，室性心動過速發生率為30%，室性顫動的發生率為15%,見圖2。

Figure 2.The changes of electrocardiogram. A: normal electrocardiogram; B: T wave inversion and ST segment depression; C: bundle branch block; D: bradycardia.

圖2 心電圖的變化

3 丹參酮IIA對心室肌細胞動作電位的影響

與假手術組相比，腦缺血組大鼠的APD50和APD90均縮短，差異具有統計學意義，APA的變化差異無統計學顯著性；與腦缺血組大鼠相比，丹參酮IIA干預組大鼠的APD50和APD90均延長，ERP延長，差異具有統計學意義，APA的變化差異無統計學顯著性，見圖3、表1。

Figure 3.The typical images of the action potential.

圖3 各組大鼠心室肌細胞動作電位典型圖譜

表1 丹參酮IIA對心室肌細胞動作電位的影響

*P<0.05vssham;#P<0.05vsACI.

4 丹參酮IIA對cTnI和CK-MB含量的影響

與假手術組相比，腦缺血組大鼠血液的cTnI和CK-MB含量顯著升高；與腦缺血組相比，丹參酮IIA干預組大鼠血液中的cTnI和CK-MB含量明顯下降，見表2。

表2 cTnI和CK-MB含量的變化

Table 2.The concentration changes of cTnI and CK-MB (Mean±SD.n=6)

TreatmentcTnI(ng/L)CK-MB(U/L)Sham0.01±0.013.24±1.24ACI2.34±0.14*75.35±12.43*Tan0.31±0.02*#12.43±2.31*#

*P<0.05vssham;#P<0.05vsACI.

討 論

腦心綜合征主要是指由于腦出血、蛛網膜下腔出血或腦梗死等累及下視丘、腦干和植物神經系統等引起的心律失常、心肌缺血或心肌梗死的一類病癥[7]。研究表明急性腦血管疾病的發生引起繼發性心臟出現器質性損害以及功能變化，嚴重者可至猝死[8]。基于臨床的回顧性調查發現，急性腦病變對心臟調節作用紊亂可能是由于機體處于應激狀態，體內兒茶酚胺水平上升，進而引起冠狀動脈痙攣收縮，進而產生心肌缺血等一系列的心肌器質性和功能性的變化[9]。單相動作電位是完整在體搏動心臟的局部組織動作電位，記錄心臟某一局部多個細胞綜合心電向量的變化，能準確地反映在體心臟的電生理指標變化。缺血時心肌細胞的ATP通道開放，大量K+外流，加速心肌細胞復極化，縮短動作電位的時程，Ca2+內流減少，心肌收縮力減弱。有效不應期是心肌電穩定性的重要指標之一，與動作電位時程之間具有緊密的時間關系，有效不應期延長，不易產生興奮，消除折返。局部有效不應期的明顯延長或縮短會導致有效不應期發生離散的機率增加，容易使興奮在傳導中局部受阻形成折返，產生心律失常。丹參酮IIA可減輕缺血引起的心室肌電生理變化，使得動作電位時程縮短，APD縮短。給予丹參酮IIA干預后，腦缺血大鼠的有效不應期增長，復極化50%的時間與復極化90%的時間均延長，推測丹參酮IIA可能通過延長心肌動作電位的有效不應期，調整因腦缺血引起的心肌細胞有效不應期不規則的狀況，從而降低心律不齊發生的概率，進而就有穩定心律的作用。

cTnI特異性低分布于心肌組織，是心肌損傷的高敏感和特異性的標志物，對于臨床上對急性冠狀動脈綜合征患者心肌缺血的判斷具有重要意義，是診斷心肌梗死的首要指標[10]。肌酸激酶主要存在于脊椎動物的心臟、骨骼肌以及腦等組織的線粒體和細胞質中，CK-MB是磷酸激酶的同工酶，主要來源于心肌。心肌中CK-MB的含量主要占肌酸激酶總量的15%～25%，因此，在心肌損傷中，尤其是急性心肌梗死時，CK-MB含量的測定對診斷具有重要的臨床意義[11-12]。本實驗研究發現丹參酮IIA能夠下調腦缺血引起的cTnI和CK-MB含量的升高，推測丹參酮IIA可能具有改善心臟功能的作用，對急性缺血損傷心肌具有一定的保護作用。其具體的作用機制還需進一步的實驗。

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(責任編輯： 林白霜， 羅 森)

Effects of tanshinone IIA on cardiac monophasic action potential in acute cerebral ischemia rats

ZHAO Jing, CHEN Chen

(DepartmentofCardio-PulmonaryFunction,FudanUniversityShanghaiCancerCenter,DepartmentofOncology,FudanUniversityShanghaiMedicalCollege,Shanghai200032,China.E-mail:ruguo_jing@126.com)

AIM: To investigate the effects of tanshinone IIA (Tan) on cardiac action potential in rats with acute cerebral ischemia (ACI). METHODS: ACI was established in rats accordingly. Animals were divided into 3 groups: sham group, ACI group, and ACI with Tan treatment group. The defect of neural function in each group was graded, electrocardiogram was measured, monophasic action potential was recorded, and the levels of cardiac troponin I (cTnI) and creatine kinase-MB (CK-MB) were examined by commercially available kits. RESULTS: Compared with ACI group, Tan significantly decreased the scores of the defect of neural function, reduced the incidence and duration of the abnormalities in electrocardiogram, prolonged the effective refractory period, action potential duration at 50% repolarization and action potential duration at 90% repolarization, and inhibited the elevation of cTnI and CK-MB levels. CONCLUSION: Tan maintains a stable heart rhythm in ACI rats, which may be related to its protective effect on ischemic myocardium.

Tanshinone IIA; Cerebral ischemia; Action potential

1000- 4718(2016)12- 2291- 04

2016- 08- 09

2016- 10- 14

R363; R915

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2016.12.029

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