玉米須多糖對大鼠心肌缺血再灌注損傷的保護作用研究

王 明,王賀元

(1.沈陽醫學院附屬中心醫院 普外四科，遼寧 沈陽110000;2.吉林大學第一醫院 內分泌代謝科,吉林 長春130021)

玉米須為禾本科植物玉蜀黍(Zea mays L.)的干燥花柱和柱頭，是常用中藥材[1,2]。玉米須多糖(Stigma Maydis Polysaccharide)是玉米須的主要活性成分，現代藥理研究表明，玉米須多糖具有抗氧化、清除自由基、降血糖、免疫調節、抗腫瘤等多種功效，且安全無副作用[3-5]。本研究通過建立大鼠心肌缺血再灌注損傷模型，探討玉米須多糖對大鼠心肌缺血再灌注損傷的保護作用。

1 材料與方法

1.1 材料75只健康Wistar大鼠，SPF級，體重(200±20)g，購自遼寧長生生物技術股份有限公式，合格證號：SCXK(遼)2016-0005；玉米須多糖，由吉林大學食品科學與工程實驗室提供；天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)、乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素(IL)-1β、IL-6酶聯免疫試劑盒均購自于南京建成生物科技有限公司；其它試劑均為分析純，購自于國藥集團化學試劑有限公司；去離子水，電導率18.2 MΩ/cm，自制。

1.2 實驗動物分組將75只實驗用大鼠適應性喂養5 d，按照隨機數字表達方法將大鼠分為假手術組、I/R模型組、玉米須多糖低劑量組(100 mg/kg)、玉米須多糖中劑量組(200 mg/kg)、玉米須多糖高劑量組(400 mg/kg),每組15只。其中假手術組和I/R模型組每天采用與藥物組等量的飲用水灌胃。

1.3 I/R模型建立除假手術組外，其余各組均參照文獻[6,7]建立I/R模型。以烏拉坦1 g/kg腹腔注射對大鼠實施麻醉，氣管切開插管，連接呼吸機支持呼吸，設置參數為頻率60次/min，潮氣量20 ml/kg，此狀態下穩定10 min，之后分離右側頸總動脈，插管入左心室，沿著胸骨左緣切開第3-4肋，打開胸腔，剪開心包，暴露心臟，于左心耳下緣約0.1-0.15 cm處用5/0號線穿線結扎冠狀動脈左前降支，阻斷冠脈血流，結扎，心電圖監測ST段明顯抬高或T波段高聳，造成心肌缺血。30 min后松開結扎線逐漸恢復血流灌注，心電圖顯示ST段下降50%以上或高聳的T波段得到恢復，說明心肌缺血再灌注成功，進行再灌注120 min。假手術組冠狀動脈左前降支只穿線不結扎，其它操作完全與模型建立組一致。

1.4 心肌梗死面積測定采用2，3，5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法測定心肌梗死面積，將大鼠處死取出心臟，生理鹽水清洗干凈，-20℃冷凍30 min，之后取出切片，于1%TTC溶液中，37℃水浴震蕩器中避光染色15 min，缺血灶呈蒼白色，正常組織呈紅色。利用ImageJ1.46圖像處理軟件計算心肌梗死面積。

1.5 血漿心肌酶測定將實驗大鼠采血后，于3 500 r/min離心10 min，取上清液備用，按照試劑盒說明書的方法測定血漿中AST、LDH、CK含量。

1.6 血漿氧化應激酶學測定將實驗大鼠采血后，于3 500 r/min離心10 min，取上清液備用，按照試劑盒說明書的方法測定血漿中SOD、GSH-Px、MDA含量。

1.7 炎性因子測定將實驗大鼠采血后，于3 500 r/min離心10 min，取上清液備用，按照試劑盒說明書的方法測定血漿中TNF-α、IL-1β、IL-6含量。

1.8 統計學方法試驗采用SPSS17.0軟件進行數據處理與統計，數值變量用均值±標準差(Mean±SD)來表示，用t檢驗法比較組間樣本均數，以單因素方差分析進行多組間數據比較，以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠心肌梗死面積變化結果各組大鼠心肌梗死面積變化情況如表1所示。結果表明，與I/R模型組相比較，不同劑量玉米須多糖組心肌梗死面積均呈減小趨勢，其中低劑量組、中劑量組P<0.05，具有統計學差異；高劑量組P<0.01，具有顯著統計學差異。

表1 各組心肌缺血再灌注損傷大鼠心肌梗死面積比的變化

2.2 各組大鼠血漿心肌酶變化結果各組大鼠血漿心肌酶變化情況如表2所示。結果表明，與假手術組相比較，I/R模型組AST、LDH及CK的數值變化具有統計學差異(P<0.05)；與I/R模型組相比較，不同劑量玉米須多糖組AST、LDH及CK均呈減小趨勢，各組數值變化具有統計學差異(P<0.05)及顯著統計學差異(P<0.01)。

表2 各組心肌缺血再灌注損傷大鼠血漿心肌酶的變化(n=10)

2.3 各組大鼠血漿氧化應激酶變化結果各組大鼠血漿氧化應激酶變化情況如表3所示。結果表明，與假手術組相比較，I/R模型組SOD、GSH-Px及MDA的數值變化具有統計學差異(P<0.05)；與I/R模型組相比較，不同劑量玉米須多糖組SOD、GSH-Px呈上升趨勢，MDA呈減小趨勢，各組數值變化具有統計學差異(P<0.05)及顯著統計學差異(P<0.01)。

表3 各組心肌缺血再灌注損傷大鼠血漿氧化應激酶的變化(n=10)

2.4 各組大鼠炎性因子變化結果各組大鼠炎性因子變化情況如表4所示。結果表明，與假手術組相比較，I/R模型組TNF-α、IL-1β及IL-6的數值變化具有統計學差異(P<0.05)；與I/R模型組相比較，不同劑量玉米須多糖組TNF-α、IL-1β及IL-6均呈減小趨勢，各組數值變化具有統計學差異(P<0.05)及顯著統計學差異(P<0.01)。

表4 各組心肌缺血再灌注損傷大鼠炎性因子的變化(n=10)

3 討論

氧化應激及炎癥反應在心肌缺血再灌注損傷中起著重要作用，近年來的研究表明，多種天然植物提取物在清除氧自由基及抑制炎癥方面起著積極作用。

本研究結果表明，玉米須多糖處理可以顯著降低心肌缺血再灌注損傷大鼠的心肌梗死面積。心肌缺血會導致心肌組織壞死，使心肌酶從心肌細胞中釋放出來，造成血清中心肌酶活性升高。作為心肌細胞壞死標志物的肌酸激酶(CK)、天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)和乳酸脫氫酶(LDH)，它們濃度大小可以說明心肌壞死的程度。因此，本研究通過檢測CK、AST和LDH的濃度表明，不同劑量玉米須多糖可以有效抑制上述三種酶的升高，對缺血心肌具有較好的保護作用。

當發生心肌缺血再灌注時會產生大量活性氧自由基，并會促發氧化應激反應，而機體內的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽氧化物酶(GSH-Px)是清除自由基的關鍵酶，丙二醛(MDA)則是自由基攻擊機體時的產物之一，可以有效反映機體脂質過氧化程度。本研究中，SOD和GSH-Px的活性升高，同時MDA含量降低，說明玉米須多糖有效抑制了氧化應激反應。

隨著心肌組織損傷和組織壞死，發生病變的心肌會被中性粒細胞、單核細胞及巨噬菌細胞浸潤，導致血清中炎癥性細胞因子升高，而這些炎癥性因子的變化情況與組織損傷的程度緊密相關，因此，本研究以炎癥性因子的變化情況來評價玉米須多糖對心肌缺血再灌注損傷的作用。通過研究腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素1(IL-1β)和白細胞介素-6(IL-6)的變化情況，結果表明，不同劑量玉米須多糖可以不同程度的抑制心肌缺血再灌注損傷引起的炎癥反應，尤其是高劑量組的抗炎效果較顯著。

綜上所述，玉米須多糖可抑制大鼠心肌缺血再灌注損傷引起的氧化應激及炎癥性反應，改善心功能，對心肌缺血再灌注損傷具有良好的保護作用，其作用機制與抗氧化及抗炎反應有關。