李剛 韓楠楠 張可 李恒杰

急性一氧化碳中毒是臨床最常見的急癥之一，心臟是除了腦以外最常見的受累器官，可引起急性心肌損傷、心肌缺血，進(jìn)而出現(xiàn)心律失常、心功能不全甚至急性心肌梗死等嚴(yán)重后果[1]。目前對(duì)急性一氧化碳中毒治療效果較明確的是高壓氧治療，而研究發(fā)現(xiàn)一氧化碳中毒患者心肌損傷的發(fā)生通常在高壓氧治療之后[2]，不能單純依靠高壓氧來治療一氧化碳中毒引起的心肌損傷。一氧化碳中毒對(duì)心肌的損傷明確，但在臨床治療過程中，很少有針對(duì)該類心肌損傷有明確效果的藥物存在。紅景天苷被大量實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)心肌急性缺氧有一定的效果[3-5]，但對(duì)一氧化碳中毒引起心肌損傷的保護(hù)作用研究較少。本實(shí)驗(yàn)旨在探討紅景天苷對(duì)急性一氧化碳中毒引起的心肌損傷的保護(hù)作用，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和試劑 健康成年封閉SD大鼠72只，雌雄各半，動(dòng)物使用許可證號(hào)為SYXK（浙）2018-0012，體重（280±20）g，分籠飼養(yǎng)，由上海西普爾必凱實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供；紅景天苷注射液由浙江中醫(yī)藥大學(xué)提供；0.9%氯化鈉溶液、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）、乳酸脫氫酶（LDH）、心肌酶譜試劑盒由上海信帆生物科技有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 模型制備 將72只大鼠按照隨機(jī)數(shù)字表法分為 A、B、C 3 組，再將 A、B、C 3組組內(nèi)分為 A1、A2亞組，B1、B2 亞組，C1、C2 亞組。A、B、C 3 組大鼠分別給予不同濃度的一氧化碳，制作一氧化碳中毒模型，A組為輕度中毒組（碳氧血紅蛋白濃度10%～＜30%），B組為中度中毒組（碳氧血紅蛋白濃度30%～50%），C組為重度中毒組（碳氧血紅蛋白濃度＞50%）。染毒后A1、B1、C1亞組留取血液樣本后立即給予紅景天苷（10mg/kg）尾靜脈注射，A2、B2、C2 亞組留取血液樣本后立即給予等量的0.9%氯化鈉溶液尾靜脈注射。采用BL-420生物信號(hào)處理系統(tǒng)全程記錄大鼠肢體Ⅱ心電圖變化，分析各組大鼠包括室性期前收縮、心室顫動(dòng)、竇性心動(dòng)過速等各種類型心律失常發(fā)生率；計(jì)算24h各組大鼠的存活率。

1.2.2 標(biāo)本采集及大鼠心臟組織超微結(jié)構(gòu)觀察 染毒前、染毒后、染毒并給予不同藥物治療后24h，采眶下血 1ml行AST、LDH、肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、心肌肌鈣蛋白I（cTnI）檢查。染毒24h后取各大鼠腹腔注射5%水合氯醛6ml/kg麻醉后,立即打開胸腔，無菌條件下分離并取出心臟，稱量濕重，取新鮮心臟組織切成1cm3的方塊，固定于2.5%戊二醛溶液內(nèi)，然后再用1%鋨酸固定，丙酮脫水，環(huán)氧樹脂包埋，制成超薄切片，醋酸雙氧鈾及硝酸鉛雙重染色后，透射電鏡下觀察心臟組織的超微結(jié)構(gòu)。另取未予一氧化碳染毒的正常SD大鼠新鮮心臟組織按照上述處理觀察其心臟組織的超微結(jié)構(gòu)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，比較采用t檢驗(yàn)；單因素分析采用Oneway ANOVA法；計(jì)數(shù)資料以百分率表示，比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠存活率、心律失常發(fā)生率和心臟濕重比較 見表1。

表1 各組大鼠存活率、心律失常發(fā)生率和心臟濕重比較

由表1可見，各組大鼠一氧化碳染毒并予不同治療后，A、B組大鼠24h內(nèi)均存活，C組大鼠死亡4只，其中C1亞組1只，C2亞組3只，兩亞組存活率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。C組發(fā)生心律失常大鼠6只，其中C1亞組1只，C2亞組5只，兩亞組心律失常發(fā)生率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。A1與A2、B1與B2亞組大鼠心臟濕重比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），C1較C2亞組心臟濕重減輕，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 各組大鼠AST、LDH、CK、CK-MB比較 見表2。

由表 2 可見，A1、A2 亞組 AST、LDH、CK、CKMB、cTnI均無明顯改變（均P＞0.05）。B1亞組與染毒前比較，AST升高較為明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），LDH、CK、CK-MB、cTnI雖然均略有升高，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；B2亞組與B1亞組比較AST、LDH、CK、CK-MB升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），cTnI雖略有升高，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。C1、C2 亞組 AST、LDH、CK、CK-MB、cTnI與染毒前比較升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；C1 亞組與 C2 亞組比較，AST、LDH、CK、CK-MB、cTnI降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。

2.3 心臟組織電鏡下超微結(jié)構(gòu)改變 見圖1。

由圖1可見，在正常大鼠心臟組織超微結(jié)構(gòu)中肌絲排列整齊，肌節(jié)長度正常，線粒體結(jié)構(gòu)完整，嵴排列整齊，細(xì)胞間縫隙連接正常，橋粒、橋斑結(jié)構(gòu)完整。A1、A2亞組改變不明顯，接近于正常大鼠。B1亞組較正常大鼠無明顯改變，B2亞組出現(xiàn)線粒體嵴斷裂，有少許空泡，肌質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，肌絲排列尚整齊。C1亞組肌絲排列整齊，肌節(jié)長度正常，大部分線粒體結(jié)構(gòu)完整，嵴排列整齊，個(gè)別線粒體嵴斷裂，有少許空泡，細(xì)胞間縫隙連接正常，橋粒、橋斑結(jié)構(gòu)完整，基本接近于正常大鼠心肌超微結(jié)構(gòu)；C2亞組普遍出現(xiàn)收縮帶，肌絲攣縮，肌節(jié)縮短，常染色質(zhì)變淡，大量線粒體集聚、排列紊亂、腫脹、大小不一，嵴斷裂、形成空泡；肌質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，與C1亞組比較損傷較為嚴(yán)重。

表 2 各組大鼠 AST、LDH、CK、CK-MB、cTnI比較

圖1 各組大鼠心臟組織超微結(jié)構(gòu)（A：輕度一氧化碳中毒大鼠心臟超微結(jié)構(gòu)；B：中度一氧化碳中毒大鼠心臟超微結(jié)構(gòu)；C：重度一氧化碳中毒大鼠心臟超微結(jié)構(gòu)；D：正常大鼠心臟組織超微結(jié)構(gòu)。：線粒體；：肌絲；：縫隙連接；×15 000）

3 討論

急性一氧化碳中毒導(dǎo)致臟器缺氧損傷的機(jī)制較為明確，一氧化碳可與血液中的血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白后，使血紅蛋白失去攜氧能力，從而引起全身組織器官缺氧[6-7]。文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，急性一氧化碳中毒對(duì)心肌損傷發(fā)生率較高、損傷較為嚴(yán)重，可發(fā)生各種心律失常，但是針對(duì)一氧化碳中毒心肌保護(hù)藥物的研究大部分局限于臨床觀察性試驗(yàn)，具有很大的局限性[8-9]。

紅景天苷是藏藥紅景天的提取物，為景天科景天屬多年生草本、亞灌木植物，主要在惡劣而多變的自然環(huán)境中生長，具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力和生命力。我國對(duì)紅景天的應(yīng)用在藏醫(yī)《四部醫(yī)典》和《本草綱目》均有記載。紅景天苷其藥性甘、苦、平，具有益氣活血，通脈平喘等藥效，常被用于治療氣虛血瘀，胸痹心痛，倦怠氣喘及“臘毒”（高原缺氧反應(yīng)）等病癥。紅景天苷還具有多種生理及藥理活性，具有抗缺血、抗缺氧、拮抗Ca2+、清除氧自由基、抗衰老等多種作用。研究表明，紅景天苷具有心臟保護(hù)作用，可以抑制心肌細(xì)胞的變性、壞死和凋亡，減弱心臟缺血再灌注損傷，增加心肌存活率，減少心肌凋亡，從而提高心臟功能[10]。

本研究結(jié)果顯示，紅景天苷對(duì)急性一氧化碳中毒導(dǎo)致的心肌損傷具有良好的治療效果。一氧化碳中毒導(dǎo)致死亡的最常見原因?yàn)楹粑种苹驉盒孕穆墒С?，給予紅景天苷治療可以明顯減少心律失常發(fā)生率，同時(shí)降低重度一氧化碳中毒的病死率。對(duì)大鼠心臟濕重測(cè)量結(jié)果可以看出紅景天苷可以減少一氧化碳中毒大鼠的心臟濕重，改善心肌水腫，對(duì)一氧化碳中毒整體預(yù)后尤其心肌損傷有明確的保護(hù)作用。進(jìn)一步從理化指標(biāo)分析可以看到，中、重度一氧化碳中毒，可以導(dǎo)致 AST、LDH、CK、CK-MB、cTnI心肌損傷指標(biāo)不同程度的改變，進(jìn)一步驗(yàn)證急性一氧化碳中毒對(duì)心肌的損傷，當(dāng)給予紅景天苷治療后，各項(xiàng)指標(biāo)明顯好轉(zhuǎn)，說明紅景天苷對(duì)急性一氧化碳中毒的心肌損傷有保護(hù)作用。本研究比較分析了不同一氧化碳中毒程度給予紅景天苷治療后心臟電鏡超微結(jié)構(gòu)的改變，從微觀角度來分析，紅景天苷展示了良好的治療效果。

本研究從大鼠整體生存率、心律失常發(fā)生率、心臟大體樣本改變，到 AST、LDH、CK、CK-MB、cTnI心肌損傷指標(biāo)，再到電鏡下的超微結(jié)構(gòu)，紅景天苷均顯示了對(duì)急性一氧化碳中毒心肌損傷的保護(hù)作用，治療效果較為明顯?，F(xiàn)有研究顯示，紅景天苷對(duì)心肌保護(hù)作用的機(jī)制主要體現(xiàn)在可以通過胰島素1號(hào)增長因子/磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（IGF-1/PI3K/Akt）信號(hào)通路減弱心肌損傷，通過磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/重組人缺氧誘導(dǎo)因子1α（PI3K/Akt/HIF-1α）信號(hào)通路抑制臟器的缺血再灌注損傷。HIF-1α是HIF-1的激活亞基，是PI3K/Akt信號(hào)通路的下游調(diào)節(jié)靶點(diǎn)，是適應(yīng)缺氧環(huán)境的中心調(diào)節(jié)適應(yīng)器，可以通過增強(qiáng)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達(dá)調(diào)節(jié)血管生成[11-12]。HIF-1α蛋白表達(dá)水平是缺氧刺激的中心調(diào)節(jié)器，機(jī)體在遭受低氧刺激后，HIF-1α水平會(huì)出現(xiàn)改變[13]。一氧化碳中毒造成臟器損傷的機(jī)制實(shí)質(zhì)上就是缺氧，缺氧誘導(dǎo)因子的活性亞基為HIF-1α，是一種蛋白質(zhì)，其表達(dá)與心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。PI3K/Akt信號(hào)通路在心臟功能調(diào)節(jié)和代謝過程中扮演著重要的角色。所以紅景天苷對(duì)急性一氧化碳中毒心肌保護(hù)作用有理論依據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)證明，在急性一氧化碳中毒心肌損傷的治療中，紅景天苷有明確的心肌保護(hù)作用。但該實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間相對(duì)較短，在臨床治療中的療效有待于進(jìn)一步觀察研究。同時(shí)，紅景天苷對(duì)一氧化碳中毒心肌損傷的保護(hù)作用的具體機(jī)制，需進(jìn)一步研究證實(shí)。