付雯雯,劉學(xué)瑩,崔賀銘,張玉瑩,于 萍,李沅耕,鄔 丹,高 洋,武 毅*
(1.吉林大學(xué)藥學(xué)院,長(zhǎng)春 130021;2.日本國(guó)神奈川縣川崎市納米醫(yī)療創(chuàng)新中心,川崎 210-0821)
心肌缺血是一種具有高發(fā)病率和高病死率的心血管疾病,重建血液供應(yīng)是治療心肌缺血的主要手段,但血流恢復(fù)過(guò)程中產(chǎn)生的嚴(yán)重刺激進(jìn)一步加重了心肌損傷[1],可能導(dǎo)致患者產(chǎn)生心肌頓挫和心律失常等,發(fā)生心肌缺血再灌注(MI/R)損傷的病理現(xiàn)象[2]。研究[3-4]表明,心肌缺血再灌注損傷的發(fā)生可能與MI/R過(guò)程中產(chǎn)生大量活性氧及其引起的氧化應(yīng)激、鈣超載和心肌細(xì)胞凋亡和炎癥等有關(guān)。因此,有效緩解心肌缺血再灌注損傷具有重要意義。樺褐孔菌(inonotus obliquus)是一種生長(zhǎng)在白樺樹(shù)上的可食用真菌,其主要生物活性成分為多糖、多酚、黑色素和三萜等[5]。研究[6-7]顯示樺褐孔菌具有抗腫瘤、降血脂、調(diào)節(jié)代謝紊亂和抗氧化等作用,但樺褐孔菌在心肌缺血再灌注損傷中的作用研究較少。本實(shí)驗(yàn)旨在探究樺褐孔菌醇提物對(duì)大鼠心肌缺血再灌注損傷的影響,并初步探討其潛在的保護(hù)作用機(jī)制。
樺褐孔菌(inonotus obliquus)采集自吉林省;AST試劑盒、LDH試劑盒、CK-MB試劑盒、SOD試劑盒、MDA試劑盒、GSH-px試劑盒和CAT試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。彩色多普勒超聲便攜機(jī)GE Vivid I(GE Healthcare),電熱鼓風(fēng)干燥箱101A-3E(上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司),電子天平ALC-10.4(上海精密科學(xué)儀器公司),離心機(jī)TDL-40B(上海安亭科學(xué)儀器廠),高速低溫離心機(jī)D37520(Heraeus);制冰機(jī)SIM-F140(SANYO),低溫冰柜U570(NBS),酶標(biāo)儀PC384(Molecular Devices),電動(dòng)玻璃勻漿機(jī)DY89-I(寧波新芝科器研究所)。
雌性健康Wistar大鼠125只,體質(zhì)量230~250 g,購(gòu)自遼寧長(zhǎng)生生物技術(shù)股份有限公司,合格證號(hào):SCXK(遼)-2015-0001。
精密稱重樺褐孔菌2 500 g,在室溫下浸入12.5 L蒸餾水中過(guò)夜,在80 ℃下提取2.5 h,再通過(guò)3層紗布過(guò)濾后收集上清液,重復(fù)2次。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮濾液,然后在60 ℃下干燥,壓碎過(guò)80目篩子以獲得初提物。將初提物加入12.5 L 95%乙醇,在75 ℃下提取2.5 h。通過(guò)3層紗布過(guò)濾收集上清液,重復(fù)萃取2次。收集濾液并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮,然后在60 ℃下干燥,壓碎并過(guò)80目篩子以獲得樺褐孔菌醇提物備用。
將Wistar大鼠隨機(jī)分為5組:假手術(shù)組,模型組,樺褐孔菌醇提物150、300、600 mg·kg-1劑量組,每組25只大鼠。假手術(shù)組和模型組大鼠每天灌胃給予0.5% CMC-Na,樺褐孔菌醇提物組大鼠每天灌胃給予相應(yīng)劑量的樺褐孔菌醇提物,每天1次,連續(xù)給藥7 d。
各組大鼠末次給予樺褐孔菌乙醇提取物1 h后,進(jìn)行手術(shù)操作:將大鼠麻醉后,固定在手術(shù)臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)胸,使大鼠心臟暴露,于其下2 mm處,用0號(hào)手術(shù)線對(duì)各組大鼠冠狀動(dòng)脈左前降支進(jìn)行結(jié)扎,結(jié)扎2 h后,拉松結(jié)扎線,進(jìn)行再灌注2 h,建立MI/R模型,對(duì)于假手術(shù)組大鼠,只進(jìn)行手術(shù)操作,不進(jìn)行結(jié)扎。MI/R模型建立成功后,檢測(cè)大鼠心臟功能、心肌梗死面積、血液生化學(xué)等相關(guān)指標(biāo)。
1.6.1 心臟功能檢測(cè) 再灌注2 h后,腹腔注射3%戊巴比妥鈉麻醉大鼠。應(yīng)用彩色多普勒超聲便攜機(jī)檢測(cè)大鼠心臟功能相應(yīng)指標(biāo)。各指標(biāo)參數(shù)以雙盲方式進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量結(jié)果為連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的平均值。
1.6.2 心肌梗死面積檢測(cè) 再灌注2 h后,處死大鼠剖取心臟,測(cè)定心肌梗死面積。用生理鹽水對(duì)大鼠心腔進(jìn)行清洗,切除心房,對(duì)左心室濕重進(jìn)行稱量,再將左心室進(jìn)行切片,將切片樣本放置于0.5%NBT磷酸緩沖液中浸沒(méi),在37 ℃水浴條件下孵育20 min。染色結(jié)束后取出切片標(biāo)本進(jìn)行觀察。心肌梗死的面積百分比計(jì)算=缺血心肌組織重/左心室濕重×100%。
1.6.3 心肌三酶的測(cè)定 再灌注2 h后,采集大鼠腹主動(dòng)脈血1 mL,將血液樣本靜置2 h后,用離心機(jī)以2 000 r·min-1進(jìn)行離心,10 min后分離出血清。按照試劑盒說(shuō)明書(shū)的方法檢測(cè)大鼠血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)及乳酸脫氫酶(LDH)活性。
1.6.4 心肌組織中氧化應(yīng)激指標(biāo)測(cè)定 再灌注2 h,采血結(jié)束后,取出大鼠心臟用于進(jìn)行大鼠心肌組織勻漿的制備。用預(yù)冷生理鹽水反復(fù)清洗大鼠的心肌組織,將殘留的血液去除后,將心肌組織用濾紙拭干,進(jìn)行稱質(zhì)量。在樣本中加入生理鹽水,在低溫條件下用玻璃勻漿機(jī)獲取勻漿樣本。用離心機(jī)進(jìn)行離心,轉(zhuǎn)速為3 500 r·min-1,時(shí)間為15 min,移取上清液分裝至潔凈的EP管中,在-80 ℃的環(huán)境下保存。樣本制備完成后,按照試劑盒說(shuō)明書(shū)的方法檢測(cè)心肌組織中超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-px)活性和丙二醛(MDA)含量。
采用SPSS 22.0 進(jìn)行分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用Student’st-test,以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
見(jiàn)表1。
表1 各組大鼠心臟功能比較(±s,n= 8)
表1 各組大鼠心臟功能比較(±s,n= 8)
注:與假手術(shù)組比較,## P<0.01;與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01
組別 劑量/(mg·kg-1) LVIDd/mm LVIDs/mm LVEF/% LVFS/%假手術(shù)組 — 4.00±0.54 2.50±0.54 85.63±3.66 48.88±5.89模型組 — 6.25±1.16## 4.38±0.52## 51.75±6.39## 24.13±5.00##樺褐孔菌醇提物組150 5.25±0.46△ 3.63±0.52△ 63.25±4.83△△ 31.50±4.34△△300 5.13±0.83△ 3.50±0.53△△ 70.13±4.76△△ 37.25±5.06△△600 5.00±0.76△ 3.38±0.52△△ 72.38±4.27△△ 39.13±5.19△△
見(jiàn)表2。
表2 各組大鼠血清中CK-MB、AST和LDH活性比較(±s,n= 10)
表2 各組大鼠血清中CK-MB、AST和LDH活性比較(±s,n= 10)
注:與假手術(shù)組比較,## P<0.01;與模型組比較,△△P<0.01
組別劑量/(mg·kg-1)CK-MB/(ng·mL-1)AST/(U·L-1)LDH/(U·L-1)假手術(shù)組 — 74.40±9.51 27.66±3.13 11 472.22±881.40模型組 — 130.98±13.97## 67.04±5.39## 15 144.22±509.96##樺褐孔菌醇提物組150 92.62±12.81△△ 52.39±7.34△△ 13 581.09±672.32△△300 80.78±12.36△△ 48.19±8.05△△ 13 329.67±835.27△△600 77.15±12.45△△ 41.79±7.12△△ 13 071.21±663.15△△
見(jiàn)表3。
表3 各組大鼠心肌組織中MDA含量和SOD、CAT、GSH-px活性比較(±s,n= 10)
表3 各組大鼠心肌組織中MDA含量和SOD、CAT、GSH-px活性比較(±s,n= 10)
注:與假手術(shù)組比較,## P<0.01;與模型組比較,△△P<0.01
組別 劑量 /( mg·kg-1) MDA/(nmol·mgprot-1) SOD/(U·mgprot-1) CAT/(U·mgprot-1) GSH-px/(U·mgprot-1)假手術(shù)組 — 1.40±0.24 321.97±55.66 3.82±0.56 7.99±0.95模型組 — 2.60±0.29## 237.05±30.75## 2.66±0.24## 4.35±0.64##樺褐孔菌醇提物組150 2.06±0.19△△ 279.94±50.61△ 3.21±0.48△△ 6.69±0.94△△300 1.74±0.37△△ 289.28±26.50△△ 3.61±0.53△△ 6.79±1.59△△600 1.70±0.38△△ 295.10±38.85△△ 3.68±0.46△△ 7.03±0.86△△
見(jiàn)表4。
表4 各組大鼠心肌梗死面積比較(±s,n= 10)
表4 各組大鼠心肌梗死面積比較(±s,n= 10)
注:與假手術(shù)組比較,## P<0.01;與模型組比較,△△P<0.01
組別 劑量 /(mg·kg-1) 梗死面積/%假手術(shù)組 — 0.00±0.00模型組 — 38.13±4.72##樺褐孔菌醇提物組150 25.42±5.69△△300 22.56±4.20△△600 21.07±5.26△△
再灌注是臨床上治療心肌缺血的有效手段,然而在心肌缺血再灌注過(guò)程中,心肌細(xì)胞經(jīng)歷了缺氧/復(fù)氧及PH突然變化,血管阻塞,導(dǎo)致氧化應(yīng)激等現(xiàn)象發(fā)生,從而誘導(dǎo)心肌細(xì)胞發(fā)生凋亡,對(duì)心臟結(jié)構(gòu)造成破壞[8]。因此,開(kāi)發(fā)新的治療藥物以減少再灌注過(guò)程對(duì)心肌組織產(chǎn)生的進(jìn)一步損傷具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái),從傳統(tǒng)醫(yī)藥中發(fā)現(xiàn)新型治療藥物成為研究熱點(diǎn),研究[9-10]表明傳統(tǒng)醫(yī)藥在對(duì)抗心肌缺血再灌注損傷中發(fā)揮重要作用。樺褐孔菌是生長(zhǎng)在西伯利亞的可食用真菌,早在16世紀(jì)就開(kāi)始被用來(lái)防治多種疾病。研究[11-12]發(fā)現(xiàn),其有良好的抗氧化、抗炎等藥理作用。研究[13]表明,樺褐孔菌能有效抑制心肌細(xì)胞的凋亡,提高心肌細(xì)胞活力。研究結(jié)果顯示,與模型組比較,樺褐孔菌醇提物各劑量組能明顯改善大鼠心臟功能,減小心肌梗死面積,表明樺褐孔菌醇提物在缺血再灌注過(guò)程中對(duì)心肌組織具有保護(hù)作用。
在心肌缺血再灌注過(guò)程中,產(chǎn)生大量的活性氧,導(dǎo)致機(jī)體氧自由基的產(chǎn)生和清除的平衡被打破,使得機(jī)體進(jìn)入氧化應(yīng)激狀態(tài),對(duì)心肌造成損傷[14-15]。氧化應(yīng)激狀態(tài)下,大量的氧自由基會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化對(duì)膜磷脂造成損壞,對(duì)心肌細(xì)胞膜完整性造成破壞,使心肌酶從胞內(nèi)漏出。因此血清中的心肌酶的活性水平可以反映心肌細(xì)胞受損的程度[16-17]。在氧化應(yīng)激條件下,發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),并最終產(chǎn)生MDA[18]。MDA是脂質(zhì)過(guò)氧化的標(biāo)志物,它可以進(jìn)一步引起蛋白質(zhì),核酸和其他生物大分子的交聯(lián)聚合,從而進(jìn)一步損害細(xì)胞,同時(shí)它的含量也用作反應(yīng)氧化應(yīng)激程度的指標(biāo)[19]。SOD、CAT、GSH-px是機(jī)體的抗氧化酶,可以清除體內(nèi)的氧自由基,其活性水平代表了機(jī)體清除氧自由基及對(duì)抗氧化應(yīng)激的能力[20]。本研究結(jié)果顯示,與模型組比較,樺褐孔菌醇提物各劑量組能顯著降低血清中CK-MB、AST和LDH活性,同時(shí)降低SOD、CAT、GSH-px活性,增強(qiáng)MDA含量,表明樺褐孔菌醇提物可以抑制氧化應(yīng)激產(chǎn)生的脂質(zhì)過(guò)氧化,并增強(qiáng)機(jī)體氧自由基的清除能力。
綜上所述,樺褐孔菌醇提物可以對(duì)抗心肌缺血再灌注損傷過(guò)程中產(chǎn)生的氧化應(yīng)激反應(yīng),增強(qiáng)心肌細(xì)胞對(duì)氧自由基的清除能力,對(duì)心肌細(xì)胞起保護(hù)作用。