荊 忻 胡 文 沈 佳 羅彩琴 楊 波 荊 忱
(深圳市前海蛇口自貿(mào)區(qū)醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科,深圳 518000)
膿毒癥是機體對各種感染反應(yīng)失調(diào)而引起的全身炎癥反應(yīng),導(dǎo)致危及生命的器官功能障礙,具有發(fā)病率和病死率高、發(fā)病機制復(fù)雜、病情嚴重的特點,嚴重時會造成休克[1-2]。心肌功能障礙是膿毒癥的常見并發(fā)癥,臨床主要表現(xiàn)為心室擴張、舒張和收縮功能障礙[3]。但其發(fā)病機制尚不明確,目前認為可能與氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細胞凋亡、內(nèi)毒素及能量代謝等有關(guān)[4-6]。研究顯示心肌炎癥及炎癥信號持續(xù)激活是膿毒癥心功能障礙的起始環(huán)節(jié)[7]。Toll 樣受體4/核因子-κB(Toll-like receptor 4/nuclear factor-κB,TLR4/NF-κB)信號通路在免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)早期扮演重要角色,尤其與心肌炎癥性損傷密切相關(guān),NF-κB 通過誘導(dǎo)促炎因子IL-6、IL-1β、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)表達造成心肌損傷[8]。由于膿毒癥所致心肌損傷致死率高,同時缺乏安全有效的治療藥物,因此探討膿毒癥所致心肌損傷的發(fā)病機制和尋找治療藥物至關(guān)重要。人參皂苷Rg1是人參、三七的主要活性成分,具有抗炎、抗感染、抗腫瘤及免疫功能調(diào)節(jié)等作用[9]。大量研究表明人參皂苷Rg1 對膿毒癥具有很好的治療效果[10]。如卿城等[11]發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1通過抑制IL-6、TNF-α表達保護脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)的小鼠心肌細胞損傷。張振波等[12]發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1單獨或聯(lián)合抗生素亞胺培南均能治療膿毒癥小鼠急性肺損傷,改善小鼠肺組織炎癥性浸潤、降低肺泡灌洗液NF-κB、IL-6、IL-1β、TNF-α水平。ZOU等[13]發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1通過減弱膿毒癥小鼠炎癥反應(yīng)及淋巴細胞凋亡提高小鼠存活率。人參皂苷Rg1對膿毒癥所致心肌損傷的保護機制仍未闡明,能否作為膿毒癥心肌損傷的治療用藥也需進一步研究。
因此,本研究通過盲腸結(jié)扎穿孔(cecal ligation and perforation,CLP)法構(gòu)建大鼠膿毒癥心肌損傷模型及LPS 構(gòu)建體外膿毒癥細胞模型,探究人參皂苷Rg1 對NF-κB 磷酸化水平及炎癥相關(guān)通路的影響,為進一步研究人參皂苷Rg1作為心肌功能障礙的治療用藥提供依據(jù)。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 SPF級8周齡雄性SD大鼠60只,體質(zhì)量200~230 g,購自北京生物制品研究所有限責(zé)任公司,生產(chǎn)許可證號:SYXK(京)2020-0031。飼養(yǎng)環(huán)境為室溫23~25 ℃、標準濕度55%~60%、12 h/12 h晝夜交替、正常飼料飲水、分籠飼養(yǎng)。飼養(yǎng)1周后用于實驗。本研究經(jīng)深圳市前海蛇口自貿(mào)區(qū)醫(yī)院倫理委員會批準(20201521)。
1.1.2 主要試劑和儀器 人參皂苷Rg1(寶雞市晨光生物科技有限公司);瑞沙托維(TAK-242,上海源葉生物科技有限公司);LPS(北京索萊寶生物科技有限公司);Annexin V-FITC/PI雙染色法凋亡檢測試劑盒(大連寶生物工程有限公司);IL-6、IL-1β、TNF-α ELISA 試劑盒(武漢博士德生物工程有限公司);肌鈣蛋白Ⅰ(cardiac troponin Ⅰ,cTnⅠ)、肌酸激酶(creatine kinase,CK)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase,AST)ELISA 試劑盒(默沙克生物科技有限公司);TLR4、NF-κB p65、p-NF-κB p65、p38 絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen activated protein kinase,p38MAPK)、p-p38MAPK、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)抗體(美國Selleck 公司);二抗(北京博爾西科技有限公司);RIPA 裂解液、BCA 蛋白濃度測定試劑盒(北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司);Thermo 酶標儀(上海熱電儀器有限公司);組織包埋機(德國Leica公司);臺式冰凍離心機(美國Beckman 公司);Bio-Rad蛋白電泳儀、轉(zhuǎn)膜儀、凝膠成像儀(美國伯樂公司);光學(xué)顯微鏡(日本Olympus公司)。
1.2 方法
1.2.1 大鼠分組及模型制作 60 只大鼠隨機分為6 組:假手術(shù)組(sham 組)、膿毒癥模型組(CLP 組)、人參皂苷Rg1 低劑量組(CLP+Rg1L組)、人參皂苷Rg1 中劑量組(CLP+Rg1M組)、人參皂苷Rg1 高劑量組(CLP+Rg1H組)、TLR4 信號通路抑制劑瑞沙托維(TAK-242)組(CLP+TAK-242 組),每組10 只。各組大鼠腹腔注射3%戊巴比妥鈉麻醉,固定后沿腹白線切開約2 cm,打開腹腔并找到盲腸,用3-0 絲線結(jié)扎盲腸遠端,22 號針頭穿刺兩處,輕輕擠壓盲腸將少量糞便擠至腹腔,還納盲腸,逐層縫合腹壁切口。sham 組僅探查盲腸不進行盲腸結(jié)扎穿孔。各組大鼠術(shù)后腹腔注射30 ml/kg 生理鹽水進行復(fù)蘇。48 h后大鼠出現(xiàn)活動減少、食欲減退,解剖發(fā)現(xiàn)腸腔粘連、水腫、出血,即為造模成功。CLP+Rg1L組、CLP+Rg1M組、CLP+Rg1H組腹腔注射5、10、20 mg/kg 人參皂 苷Rg1[14],CLP+TAK-242 組腹腔注射3 mg/kg TAK-242;sham 組、CLP 組腹腔注射等量生理鹽水,于造模2 h、26 h、50 h 各給藥1 次,各組于末次給藥2 h 后麻醉大鼠測定血流動力學(xué)參數(shù),隨后處死大鼠,檢測相應(yīng)指標。
1.2.2 細胞分組及模型制作 將心肌細胞隨機分為6 組:對照組(control 組)、心肌細胞損傷組(LPS組)、LPS+Rg1L組、LPS+Rg1M組、LPS+Rg1H組、LPS+TAK-242 組。LPS+Rg1L組、LPS+Rg1M組、LPS+Rg1H組、LPS+TAK-242 組細胞培養(yǎng)基中分別加入終濃度為25、50、100 μmol/L 的人參皂苷Rg1 及10 μg/ml TAK-242預(yù)處理12 h,隨后與LPS組同時加入10 mg/L LPS 共培養(yǎng)6 h。control 組不進行藥物干預(yù)。培養(yǎng)結(jié)束后各組分別收集細胞和上清,檢測相應(yīng)指標。
1.2.3 血流動力學(xué)參數(shù)測定 各組大鼠麻醉處理,右頸總動脈插管,PowerLab 系統(tǒng)測定平均動脈壓(mean arterial blood pressure,MABP)、左心室發(fā)展壓(left ventricular development pressure,LVDP)、心率(heart rate,HR)、左心室壓力最大上升/下降速率(maximal increase/decrease rate of left ventricular pressure,±dp/dtmax)。
1.2.4 HE 染色觀察大鼠心肌組織病理學(xué)改變
取出4%多聚甲醛固定的心肌組織,石蠟包埋,切3 μm 片,二甲苯脫蠟、蘇木精-伊紅染色、乙醇梯度脫水、二甲苯透明、中性膠封固,顯微鏡(×400)下觀察心肌細胞結(jié)構(gòu)及排列情況。
1.2.5 Annexin V-FITC/PI 雙染法檢測大鼠心肌組織和H9C2 細胞凋亡 取大鼠心肌組織和H9C2 細胞,加入適量胰蛋白酶消化,70 μm 濾網(wǎng)過濾制成單細胞懸液,加入500 μl Binding Buffer 懸浮細胞,再各加入10 μl Annexin V-FITC 和PI避光孵育30 min,流式細胞儀檢測細胞凋亡,NovoExpressTM軟件分析。
1.2.6 ELISA檢測大鼠血清和H9C2細胞心肌酶指標及炎癥因子含量 取各組大鼠腹主動脈血和H9C2細胞,腹主動脈血離心后分離上清,H9C2細胞中加入1.0 ml PBS 冰上研磨,離心取上清,按ELISA試劑盒操作說明書進行包被、加樣、加抗體、顯色、終止反應(yīng),同時稀釋標準品,繪制標準曲線,酶標儀于450 nm 處檢測吸光度,代入曲線計算CK、LDH、AST、cTnⅠ、TNF-α、IL-6、IL-1β含量。
1.2.7 CCK-8 及EdU 染色檢測H9C2 細胞增殖能力 分別于24 h、48 h、72 h 取出培養(yǎng)的H9C2 細胞,10 μl/孔加入 CCK-8 溶液,每孔設(shè)3 個復(fù)孔,37 ℃培養(yǎng)2 h,酶標儀于450 nm 處檢測吸光度。調(diào)整細胞密度為3×105個/孔并接種于24孔板,培養(yǎng)24 h,按照EdU 染色試劑盒說明進行染色、固定、封片,LAS AF Lite圖像處理軟件進行統(tǒng)計分析。
1.2.8 RT-qPCR 檢測心肌組織TLR4、NF-κB p65、p38MAPK mRNA 表達 取大鼠心肌組織,采用Trizol法提取總RNA。將RNA 反轉(zhuǎn)錄為cDNA,采用SBRY super Mix 進行擴增,β-actin 作為內(nèi)參。反應(yīng)條件:95 ℃ 10 min,95 ℃ 30 s,60 ℃ 60 s,共40 個循環(huán)。2-ΔΔCt計算TLR4、NF-κB p65、p38MAPK mRNA相對表達。PCR 引物序列TLR4 F:5′-ACTGCTCTGATATGATCGATAGCTAT-3′;TLR4 R:5′-TCGATAGCTAGATCGATTAGCTATGATCTAG-3′;NF-κB p65 F:5′-TGTTTCCCCTCATCTTTCC-3′,NF-κB p65 R:5′-GTGGTATCTGTGCTTCTCTCC-3′。p38MAPK F:5′-TACGCTAGATTTAGCTATAGCTAGGCGAACTC-3′,p38MAPK R:5′-ATCGCTAGATCGATATATCGATCGTAGCTAGCTA-3′。β-actin F:5′-GGAGATTACTGTTAGGCTCCTA-3′;β-actin R:5′-GACTCATCGTACTCCTGCTTGCTG-3′。
1.2.9 Western blot 檢 測心肌 組織TLR4、NF-κB p65、p-NF-κB p65、p38MAPK、p-p38MAPK、NLRP3蛋白表達 取凍存的心肌組織,加入RIPA 裂解液,超聲勻漿提取總蛋白,BCA 蛋白檢測試劑盒測定蛋白濃度。將蛋白沸水浴變性,取等量變性蛋白進行SDS-PAGE 電泳,濕轉(zhuǎn)至PVDF 膜,5%脫脂牛奶封閉2 h,加入一抗TLR4、NF-κB p65、p-NF-κB p65、p38MAPK、p-p38MAPK、NLRP3(1∶2 000)4 ℃孵育過夜,TBST漂洗3次,加入二抗(1∶10 000)室溫孵育2 h,ECL化學(xué)發(fā)光劑顯影,以β-actin為內(nèi)參,Image J軟件分析發(fā)光結(jié)果灰度。
1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS16.0 軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù),Graphpad5.0 軟件制圖,計量資料以表示,數(shù)據(jù)間比較采用獨立t檢驗,P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 人參皂苷Rg1對心肌損傷大鼠的保護作用
2.1.1 各組大鼠MABP 和心功能變化 心功能指標檢測結(jié)果顯示,與sham 組相比,CLP 組大鼠MABP、LVDP×HR 和±dp/dtmax絕對值明顯降低(P<0.05);與CLP 組相比,CLP+Rg1L組、CLP+Rg1M組、CLP+Rg1H組和CLP+TAK-242 組大鼠MABP、LVDP×HR 和±dp/dtmax絕對值均明顯升高(P<0.05,圖1、表1),且呈劑量依賴性。
表1 各組大鼠血流動力學(xué)參數(shù)比較(,n=10)Tab.1 Comparison of hemodynamic parameters of rats in each group(,n=10)
表1 各組大鼠血流動力學(xué)參數(shù)比較(,n=10)Tab.1 Comparison of hemodynamic parameters of rats in each group(,n=10)
Note:Compared with sham group,1)P<0.05;compared with CLP group,2)P<0.05.
圖1 各組大鼠心功能變化比較Fig.1 Comparison of changes in cardiac function of rats in each group
2.1.2 各組大鼠心肌組織病理學(xué)比較 HE 染色結(jié)果顯示,心肌細胞染成紫紅色,細胞核染成藍色。sham 組大鼠心肌細胞排列整齊,組織結(jié)構(gòu)分布正常,未見間質(zhì)水腫及炎癥細胞浸潤;CLP組心肌纖維排列紊亂、斷裂,束間隔增寬,細胞腫脹及壞死,可見大量炎癥細胞浸潤;CLP+Rg1L組、CLP+Rg1M組、CLP+Rg1H組和CLP+TAK-242 組上述病理損傷明顯減輕,心肌纖維排列稍紊亂,存在少量炎癥細胞浸潤,且人參皂苷Rg1劑量越高,心肌損傷緩解越明顯(圖2)。
圖2 各組大鼠心肌組織病理學(xué)比較(×400)Fig.2 Histopathological comparison of myocardial tissues of rats in each group(×400)
2.1.3 各組大鼠心肌組織細胞凋亡比較 Annexin V-FITC/PI 雙染法結(jié)果顯示,與sham 組相比,CLP 組大鼠細胞凋亡水平明顯升高(P<0.05);與CLP 組相比,CLP+Rg1L組、CLP+Rg1M組、CLP+Rg1H組和CLP+TAK-242 組大鼠細胞凋亡水平明顯降低(P<0.05,圖3),且呈劑量依賴性。
圖3 各組大鼠心肌組織細胞凋亡比較Fig.3 Comparison of apoptosis in cardiomyocytes of rats in each group
2.1.4 各組大鼠血清心肌酶及肌鈣蛋白水平比較 ELISA結(jié)果顯示,與sham組相比,CLP組大鼠血清CK、LDH、AST 活力、cTn Ⅰ水平明顯升高(P<0.05);與CLP 組相比,CLP+Rg1L組、CLP+Rg1M組、CLP+Rg1H組和CLP+TAK-242組大鼠血清CK、LDH、AST 活力、cTnⅠ水平明顯降低(P<0.05,表2),且呈劑量依賴性。
表2 各組大鼠心肌酶及肌鈣蛋白比較(,n=10)Tab.2 Comparison of myocardial enzymes and troponin of rats in each group(,n=10)
表2 各組大鼠心肌酶及肌鈣蛋白比較(,n=10)Tab.2 Comparison of myocardial enzymes and troponin of rats in each group(,n=10)
Note:Compared with sham group,1)P<0.05;compared with CLP group,2)P<0.05.
2.1.5 各組大鼠血清炎癥因子水平比較 ELISA結(jié)果顯示,與sham 組相比,CLP 組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6水平明顯升高(P<0.05);與CLP 組相比,CLP+Rg1L組、CLP+Rg1M組、CLP+Rg1H組 和CLP+TAK-242 組TNF-α、IL-1β、IL-6 水平明顯降低(P<0.05,表3),且呈劑量依賴性。
表3 各組大鼠血清炎癥因子水平比較(,n=10,pg/ml)Tab.3 Comparison of serum inflammatory factors levels of rats in each group(,n=10,pg/ml)
表3 各組大鼠血清炎癥因子水平比較(,n=10,pg/ml)Tab.3 Comparison of serum inflammatory factors levels of rats in each group(,n=10,pg/ml)
Note:Compared with sham group,1)P<0.05;compared with CLP group,2)P<0.05.
2.2 人參皂苷Rg1對損傷心肌細胞的保護作用
2.2.1 各組細胞增殖能力比較 CCK-8結(jié)果顯示,與control組相比,LPS組細胞存活能力明顯降低(P<0.05);與LPS 組相比,LPS+Rg1L組、LPS+Rg1M組、LPS+Rg1H組和LPS+TAK-242 組細胞存活能力明顯升高(P<0.05,圖4A)。EdU 染色結(jié)果(圖4B)顯示,與control 組相比,LPS 組細胞EdU 陽性比例明顯降低(P<0.05);與LPS 組相比,LPS+Rg1L組、LPS+Rg1M組、LPS+Rg1H組和LPS+TAK-242組細胞EdU 陽性比例明顯升高(P<0.05),且呈劑量依賴性。
圖4 各組細胞存活能力比較Fig.4 Comparison of cell viability in each group
2.2.2 各組細胞凋亡能力比較 Annexin V-FITC/PI雙染法結(jié)果顯示,與control 組相比,LPS 組細胞凋亡水平明顯升高(P<0.05);與LPS 組相比,LPS+Rg1L組、LPS+Rg1M組、LPS+Rg1H組和LPS+TAK-242組細胞凋亡水平明顯降低(P<0.05,圖5),且呈劑量依賴性。
圖5 各組細胞凋亡能力比較Fig.5 Comparison of cell apoptosis ability in each group
2.2.3 各組細胞炎癥因子水平比較 ELISA 結(jié)果顯示,與control 組相比,LPS 組細胞TNF-α、IL-1β、IL-6 水平明顯升高(P<0.05);與LPS 組相比,LPS+Rg1L組、LPS+Rg1M組、LPS+Rg1H組和LPS+TAK-242組TNF-α、IL-1β、IL-6水平明顯降低(P<0.05,表4),且呈劑量依賴性。
表4 各組細胞炎癥因子水平比較(,n=10,pg/ml)Tab.4 Comparison of inflammatory factors levels in cells of each group(,n=10,pg/ml)
Note:Compared with control group,1)P<0.05;compared with LPS group,2)P<0.05.
2.3 人參皂苷Rg1 對大鼠心肌組織NF-κB 磷酸化水平及炎癥相關(guān)通路的影響 RT-qPCR 檢測各組大鼠心肌組織TLR4、NF-κB p65、p38MAPK mRNA表達,Western blot 檢測TLR4、p-NF-κB p65/NF-κB p65、p-p38MAPK/p38MAPK、NLRP3 蛋白水平發(fā)現(xiàn),與sham 組相比,CLP 組TLR4、NF-κB p65、p38MAPK mRNA和TLR4、p-NF-κB p65/NF-κB p65、p-p38MAPK/p38MAPK、NLRP3 蛋白水平明顯上調(diào)(P<0.05);與CLP 組相比,CLP+Rg1L組、CLP+Rg1M組、CLP+Rg1H組和CLP+TAK-242 組TLR4、NF-κB p65、p38MAPK mRNA和TLR4、p-NF-κB p65/NF-κB p65、p-p38MAPK/p38MAPK、NLRP3蛋白水平明顯下調(diào)(P<0.05,表5、表6、圖6),且呈劑量依賴性。
表5 各組大鼠心肌組織TLR4、NF-κB p65、p38MAPK mRNA表達比較(,n=10)Tab.5 Comparison of TLR4,NF-κB p65,p38MAPK mRNA expressions in myocardial tissues of rats in each group(,n=10)
表5 各組大鼠心肌組織TLR4、NF-κB p65、p38MAPK mRNA表達比較(,n=10)Tab.5 Comparison of TLR4,NF-κB p65,p38MAPK mRNA expressions in myocardial tissues of rats in each group(,n=10)
Note:Compared with sham group,1)P<0.05;compared with CLP group,2)P<0.05.
表6 各組大鼠心肌組織TLR4、p-NF-κB p65/NF-κB p65、p-p38MAPK/p38MAPK、NLRP3蛋白表達比較(,n=10)Tab.6 Comparison of protein expressions of TLR4,p-NF-κB p65/NF-κB p65,p-p38MAPK/p38MAPK and NLRP3 in myocardial tissues of rats in each group(,n=10)
表6 各組大鼠心肌組織TLR4、p-NF-κB p65/NF-κB p65、p-p38MAPK/p38MAPK、NLRP3蛋白表達比較(,n=10)Tab.6 Comparison of protein expressions of TLR4,p-NF-κB p65/NF-κB p65,p-p38MAPK/p38MAPK and NLRP3 in myocardial tissues of rats in each group(,n=10)
Note:Compared with sham group,1)P<0.05;compared with CLP group,2)P<0.05.
圖6 各組大鼠心肌組織TLR4、p-NF-κB p65/NF-κB p65、p-p38MAPK/p38MAPK、NLRP3蛋白表達Fig.6 Expressions of TLR4,p-NF-κB p65/NF-κB p65,pp38MAPK/p38MAPK,NLRP3 protein in myocardial tissues of rats in each group
2.4 人參皂苷Rg1 對膿毒癥所致心肌損傷的作用機制 給予CLP處理的心肌組織和LPS處理的心肌細胞不同劑量人參皂苷Rg1,觀察人參皂苷Rg1 對心肌組織細胞凋亡、心功能、心肌酶及炎癥相關(guān)通路的影響,分析人參皂苷Rg1 治療膿毒癥所致心肌損傷的可能機制,發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1 能夠促進心肌細胞增殖并抑制凋亡;通過升高MABP、LVDP×HR和±dp/dtmax絕對值改善心臟功能;降低心肌酶CK、LDH、AST 活力及cTnⅠ水平減輕心肌損傷;降低TNF-α、IL-1β、IL-6、NLRP3水平抑制炎癥反應(yīng);同時NF-κB p65、p38MAPK 磷酸化水平降低。推斷人參皂苷Rg1 通過調(diào)控TLR4/NF-κB、p38MAPK 信號通路緩解膿毒癥所致心肌損傷(圖7)。
圖7 人參皂苷Rg1對膿毒癥所致心肌損傷的作用機制Fig.7 Mechanism of action of ginsenoside Rg1 on sepsisinduced myocardial injury
膿毒癥是機體對感染反應(yīng)失調(diào),導(dǎo)致危及生命的組織損傷和器官功能障礙,其中心肌損傷是膿毒癥的常見器官功能障礙,但其發(fā)病機制復(fù)雜,涉及氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、免疫功能障礙及線粒體功能障礙等[15-17]。目前臨床常用腦鈉肽(brain natriuretic peptide,BNP)、cTnⅠ水平及超聲心動圖識別膿毒癥所致心肌功能障礙,尚無抑制心肌損傷的靶向藥物。人參皂苷Rg1 具有抑制炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)免疫功能及促進組織和血管再生等功效,廣泛用于各種心肌損傷疾病治療[18]。如重癥肺炎中,人參皂苷Rg1通過抑制TLR4/NF-κB 信號通路減輕炎癥反應(yīng)和細胞凋亡,從而保護大鼠心肌組織[14]。心肌缺血再灌注損傷中,人參皂苷Rg1 通過抑制心肌細胞凋亡和調(diào)節(jié)能量代謝減輕心肌損傷和改善心臟功能[19]。糖尿病心肌病中,人參皂苷Rg1 通過抑制心肌細胞凋亡和炎癥反應(yīng)改善糖尿病大鼠心肌功能[20]。本研究通過CLP 法構(gòu)建大鼠膿毒癥心肌損傷模型及LPS 構(gòu)建體外細胞膿毒癥模型,發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1能阻斷心肌細胞凋亡,減輕細胞炎癥水平,增強心功能,從而改善心肌損傷。說明人參皂苷Rg1 對膿毒癥所致心肌損傷具有積極意義。
心肌纖維損傷壞死可增強心肌細胞膜通透性,大量釋放心肌酶進入血液,使CK、LDH、AST、cTnⅠ等心肌損傷標志物水平升高,其中CK、LDH 常作為反映心肌損傷程度的敏感指標,cTnⅠ是心肌收縮的調(diào)節(jié)蛋白,是檢測心肌損傷的重要指標;MABP、LVDP×HR 和±dp/dtmax等功能性指標水平降低,MABP 反映血管張力變化,HR×LVDP 代表心臟做功,±dp/dtmax絕對值大小反映心臟收縮和舒張功能強弱[21-22]。如李賡等[23]研究表明人參皂苷Rg1 能夠降低D-半乳糖所致小鼠心肌梗死面積和CK-MB、LDH 水平,有效防止心肌損傷。陳延勛等[24]發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1通過平衡血管舒縮功能提高機體抗氧化酶活性,改善冠狀動脈粥樣硬化大鼠心功能。本研究中人參皂苷Rg1 能降低大鼠血清CK、LDH、AST活力、降低cTnⅠ水平,升高MABP、LVDP×HR 和±dp/dtmax水平,且呈劑量依賴性。說明人參皂苷Rg1能減輕心肌損傷,改善心功能。
膿毒癥中/晚期,大量炎癥因子釋放導(dǎo)致免疫細胞活性降低,其中TLR 通路研究最為廣泛,TLR4/NF-κB信號通路是膿毒癥致心肌損傷的重要通路之一。TLR4 受病原微生物攜帶的LPS 等物質(zhì)刺激后可激活I(lǐng)L-1 受體相關(guān)激酶、TNF 受體相關(guān)因子6,進一步激活NF-κB 誘導(dǎo)酶使活化的NF-κB 發(fā)生核位移,誘導(dǎo)細胞釋放TNF-α、IL-1β、IL-6 等促炎因子。TNF-α、IL-6 能夠抑制Ca2+轉(zhuǎn)運、降解cTnⅠ、促進細胞凋亡、影響線粒體功能等,在心肌組織炎癥反應(yīng)中扮演重要角色。另外,TLR4也可激活下游炎癥反應(yīng)指標p38MAPK 磷酸化,活化的p38MAPK 不但能夠促進白細胞聚集、活化,促進細胞因子合成,還能調(diào)控炎癥級聯(lián)反應(yīng),最終參與膿毒癥介導(dǎo)的心肌損傷[25]。國內(nèi)外也有大量報道證實TLR4/NF-κB、p38MAPK 信號通路活化參與膿毒癥肺損傷、心肌損傷及腎損傷等疾病發(fā)生[26-27]。如劉杰等[28]發(fā)現(xiàn)毛蕊異黃酮調(diào)控TLR4/p38MAPK 通路抑制心肌炎癥反應(yīng),減輕心肌病理改變,從而緩解膿毒癥大鼠心肌損傷。趙俊泉等[29]發(fā)現(xiàn)白果內(nèi)酯通過抑制TLR4/NF-κB 信號通路,調(diào)節(jié)輔助性T 細胞1/2(helper T cell 1/2,Th1/Th2)平衡,減少炎癥介質(zhì)釋放,改善膿毒癥大鼠急性肺損傷。ZHONG 等[30]發(fā)現(xiàn)TNF 超家族成員LIGHT 通過激活TLR4 Myd88 NF-κB 信號通路加重LPS誘導(dǎo)的膿毒癥相關(guān)急性腎損傷炎癥并促進腎臟損傷。本研究中人參皂苷Rg1能降低大鼠受損心肌組織和細胞炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6 及NLRP3 水平,同時抑制NF-κB p65、p38MAPK 蛋白磷酸化水平,說明人參皂苷Rg1 通過調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB、p38MAPK 信號通路減輕損傷心肌組織和細胞炎癥程度。
綜上,人參皂苷Rg1 能夠抑制心肌組織細胞凋亡及炎癥水平,提高心功能,從而減輕膿毒癥所致心肌損傷,其機制可能與TLR4/NF-κB、p38MAPK 信號通路有關(guān)。