益氣活血藥對腹主動脈結(jié)扎術(shù)后早期心功能不全大鼠血流動力學(xué)的干預(yù)作用研究1)

姜 浩,農(nóng)一兵,林 謙

心力衰竭(CHF)是各種心臟疾病導(dǎo)致心功能不全的綜合征,表現(xiàn)為心輸出量不足,不能維持機體代謝所需的氧供的病理生理狀態(tài),是臨床上各種類型心臟病的最終結(jié)局。其中慢性心力衰竭的發(fā)生發(fā)展與神經(jīng)內(nèi)分泌、細(xì)胞因子系統(tǒng)激活等有關(guān),這些體液因子可參與誘導(dǎo)心肌細(xì)胞發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能改變,促進心室重構(gòu),使心功能進一步惡化。根據(jù)中醫(yī)的基礎(chǔ)理論認(rèn)為大多數(shù)心力衰竭乃氣陰兩虛、瘀血阻滯所致,因此,本課題組篩選了具有益氣活血作用的藥物:黨參、黃芪、丹參、川芎、紅花等組成活血方,通過研究活血化瘀方對腹主動脈縮窄術(shù)后心力衰竭大鼠血流動力學(xué)的影響,來探討其治療CHF的作用機制。

1 材料與方法

1.1 藥品 中藥組活血藥的藥方為:黨參30 g,黃芪30 g,丹參30 g,川芎30 g,紅花 15 g。將中藥制成浸膏,制成的浸膏含生藥量為1.0 g/mL,由我院制劑室醇提。10%的水合氯醛麻醉劑?？ㄍ衅绽徸员本┦锕馑帢I(yè)有限責(zé)任公司,國藥準(zhǔn)字H11020833,產(chǎn)品批號:090501。

1.2 動物 健康雄性SD大鼠75只,清潔級。造模時的體重210 g～250 g,由維通利華實驗動物中心提供。實驗動物質(zhì)量合格,分籠飼養(yǎng),自由飲水,常規(guī)飼料。

1.3 實驗方法

1.3.1 手術(shù)造模 10%水合氯醛(0.35 g/kg)腹腔麻醉,上腹正中線切口,在雙腎動脈上方約0.5 cm處小心地使腹主動脈充分暴露并分離出來,將8號針頭與腹主動脈共同結(jié)扎,拔除針頭,造成腹主動脈管腔環(huán)形縮窄約50%～60%。術(shù)后隨機分為A組(縮窄4周)與B組(縮窄8周);假手術(shù)組同期開腹不結(jié)扎作對照。術(shù)后青霉素40×104U/只肌肉注射5 d,預(yù)防感染。手術(shù)共使用大鼠75只,其中5只在術(shù)中和術(shù)后2 d內(nèi)死亡。

1.3.2 分組及給藥方法 70只術(shù)后大鼠分成5組:假手術(shù)組(正常組)、模型組、中藥組、西藥組、中西醫(yī)結(jié)合組。假手術(shù)組、模型組灌服生理鹽水;中藥組每只每次大鼠給予益氣活血藥浸膏2 mL,每日給藥2次,總藥量相當(dāng)于成年人的20倍給藥劑量;西藥組給予卡托普利約7.5 mg/kg,中西醫(yī)結(jié)合組給予中藥聯(lián)合卡托普利片灌胃。手術(shù)后開始灌服藥物,治療4周每組取5只大鼠進行血流動力學(xué)檢測。余下大鼠灌服治療8周后,各組取5只檢測的血流動力學(xué)。整個實驗實際用于血流動力學(xué)檢測檢測并獲得完整檢測數(shù)據(jù)的大鼠每組10只。實驗中有3只大鼠在灌胃中死亡,其余大鼠用于其他實驗檢測。

1.3.3 血流動力學(xué)檢測 術(shù)后5周,各組 5只 Wistar大鼠10%水合氯醛(0.35 g/kg)腹腔麻醉,導(dǎo)管內(nèi)充滿肝素,右頸總動脈逆行插管至左心室,另一端接壓力換能器輸入多媒體生物信號記錄儀系統(tǒng),記錄各組左室收縮壓(LVSP)、左室舒張末壓(LVEDP)、左室內(nèi)壓上升下降最大速率(±dp/dtmax)、心率(HR)、外周平均動脈壓(MBP)。術(shù)后9周同方法檢測余下大鼠(B組)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 實驗結(jié)果用PEMS3.1軟件,多組數(shù)據(jù)兩兩比較,采用q檢驗分析實驗數(shù)據(jù)。

2 結(jié) 果

2.1 各組大鼠灌胃4周后的血流動力學(xué)變化(見表1)

表1 各組大鼠灌胃4周后的血流動力學(xué)變化(±s)

表1 各組大鼠灌胃4周后的血流動力學(xué)變化(±s)

組別 HR/min MBP mmHg LVSP mmHg LVEDP mmHg+dp/dtmax mmHg/s-dp/dtmax mmHg/s正常組 404.00±9.27 92.52±4.46 119.57±2.26 0.69±0.21 3 261.49±162.69 2 600.53±188.231)模型組 422.00±23.31 99.64±3.98 128.97±3.98 9.69±1.44 3 392.64±222.49 2 265.23±154.85中藥組 414.80±15.80 96.91±4.20 129.05±2.94 7.94±1.52 3 522.51±166.72 2 678.41±146.211)西藥組 426.60±8.41 92.13±3.34 122.71±4.431) 7.76±1.65 3 096.15±97.32 2 518.03±109.471)中西醫(yī)結(jié)合組 405.60±13.94 92.53±4.36 122.15±4.651) 6.46±1.692) 3 227.80±100.40 2 570.43±70.402)與模型組比較,1)P＜0.05,2)P＜0.01

2.2 各組大鼠手術(shù)后灌藥8周后的血流動力學(xué)變化(見表2)

表2 各組大鼠手術(shù)后灌藥8周后的血流動力學(xué)變化(±s)

表2 各組大鼠手術(shù)后灌藥8周后的血流動力學(xué)變化(±s)

組別 HR/min MBP mmHg LVSP mmHg LVEDP mmHg+dp/dtm ax mmHg/s-dp/dtmax mmHg/s正常組 397.20±9.45 95.52±3.35 122.25±3.412) 0.70±0.191) 3 501.90±151.031) 2 515.47±121.312)模型組 427.80±9.85 83.66±1.52 115.79±4.03 15.92±1.02 2 660.08±190.44 2 038.40±117.13益氣活血組 390.80±12.87 88.89±3.49 119.53±2.791) 11.26±2.342) 3 111.95±98.861) 2 388.88±218.60卡托普利組 392.20±11.21 85.77±2.99 117.12±4.08 13.28±1.561) 3 116.88±129.621) 2 393.62±125.791)中西醫(yī)結(jié)合組 397.60±14.01 84.65±3.23 117.55±3.08 9.64±1.832) 3 127.03±143.071) 2 409.17±112.592)與模型組比較,1)P＜0.05,2)P＜0.01

3 討 論

壓力負(fù)荷和/或容量負(fù)荷過度是心功能不全(心力衰竭)的重要原因,腹主動脈縮窄術(shù)后造成大鼠心力衰竭模型是通過增加外周阻力造成壓力后超負(fù)荷過重引起的心功能不全的模型,即心臟壓力負(fù)荷過重的疾病(如高血壓)引起心力衰竭的模型,該模型對高血壓引起的心功能不全具有很好的代表性,是研究心力衰竭病理生理過程以及中醫(yī)藥理學(xué)較為理想的動物模型之一,尤其適合研究壓力負(fù)荷過重時心肌肥大的進展,和心功能不全從代償走向失代償過程中的病理形態(tài)學(xué)及能量代謝變化[1]。

心功能不全涉及的范圍較CHF更為廣泛,通常表明經(jīng)器械檢查如超聲心動圖等提示心臟收縮或舒張功能已有異常,但尚未出現(xiàn)臨床癥狀的程度。換言之,伴有臨床癥狀的心功能不全稱之為心力衰竭,但有心功能不全的患者不一定是心力衰竭[2]。這是臨床上預(yù)防心功能進一步惡化的最重要的階段。當(dāng)高血壓、缺血性心臟病、糖尿病、肥厚性心肌病等疾患發(fā)生心功能不全時,先發(fā)生舒張功能不全性CHF,后發(fā)生收縮功能不全性CHF或混合性CHF。LVEDP是反映心功能最直接的指標(biāo),本實驗顯示模型組 LVEDP明顯增高,反映了大鼠先發(fā)生舒張功能不全。有文獻認(rèn)為LVEDP≥15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)判斷心力衰竭模型構(gòu)建成功[3]。在試驗中部分造模后的大鼠檢測發(fā)現(xiàn) LVEDP沒有達到15 mmHg。正常(4月齡)大鼠的LVEDP≤0～2 mmHg,大于此范圍即可說明大鼠存在心功能不全,隨著病程的延長,LVEDP逐漸升高。國產(chǎn)的生理儀敏感度與進口的生理儀敏感度有一定的差距,但能正確反映出不同的藥物干預(yù)后心功能各項指標(biāo)的差異與變化趨勢。本實驗研究提示腹主動脈結(jié)扎8周后,LVEDP顯著增高。

心力衰竭發(fā)生發(fā)展的基本機制是心室重塑。心肌細(xì)胞肥厚、胞外基質(zhì)增多、膠原纖維增生使心肌的病理形態(tài)學(xué)和生理功能發(fā)生相應(yīng)變化,即心室重塑。多種內(nèi)源性神經(jīng)細(xì)胞因子如:去甲腎上腺素、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)、醛固酮、內(nèi)皮素等的長期慢性激活,促進心肌細(xì)胞凋亡,胚胎基因和蛋白質(zhì)的再表達導(dǎo)致心室重塑。心室重塑是機體適應(yīng)于循環(huán)外周阻力的變化而發(fā)生的病理生理學(xué)過程[4]。本方含有黨參、黃芪、丹參、川芎、紅花等常用中藥。黨參堿具有明顯的降壓作用,其提取物能提高心排血量而不增加心率,并能增加腦、下肢和內(nèi)臟的血液量。另報道,本品浸膏對腎上腺素的升壓反應(yīng)有明顯的對抗作用[5]。黃芪有強心作用,許多實驗證明黃芪具有明顯的正性肌力作用,其主要活性成分為黃芪皂苷。另外,黃芪還有心肌保護作用,其對心肌缺血缺氧、缺血/再灌注損傷、缺氧缺糖/復(fù)氧復(fù)糖損傷、感染病毒以及藥物中毒的心肌均有明顯的保護作用。丹參具有祛瘀止痛、活血通經(jīng)、清心除煩和滋補之功效[6],在心血管疾病中廣泛運用。國內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)丹參有拮抗AngⅡ促心肌細(xì)胞肥大的作用,并可抑制心肌成纖維細(xì)胞的增殖和膠原的合成,防治心肌細(xì)胞凋亡,具有良好的拮抗心室重塑的作用[6]。川芎[7]中含有川芎嗪,其有效成分為四甲基吡嗪。川芎嗪可保護血管內(nèi)皮細(xì)胞,具有鈣離子拮抗作用。使血管擴張,降低心臟后負(fù)荷,減輕心室的肥厚和擴大,從而改善和減輕相應(yīng)的左心室的改變,這是改善心力衰竭的關(guān)鍵,顯著提高心排血量、每搏量,靜態(tài)相對舒張末期容量亦明顯提高,從而更好改善心功能[8]。川芎嗪同時還可改善機體的缺氧狀態(tài),減輕血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷,降低毛細(xì)血管的通透性,能抑制血小板的聚集,降低血液黏度,還可以促進前列腺素Ⅱ合成,抑制血栓素A2的生成和釋放,從而調(diào)節(jié)前列腺素Ⅱ和血栓素 A2的平衡,有效改善心力衰竭。紅花[9]注射液主要成分為紅花苷、紅花黃色素,具有抑制二磷腺苷(ADP)誘導(dǎo)的血小板聚集,提高纖維蛋白溶解活性,改善高粘狀態(tài),并能消除由腎上腺素和去甲腎上腺索引起的血管收縮作用,消除血管平滑肌的痙攣狀態(tài),起到擴張血管、增加血容量和組織灌注量,改善微循環(huán)的作用。同時紅花具有抗氧化、降血脂、清除自由基的作用,保護心肌細(xì)胞,增加心臟灌注,提高心肌抗缺氧能力,提高紅細(xì)胞的變形能力及紅細(xì)胞的攜氧能力[10]。

益氣活血藥方僅含有五味藥,但都是心血管疾病常用的活血藥?？ㄍ衅绽ㄟ^競爭性抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶活性,降低血漿血管緊張素Ⅱ和血管緊張素Ⅲ的水平,降低醛固酮和兒茶酚胺的分泌,預(yù)防心肌細(xì)胞的凋亡,防止心肌的重構(gòu)。實驗結(jié)果表明,活血藥作為輔藥與西藥卡托普利的聯(lián)合使用能改善心功能不全大鼠心肌的血流動力學(xué),延長心力衰竭代償期,提高心功能不全大鼠生存質(zhì)量。有關(guān)作用機制仍需進一步研究。

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