牛磺酸預處理對大鼠心肌梗死的保護作用

王 潔，陸克義，李險峰，呂吉元，張明升，劉慧榮

(山西醫(yī)科大學1.藥理學教研室、2.第一臨床醫(yī)學院、3.生理學系，山西太原 030001)

冠狀動脈閉塞引起的心肌缺血是缺血性心臟病中重要的致死原因，嚴重危害人類的健康。藥物治療在冠狀動脈性心臟病的治療中占有相當重要的位置，研發(fā)有效、無毒副作用的抗心肌缺血藥物治療冠狀動脈性心臟病具有重要的意義。?；撬?taurine，Tau)是一種游離氨基酸，廣泛存在于人及哺乳動物的組織細胞內(nèi)，對維持機體的生理功能具有重要意義［1-2］。Tau是心臟中含量最多的游離氨基酸，占游離氨基酸總量的60%，大量的動物實驗及臨床研究證明［3-4］，Tau對心血管系統(tǒng)具有明顯的保護作用。然而，牛磺酸對梗死心肌是否有保護作用報道較少。本文旨在通過經(jīng)典的心肌梗死大鼠模型，探討Tau預處理對其心肌的保護作用及其可能機制，為Tau在臨床應用提供一定的實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 藥品及試劑 ?；撬?南京制藥廠提供，配成5%水溶液待用);垂體后葉素(上海生物化學制藥廠，批號:010525);0.9%氯化鈉注射液(臨汾云鵬藥業(yè)有限公司，批號:0108130802)。心肌肌鈣蛋白I(cTnI)檢測試劑盒(美國Burlingame公司);肌酸激酶同工酶(CK-MB)檢測試劑盒(上海玉蘭生物技術研究所);超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)檢測試劑盒(南京建成生物工程研究所);硝基四氮唑藍(NBT)(Sigma公司)。

1.2 儀器 計算機生物信號采集分析系統(tǒng)(MS2000);自動平衡微量離心機(LDZ40-0.8);小動物呼吸機(DH-150)。

1.3 實驗動物與分組 40只健康♂Wistar大鼠(由山西醫(yī)科大學動物中心提供，合格證號為醫(yī)動字第070101)，體質(zhì)量210 g～230 g，隨機分為5組，每組8只。模型組(Model，MOD):每只動物腹腔注射生理鹽水5 ml·kg-1，連續(xù)3 d，于末次注射30 min后結扎冠狀動脈左前降支造模。偽手術組(Control，CON):不結扎冠狀動脈，其他與模型組相同。Tau低劑量組(T1組):每只動物腹腔注射Tau 100 mg·kg-1，連續(xù)3 d，于末次給藥30 min后結扎冠狀動脈。Tau中劑量組(T2組):每只動物腹腔注射Tau 200 mg·kg-1，連續(xù)3 d，于末次給藥30 min后結扎冠狀動脈。Tau高劑量組(T3組):每只動物腹腔注射Tau 400 mg·kg-1，連續(xù)3 d，于末次給藥30 min后結扎冠狀動脈。

1.4 方法

1.4.1 心肌梗死模型的制備 Wistar大鼠腹腔注射1%戊巴比妥鈉40mg·kg-1麻醉，頸部至劍突去毛，分離氣管，連接麻醉呼吸機，開胸后進行輔助呼吸。呼吸頻率16～18次/min，吸氣/呼氣比為1∶2，潮氣量350～550 ml。在大鼠胸骨左緣第3、4肋間開胸暴露心臟，輕壓擠出心臟，剪開心包膜，用5/0號細線結扎冠狀動脈左前降支起始端，迅速將心臟放回胸腔，排出空氣，閉胸。

1.4.2 心功能測定 將各組大鼠麻醉后仰臥固定，分離右側頸總動脈，將充滿肝素生理鹽水的導管逆行插至左心室，通過MS2000計算機生物信號采集分析系統(tǒng)實時記錄左心血流動力學參數(shù):左室壓(LVDP)、左室壓力升高最大速率(+dp/dtmax)及左室壓力下降最大速率(-dp/dtmax)。

1.4.3 血清學指標檢測 各組大鼠于造模后3 h，麻醉狀態(tài)下從腹主動脈取血3 ml，將血液常溫靜置30 min后3 000轉離心10 min，取上清液放入-20℃冰箱待測。參照試劑盒說明操作，采用ELISA法檢測 cTnI、CK-MB、SOD 和 MDA。

1.4.4 心肌梗死面積測定 采用NBT(Nitro blue tetrazolium，硝基四氮唑藍)染色法測定心肌梗死面積。各組大鼠于造模后3 h，麻醉下迅速取心臟，放入生理鹽水中沖洗，仔細去除兩側心房、大靜脈及右心室，垂直于左室長軸，將左心室切成厚度均勻的六片，放入1%的NBT-Tris(三羥甲基氨基甲烷)溶液(pH=7.4)中，37℃水浴5～10 min。正常心肌染為暗藍色，梗死區(qū)心肌則不染色。用BI2000圖像分析軟件測定心肌梗死面積占總面積的百分比，即梗死面積百分比=(心肌梗死面積之和/心肌總面積之和)×100%。

2 結果

2.1 不同劑量Tau預處理對心功能的影響 與對照組比較，模型組大鼠左室心功能 LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax均明顯降低，差異均有統(tǒng)計學意義。與模型組比較，Tau中、高劑量組LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax均明顯升高，差異均有統(tǒng)計學意義;而與Tau中劑量組比較，Tau高劑量組對心功能LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax的促進作用進一步增強，表明Tau中、高劑量組均可以增加心功能指標，且存在劑量依賴性。見Tab 1。

Tab 1 Effects of Tau in different doses on myocardial function in cardiac infarction rats by coronary artery ligature(±s，n=8)

Tab 1 Effects of Tau in different doses on myocardial function in cardiac infarction rats by coronary artery ligature(±s，n=8)

＊＊P＜0.01 vs CON;#P＜0.05 vs MOD;△P＜0.05 vs T2

Group LVDP/kPa+dp/dtmax/kPa·s-1-dp/dtmax/kPa·s -1 CON 21.35±2.16 88.56±2.33 91.83±3.49 MOD 15.35±2.01＊＊ 58.63±3.16＊＊ 68.43±4.01＊＊T1 14.31±1.68 53.44±4.01 66.13±5.92 T2 17.31±1.05# 70.22±2.89# 76.77±4.11#T3 19.21±1.39#△ 82.12±6.03#△ 88.26±3.17#△

2.2 不同劑量Tau預處理對血清cTnI和CK-MB值的影響 與對照組比較，模型組大鼠血清cTnI和CK-MB值明顯升高，差異均有統(tǒng)計學意義;與模型組比較，Tau低、中、高劑量組的血清cTnI和CK-MB值出現(xiàn)明顯的降低，差異均有統(tǒng)計學意義。而與Tau低劑量組比較，Tau中劑量組對血清 cTnI和CK-MB值的抑制作用進一步增強;與Tau中劑量組比較，Tau高劑量組對血清cTnI和CK-MB值的抑制作用進一步增強，表明Tau低、中、高劑量組均可以抑制梗死心肌血清cTnI和CK-MB值增高，且存在劑量依賴性。見Tab 2。

2.3 不同劑量Tau預處理對心肌梗死面積的影響與對照組比較，模型組大鼠心肌梗死面積明顯增大，差異均有統(tǒng)計學意義。與模型組比較，Tau低劑量、中劑量、高劑量組的梗死面積出現(xiàn)明顯的縮小，差異均有統(tǒng)計學意義。而與Tau低劑量組比較，Tau中劑量組能進一步減少心肌梗死面積;與Tau中劑量組比較，Tau高劑量組亦能進一步減少心肌梗死面積，表明Tau低、中、高劑量組均可以抑制心肌梗死面積的增大，且存在劑量依賴性。見Tab 3。

Tab 2 Effects of Tau in different doses on serum cTnI and CK-MB activities in cardiac infarction ratsby coronary artery ligature(±s，n=8)

Tab 2 Effects of Tau in different doses on serum cTnI and CK-MB activities in cardiac infarction ratsby coronary artery ligature(±s，n=8)

＊＊P＜0.01 vs CON;##P ＜0.01 vs MOD;△P ＜0.05，△△P ＜0.01 vs T1;☆☆P＜0.01 vs T2

Group cTnI/μg·L-1 CK-MB/U·L -1 CON 0.27±0.11 81.17±17.21 MOD 26.33±4.93＊＊ 182.33±24.46＊＊T1 10.50±1.87## 131.16±24.39##T2 5.00 ±1.41##△△ 121.17 ±20.84##△T3 2.83±0.75##☆☆ 92.83±11.11##☆☆

Tab 3 Effects of Tau in different doses on percentage of infarct size in cardiac infarction rats by coronary artery ligature(±s，n=8)

Tab 3 Effects of Tau in different doses on percentage of infarct size in cardiac infarction rats by coronary artery ligature(±s，n=8)

＊＊P＜0.01 vs CON;##P＜0.01 vs MOD;△△P＜0.01 vs T1;☆P＜0.05 vs T2

Group Infarction size/%CON 2.08±0.26 MOD 37.99±3.05＊＊T1 24.42±2.20##T2 15.41 ±1.09##△△T3 12.25±1.35##☆

2.4 不同劑量Tau預處理對血清SOD、MDA活力的影響 與對照組比較，模型組大鼠血清SOD活性明顯下降、MDA含量明顯升高，差異具有統(tǒng)計學意義;與模型組比較，Tau低、中、高劑量組血清SOD活性上升及MDA含量下降差異均有統(tǒng)計學意義。與Tau低劑量組比較，Tau中劑量組血清SOD活性上升、MDA含量下降，差異均有統(tǒng)計學意義;與Tau中劑量組比較，Tau高劑量組血清SOD活性上升、MDA含量下降，差異均有統(tǒng)計學意義，表明Tau低、中、高劑量組均可以升高血清SOD活性、降低血清MDA含量，且存在劑量依賴性。

Tab 4 Effects of Tau in different doses on SOD activity and MDA content in cardiac infarction rats by coronary artery ligature(±s，n=8)

Tab 4 Effects of Tau in different doses on SOD activity and MDA content in cardiac infarction rats by coronary artery ligature(±s，n=8)

＊＊P＜0.01 vs CON;#P＜0.05，##P＜0.01 vs MOD;△P＜0.05 vs T1;☆P ＜0.05 vs T2

Group SOD/kU·L-1 MDA/μmol·L -1 CON 133.11±17.38 2.32±0.54 MOD 81.42±9.21＊＊ 9.31±1.57＊＊T1 95.23±9.39# 7.31±1.22#T2 112.69 ±11.35##△ 5.18 ±1.09##△T3 123.21±12.20##☆ 3.87±0.69##☆

3 討論

人體內(nèi)Tau大多分布在細胞內(nèi)，人體主要依靠從食物中攝取Tau來滿足機體需要，研究表明其是體內(nèi)重要的內(nèi)源性抗損傷物質(zhì)［5］。本實驗采用大鼠心肌梗死模型，觀察Tau預處理對心肌梗死大鼠的心功能、血清酶學及自由基清除能力的影響。

在評價心功能的指標中，常用LVDP及±dp/dtmax來反映左心室收縮功能，用-dp/dtmax反映心肌舒張性能的指標。在本實驗中大鼠心肌梗死后LVDP、±dp/dtmax均明顯降低，提示其心臟收縮和舒張功能受損;給予中、高劑量Tau組可提高心肌梗死后LVDP、±dp/dtmax水平，而低劑量Tau對梗死后心功能無明顯影響，表明足量Tau可改善心肌梗死后心臟收縮及舒張功能。

cTnI及CK-MB是急性心肌梗死診斷指標之一［6］。CK-MB在一定程度上能反映心肌損傷程度，并非心臟特有，也存在于骨骼肌、胃腸道平滑肌等心外組織的胞質(zhì)中，缺乏心肌特異性。心肌肌鈣蛋白含有3種成分 (cTnI、cTnT、cTnC)，其中 cTnI是心肌纖維高特異性的調(diào)節(jié)蛋白，是心肌損傷敏感且特異的血清標志物。目前，臨床上常聯(lián)合檢測cTnI和CK-MB作為判斷心肌細胞損傷的指標［7-8］。組織解剖學上心肌梗死面積是觀察心肌損傷的直接依據(jù)。本實驗中，我們采用經(jīng)典的結扎冠狀動脈心肌梗死模型，發(fā)現(xiàn)心肌梗死后血清學cTnI、CK-MB值及心肌梗死面積的變化呈平行關系，結扎冠狀動脈前30 min腹腔注射Tau 100、200及400 mg·kg-1均可明顯降低血清cTnI、CK-MB值及心肌梗死面積，證實了Tau具有心肌保護作用。

MDA是氧自由基破壞生物膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應的最終產(chǎn)物，SOD是一種存在于細胞中的抗氧化酶，它可清除超氧陰離子，對缺血心肌具有一定保護作用。研究表明［9-10］，MDA、SOD值高低間接反映了機體清除氧自由基的能力。本實驗結果顯示，不同劑量Tau預處理均可升高SOD活性，降低MDA含量，提示Tau可通過增強機體清除氧自由基的能力，減輕細胞膜脂質(zhì)過氧化損傷，發(fā)揮保護作用。

由此可見，Tau預處理對大鼠梗死心肌有保護作用，且具有一定的劑量依賴性，其保護機制可能與減少自由基生成，減輕細胞膜脂質(zhì)過氧化損傷有關，其他機制有待進一步深入研究。

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