番茄紅素對心肌缺血模型大鼠的保護(hù)機(jī)制研究

范艷慧, 劉魯娜, 張 倩

(新疆維吾爾自治區(qū)石河子人民醫(yī)院 心內(nèi)科, 新疆維吾爾自治區(qū) 石河子, 832000)

番茄紅素是一種重要的類胡蘿卜素，廣泛存在于水果及蔬菜中，其中尤以番茄中的含量最高。近年來，番茄紅素以其獨(dú)特的生物學(xué)功能受到廣泛關(guān)注。研究[1-2]顯示番茄紅素具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力及減少心血管疾病的發(fā)生，但其具體作用機(jī)制目前尚無深入研究。本研究通過建立大鼠心肌缺血損傷模型，觀察番茄紅素對缺血心肌的保護(hù)作用，并探討其作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物

SD大鼠60只，雌性，體質(zhì)量250～300 g, 購自新疆維吾爾自治區(qū)地方病防治研究所，生產(chǎn)許可證號：SXSK(新)-20110001。

1.2 藥品與試劑

番茄紅素(新疆中基實(shí)業(yè)股份有限公司)；乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)檢測試劑盒均為南京建成生物工程研究所生產(chǎn)。其他試劑均為分析純。

1.3 儀器

Thermo 3001酶標(biāo)儀(美國Thermo公司); TGL-16G低溫冷凍離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)；恒溫水浴鍋(北京市永光明醫(yī)療儀器廠)。

1.4 分組及給藥

60只大鼠隨機(jī)分為5組，每組12只，即模型組、假手術(shù)組、丹參組、番茄紅素低劑量組及高劑量組。均采用灌胃方式給藥，丹參組給予丹參片, 30 mg/(kg·d)，番茄紅素低、高劑量組分別給予番茄紅素10 mg/(kg·d)、20 mg/(kg·d)。各組均連續(xù)給藥1個月。

1.5 心肌缺血模型建立

給藥1月后參考相關(guān)文獻(xiàn)[3-4]建立心肌缺血模型。術(shù)前禁食12 h，禁水4 h。10%水合氯醛麻醉，劑量0.35 mL/kg, 仰位固定于手術(shù)臺上。氣管插管，開胸，擠出心臟，在肺動脈圓錐與左心耳之間冠狀靜脈處結(jié)扎左冠狀動脈前降支，造成大鼠心肌缺血。假手術(shù)組只穿線不結(jié)扎。造模24 h后腹主動脈取血，收集血清待測。隨后開胸取出心臟，生理鹽水沖洗，稱取左心室重量，并將左心室橫切成數(shù)片，侵入0.25%四氮唑藍(lán)(NBT)溶液中，37 ℃水浴，染色15 min。正常心肌染色，缺血心肌組織不染色。剪去缺血心肌稱重，計(jì)算心肌梗死面積(MIS)。

1.6 指標(biāo)檢測

將模型建立過程中收集的血液樣本以3 500轉(zhuǎn)/min的速度離心10 min, 取血清分別測定LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和GSH-PX含量，操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.7 觀察指標(biāo)

觀察各組大鼠MIS差異，及血清LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和GSH-PX含量差異。MIS=缺血心肌質(zhì)量/左心室質(zhì)量×100%。

2 結(jié) 果

2.1 各組MIS比較

除假手術(shù)組未見明顯心肌梗死外，各組均見不同程度心肌梗死，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，各給藥組MIS均顯著小于模型組(P<0.01), 番茄紅素高劑量組MIS顯著小于低劑量組及丹參組(P<0.05), 而低劑量組與丹參組無顯著差異(P>0.05)。見表1。

表1 番茄紅素對大鼠心肌梗死范圍的影響 %

與模型組比較，**P<0.01;與番茄紅素高劑量組比較，#P<0.05。

2.2 血清LDH、CK-MB、MDA、T-SOD和

GSH-PX含量差異經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，與假手術(shù)組相比，模型組血清中LDH、CK-MB、MDA含量顯著升高(P<0.01)。各給藥組均有不同水平下降，其中番茄紅素高組及丹參組均顯著低于模型組(P<0.05或P<0.01), 且與假手術(shù)組接近(P>0.05)。與假手術(shù)組相比，模型組血清SOD、GSH-PX含量顯著降低(P<0.05), 各給藥組均有不同程度上升，其中番茄紅素高劑量組SOD含量顯著高于模型組(P<0.05), 其余差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 番茄紅素對大鼠血清中LDH、CK-MB含量的影響

與假手術(shù)組比較, *P<0.05, **P<0.01; 與模型組比較, #P<0.05, ##P<0.01。

3 討 論

結(jié)扎冠狀動脈制備局灶性心肌缺血模型與臨床心肌梗死的發(fā)病過程較為相似，是目前應(yīng)用最廣泛的心肌缺血造模方法[5-6]，本研究在其他學(xué)者基礎(chǔ)上改進(jìn)造模方法，給藥1個月后處死大鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型組MIS顯著大于其余各組，表明造模成功。

肌酸激酶(CK)通常存在于動物的心臟、肌肉以及腦等組織的細(xì)胞質(zhì)和線粒體中，其中MB型主要存在心肌細(xì)胞中。心肌梗死發(fā)生時(shí)，血清中CK-MB水平迅速提高, 24 h達(dá)高峰，在診斷缺血性心臟病中具有重要意義[7]。LDH是催化丙酮酸生成乳酸的酶，在心肌梗死12～24 h亦明顯升高。因此，血清中CK-MB和LDH的含量與心肌損傷和壞死的程度成正相關(guān)。MDA是氧自由基引發(fā)脂類過氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，其含量高低可反映氧自由基導(dǎo)致組織細(xì)胞損傷程度。在生理?xiàng)l件下，氧自由基可發(fā)揮殺菌、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長等保護(hù)作用，但在病理?xiàng)l件下，氧自由基產(chǎn)生及清除的動態(tài)平衡被破壞，氧自由基大量產(chǎn)生，而清除減慢，機(jī)體則會處于氧化應(yīng)激狀態(tài)。SOD、GSH-PX均為機(jī)體重要的內(nèi)源性抗氧化酶，測定血清SOD及GSH-PX含量可反映機(jī)體抗氧化能力的強(qiáng)弱。大量研究[8-10]表明，急性心肌梗死患者或動物模型血清SOD及GSH-PX含量均顯著降低。

番茄紅素是一種純天然抗氧化劑，其抗氧化活性顯著強(qiáng)于維生素E和β-胡蘿卜素，可有效提高機(jī)體各種抗氧化酶類的活性，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力[11]。大量研究[12]表明，番茄紅素可有效改善心肌梗死后的心室重構(gòu)，減少心肌細(xì)胞在缺血/再灌注過程中的細(xì)胞凋亡。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，番茄紅素高劑量組可顯著縮小心MIS，且可顯著降低大鼠血清中CK-MB、LDH含量，對缺血心肌有明顯的保護(hù)作用。為進(jìn)一步明確番茄紅素對缺血心肌的保護(hù)作用機(jī)制，實(shí)驗(yàn)測定了血清中SOD、GSH-PX和MDA在用藥前后的含量變化，結(jié)果顯示番茄紅素高劑量組可顯著降低大鼠血清中MDA含量，并可提高血清中SOD的含量，亦可在一定程度上增加GSH-PX含量，提示番茄紅素對心肌缺血的保護(hù)作用可能與其增加抗氧化酶活性，減少氧自由基對心肌的氧化損傷有關(guān)。

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