芒果苷對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血流動(dòng)力學(xué)和氧化應(yīng)激的影響研究※

● 程虹毓 周國(guó)強(qiáng)

芒果苷對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血流動(dòng)力學(xué)和氧化應(yīng)激的影響研究※

● 程虹毓 周國(guó)強(qiáng)▲

目的：探討芒果苷對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血流動(dòng)力學(xué)及氧化應(yīng)激的影響。方法：大鼠負(fù)重游泳直至力竭，共7d，每天一次，游泳前分別給予芒果苷0.78、1.56、3.12mg·kg-1灌胃。最后一次力竭游泳后，麻醉大鼠，測(cè)定其等容收縮期左心室內(nèi)壓力上升的最大速率(+dp/dtmax)、等容舒張期左心室壓力下降的最大速率(-dp/dtmax)、左心室收縮壓(LVSP)和左室舒張末壓(LVEDP)。測(cè)定后頸動(dòng)脈取血、取心肌組織塊，測(cè)定血清和組織勻漿中MDA、SOD、GSH-Px和NO的含量。結(jié)果：與模型組比較，芒果苷高、中、低劑量能夠有效升高模型大鼠的LVSP值和±dp/dtmax絕對(duì)值、降低LVEDP，可顯著降低模型大鼠血清和心肌組織的MDA含量，升高SOD、GSH-Px和NO含量。各給藥組之間存在明顯的劑量依賴關(guān)系。結(jié)論：芒果苷能夠通過(guò)降低力竭運(yùn)動(dòng)大鼠氧化應(yīng)激水平，從而改善其血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

芒果苷 力竭運(yùn)動(dòng) 血流動(dòng)力學(xué) 氧化應(yīng)激

運(yùn)動(dòng)是一種特殊的應(yīng)激，適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)有益健康，能對(duì)心臟產(chǎn)生有益的作用，如使心肌的收縮力增強(qiáng)、心肌肌纖維增粗等[1]。但力竭運(yùn)動(dòng)或過(guò)度訓(xùn)練則對(duì)心臟具有負(fù)面的作用，不僅不利于心臟機(jī)能的提高，還會(huì)損害其正常機(jī)能，增高心房纖顫房顫與心房撲動(dòng)的發(fā)生率[2]，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)型心律失常，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性猝死。近年來(lái)頻繁出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中猝死現(xiàn)象，尤其是今年在國(guó)內(nèi)多次出現(xiàn)的馬拉松選手猝死都證明了這一點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)員房顫發(fā)生率高達(dá)23%，接近普通人的3倍[3]，而越野滑雪運(yùn)動(dòng)員房顫的發(fā)病率則達(dá)到18%[4]。運(yùn)動(dòng)型心律失常的發(fā)生機(jī)制非常復(fù)雜，涉及的因素也較多，目前的實(shí)驗(yàn)研究主要集中在對(duì)心肌組織的研究，持續(xù)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致心肌組織及血液中的自由基累積，從而產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)型氧化應(yīng)激反應(yīng)[5]。

芒果苷是一種雙苯吡酮類化合物，分子式C19H18O11，廣泛存在于漆樹科和龍膽科、水龍骨科植物的葉、果實(shí)和樹皮。近年來(lái)甚至在蔬菜中也分離得到[6]，資源非常豐富。芒果苷具有抗炎、抗氧化、抗病毒、治療糖尿病、抗癌等多種藥理活性[7]，同時(shí)還對(duì)心肌細(xì)胞具有保護(hù)作用，能保護(hù)垂體后葉素和異丙腎上腺素引發(fā)的心肌缺血[8]等。本研究采用大鼠負(fù)重游泳力竭模型，研究芒果苷對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響，并通過(guò)檢測(cè)模型動(dòng)物血清和心肌組織中MDA、SOD、GSH-Px和NO的含量，以揭示芒果苷在力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血流動(dòng)力學(xué)和氧化應(yīng)激的之間的作用，為芒果苷治療運(yùn)動(dòng)型心律失常藥物的開發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器 BL-420F生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(成都泰盟科技有限公司)；UV1902紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海奧析科學(xué)儀器有限公司)；DY89-I電動(dòng)玻璃勻漿機(jī)(寧波新芝生物科技股份有限公司)；3-18R離心機(jī)(湖南恒諾儀器設(shè)備有限公司)；MS205DU精密天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)。

1.2 動(dòng)物 雄性SD大鼠，SPF級(jí)，體質(zhì)量180～220g，由湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供，許可證號(hào)SCXK(湘)：2011-0003。實(shí)驗(yàn)期間室內(nèi)保持25±2℃，相對(duì)濕度50%～70%。自由飲水飲食。

1.3 藥物與試劑 芒果苷購(gòu)自成都普瑞法科技開發(fā)有限公司，純度≥95%；MDA試劑盒(批號(hào)20150907)，SOD試劑盒(批號(hào)20150907)，GSH-Px(批號(hào)20150907)，NO(批號(hào)20150907)，總蛋白試劑盒(批號(hào)20150907)，以上試劑盒均購(gòu)于南京建成生物工程研究所。

2 方法

2.1 動(dòng)物分組與給藥 50只大鼠按體重隨機(jī)分為5組，每組10只，分別為正常對(duì)照組、力竭模型組、芒果苷高、中、低劑量組。參考文獻(xiàn)[9]制備大鼠力竭運(yùn)動(dòng)模型：除正常對(duì)照組外，其余組均參與游泳，大鼠尾部負(fù)重2%體重，在自制的透明玻璃游泳缸中游泳，游泳缸長(zhǎng)、寬、高分別為60cm、50cm、70cm，直至10s內(nèi)頭部不能露出水面。每天1次，持續(xù)7d。正常對(duì)照組不游泳。每天游泳前灌胃給藥1次，正常組和力竭模型組給予生理鹽水15ml·kg-1，芒果苷低、中、高劑量組給予芒果苷0.78、1.56、3.12mg·kg-1(芒果苷給藥劑量參考文獻(xiàn)[10]，并結(jié)合前期預(yù)實(shí)驗(yàn)確定)。

2.2 血流動(dòng)力學(xué)與氧化應(yīng)激指標(biāo)檢測(cè) 最后一次力竭游泳后，腹腔注射7%水合氯醛0.5ml·100g-1麻醉大鼠，參考文獻(xiàn)[11]手術(shù)插管，通過(guò)BL-420F生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)記錄等容收縮期左心室內(nèi)壓力上升的最大速率(+dp/dtmax)、等容舒張期左心室壓力下降的最大速率(-dp/dtmax)、左心室收縮壓(LVSP)和左室舒張末壓(LVEDP)。每只大鼠測(cè)定5次，每次10s，計(jì)算平均值。測(cè)定后頸動(dòng)脈取血，離心血清，置于4℃中保存，待測(cè)。取心肌組織塊，在冰生理鹽水中勻漿。按照試劑盒說(shuō)明書測(cè)定血清和組織勻漿中MDA、SOD、GSH-Px和NO的含量。

3 結(jié)果

3.1 各組大鼠血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)比較 經(jīng)過(guò)7d的力竭游泳后，與正常對(duì)照組比較，力竭模型組大鼠的LVSP顯著下降，LVEDP顯著上升(均P<0.01)，而±dp/dtmax的絕對(duì)值均顯著下降(P<0.05，P<0.01)。給藥7d后，與力竭模型組比較，芒果苷0.78mg·kg-1給藥組可顯著升高模型大鼠的LVSP值和+dp/dtmax值、降低LVEDP(均P<0.05)；芒果苷1.56和3.12mg·kg-1給藥組均可顯著升高模型大鼠的LVSP值和±dp/dtmax絕對(duì)值、降低LVEDP值(P<0.05或P<0.01)。各給藥組間存在明顯的劑量依賴關(guān)系。見(jiàn)表1。

表1 芒果苷對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響±s)

注：與正常組比較，aP<0.05，bP<0.01；與模型組比較，cP<0.05，dP<0.01。

3.2 各組大鼠血清MDA、SOD、GSH-Px和NO含量的比較 與正常對(duì)照組比較，力竭模型組大鼠血清MDA含量顯著升高(P<0.01)，SOD、GSH-Px和NO含量顯著降低(P<0.05或P<0.01)。與模型組比較，芒果苷0.78mg·kg-1給藥組可顯著降低模型大鼠血清的MDA含量(P<0.05)，升高大鼠血清GSH-Px和NO含量(P<0.05或P<0.01)；芒果苷1.56和3.12mg·kg-1給藥組均可顯著降低模型大鼠血清的MDA含量(P<0.01)，升高大鼠血清SOD、GSH-Px和NO含量(P<0.05或P<0.01)。各給藥組間劑量依賴關(guān)系與其對(duì)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響一致。見(jiàn)表2。

表2 芒果苷對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血清MDA、SOD、GSH-Px和NO含量的影響

注：與正常組比較，aP<0.01，bP<0.01；與模型組比較，cP<0.05，dP<0.01。

3.3 各組大鼠心肌組織勻漿MDA、SOD、GSH-Px和NO含量的比較 與正常對(duì)照組比較，力竭模型組大鼠心肌組織勻漿中MDA含量顯著升高(P<0.01)，SOD、GSH-Px和NO含量顯著降低(均P<0.01)。與模型組比較，芒果苷各給藥組氧化應(yīng)激指標(biāo)均有所改善，且存在明顯的劑量依賴關(guān)系。見(jiàn)表3。

表3 芒果苷對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠心肌組織勻漿中MDA、SOD、GSH-Px和NO含量的影響

注：與正常組比較，aP<0.01;與模型組比較，bP<0.05，cP<0.01。

4 討論

強(qiáng)迫游泳加負(fù)重可以讓大鼠在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到力竭的要求，與大鼠跑臺(tái)跑步同為力竭運(yùn)動(dòng)的主要模型。本研究結(jié)果表明，通過(guò)持續(xù)7d，每天1次的力竭游泳，可以使大鼠血流動(dòng)力學(xué)出現(xiàn)典型的病理改變，其LVSP顯著下降、LVEDP顯著上升、而±dp/dtmax的絕對(duì)值均顯著下降，提示造模成功，這一結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道一致[1]。芒果苷高、中劑量給藥組均可顯著升高模型大鼠的LVSP值和±dp/dtmax絕對(duì)值、降低LVEDP值，表明芒果苷3.12和1.56mg·kg-1能夠有效改善大鼠力竭運(yùn)動(dòng)的血流動(dòng)力學(xué)變化，可用于運(yùn)動(dòng)型心律失常藥物的開發(fā)。

生物體內(nèi)自由基作用于脂質(zhì)的過(guò)程會(huì)形成脂質(zhì)過(guò)氧化物如MDA，其水平的高低可以反映出體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化的程度，間接地反映出細(xì)胞損傷的程度。SOD是生物機(jī)體內(nèi)重要的內(nèi)源性抗氧化酶，可以清除體內(nèi)的氧自由基，使自由基不能與膜脂質(zhì)和膜蛋白進(jìn)行反應(yīng)而破壞肝細(xì)胞，其含量的變化可作為衡量組織損傷程度的指標(biāo)之一[12]。GSH-Px是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種過(guò)氧化物分解酶，分子中所含的結(jié)合硒可使有毒的過(guò)氧化物還原成無(wú)毒的羥基化合物，從而保護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過(guò)氧化物的損害。NO在體內(nèi)具有廣泛的生理作用，機(jī)體內(nèi)多出的氧自由基如超氧陰離子等能滅活NO[13]。多項(xiàng)研究表明氧化應(yīng)激系統(tǒng)與血流動(dòng)力學(xué)有直接的關(guān)系，降低MDA水平、提高SOD、GSH-Px、NO等的含量可以防止心肌超微結(jié)構(gòu)惡化，改善心臟血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)[11，13]。本研究顯示芒果苷高、中劑量給藥組可顯著降低模型大鼠血清和心肌組織的MDA含量，升高SOD、GSH-Px和NO含量，表明其可以通過(guò)改善心臟和整體的氧化應(yīng)激系統(tǒng)，從而改善力竭運(yùn)動(dòng)模型大鼠的血流動(dòng)力學(xué)。

力竭運(yùn)動(dòng)后，體內(nèi)的多項(xiàng)指標(biāo)發(fā)生變化，如心肌損傷標(biāo)志物肌酸激酶同工酶CK-MB和人心肌肌鈣蛋白TNNI3顯著升高[1]。力竭游泳還會(huì)引起大鼠心肌相對(duì)或絕對(duì)的缺血缺氧，致使線粒體ATP/ADP比值下降，并最終導(dǎo)致線粒體腫脹[15]。本研究?jī)H對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)后氧化應(yīng)激系統(tǒng)與血流動(dòng)力學(xué)的關(guān)系進(jìn)行了探討，芒果苷對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)后大鼠血流動(dòng)力學(xué)的改善作用機(jī)制，還有待進(jìn)一步深入的研究。

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國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.81660702)

▲通訊作者 周國(guó)強(qiáng)，男，醫(yī)學(xué)碩士，講師。研究方向：運(yùn)動(dòng)治療。E-mail：1175766153@qq.com

江西中醫(yī)藥大學(xué)(330004)