益氣活血組方對急性心肌梗死大鼠心室重構(gòu)及心肌纖維化的抑制作用

黃忠明

(達(dá)州中醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院，四川 達(dá)州 635000)

急性組織損傷后，大量炎癥因子釋放，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞增生，其中細(xì)胞外基質(zhì)增生會降低組織器官的順應(yīng)性，伴或不伴組織器官結(jié)構(gòu)改變，將進(jìn)一步影響器官功能，這一過程被稱作器官重構(gòu)〔1〕。急性心肌梗死患者梗死后心室重構(gòu)是由心肌梗死病變導(dǎo)致心室損傷出現(xiàn)的功能與形態(tài)變化過程，心肌細(xì)胞損傷后，將引起細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)生障礙，打亂心肌排列，導(dǎo)致收縮功能異常，這些均是細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)的基礎(chǔ)〔2〕。心肌纖維化是心肌組織細(xì)胞外基質(zhì)大量沉積，導(dǎo)致的膠原容積與膠原濃度增加、各膠原比例失調(diào)與排列維紊亂〔3〕。急性心肌梗死患者心室重構(gòu)與心肌纖維化均會對其心臟功能產(chǎn)生影響，降低心臟順影響，增加心源性猝死風(fēng)險(xiǎn)〔4〕?？梢娔孓D(zhuǎn)或抑制心肌纖維化與心室重構(gòu)對治療進(jìn)行心肌梗死的重要意義。益氣活血組方被胡國恒等〔5〕研究證實(shí)對加速缺血心肌血管新生、減輕心肌缺氧缺血情況有著重要價(jià)值。但將益氣活血組方用于急性心肌梗死是否能獲得理想效果無較多報(bào)道。本研究觀察不同劑量益氣活血組方進(jìn)行短期治療對急性心肌梗死大鼠心室重構(gòu)與心肌纖維化的影響。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動物 購入Sprague-Dawley(SD)SPF級大鼠65只，周齡6～8〔平均(7.00±1.00)〕w；體重0.22～0.24〔平均(0.23±0.10)〕kg。本次動物實(shí)驗(yàn)獲得醫(yī)院動物委員會批準(zhǔn)，相關(guān)操作及處理均符合《關(guān)于善待實(shí)驗(yàn)動物指導(dǎo)性意見》〔6〕中相關(guān)規(guī)定。

1.2主要試劑 美國Invitrogen公司的胎牛血清、胰蛋白酶、磷酸鹽緩沖液、抗生素、臺盼藍(lán)，北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司的二甲苯、甲醛固定液、無水乙醇、水合氯醛、二甲基亞砜，北京貞玉民生藥業(yè)的75%/95%酒精，Sakura Finetechnical公司的包埋劑，瑞士Roche公司的蛋白裂解液。

1.3主要儀器與設(shè)備 日本SANYO提供高壓蒸汽滅菌器、制冰機(jī)，德國BRAND提供電子移液器，美國Milli-Qufplus提供超純水設(shè)備，德國Leica TCS NT正置熒光顯微鏡、組織切片機(jī)、烤片機(jī)，德國Eppendorf公司提供離心機(jī)、微量移液槍，海爾公司常溫冰箱，美國Forma公司低溫冰箱、水浴箱，美國貝克曼公司pH計(jì)，美國自然基因有限公司的小動物呼吸機(jī)。

1.4建模方法

1.4.1器械準(zhǔn)備 制作心肌梗死模型手術(shù)用具，包括滅菌手術(shù)器械、16號氣管插管套管針、電動備皮刀、注射器、紗布、棉簽、7-0絲線與3-0絲線。

1.4.2制作大鼠心肌梗死模型 對大鼠使用10%水合氯醛0.3 g/kg經(jīng)腹腔注射麻醉，電動備皮刀備皮，仰臥位，直視下氣管插管，與動物呼吸機(jī)連接輔助呼吸，維持正常的呼吸頻率及潮氣量。將大鼠取左側(cè)臥位，與心電監(jiān)測連接，常規(guī)消毒鋪巾。依次將大鼠皮膚剪開，將皮下組織與肌肉剝離，在第4肋間進(jìn)入到胸腔，使用撐開器將胸部撐開，使用棉球擋住肺組織，沿著心底將心包撕開。對前降支走行范圍仔細(xì)識別，以肺動脈圓錐與左心耳下緣2 mm左右位置定位標(biāo)記，對冠脈左前降支縫合結(jié)扎，以心臟前壁顏色局部蒼白為宜。后徹底結(jié)扎，可以發(fā)現(xiàn)心電圖發(fā)生ST-T波改變，部分可有室性心律失常出現(xiàn)。若左室前壁顏色部分轉(zhuǎn)為蒼白，且室壁運(yùn)動減弱，則認(rèn)為模型建立成功，若無上述表現(xiàn)，可選擇其他部位結(jié)扎。建模成功后逐層將胸腔關(guān)閉，根據(jù)大鼠的體動反應(yīng)，脫開氣管插管與呼吸機(jī)。嚴(yán)密觀察大鼠呼吸，若出現(xiàn)自主呼吸可將氣管插管拔除，并吸入氧氣。

1.4.3大鼠急性心肌梗死模型的篩選 模型制作結(jié)束后，使用超聲心動圖進(jìn)行大鼠急性心肌梗死模型的篩選，將不合格模型剔除，同時(shí)測量建模成功大鼠接受治療前的各心電圖相關(guān)指標(biāo)基線值。典型心肌梗死后表現(xiàn)包括左室短軸切面發(fā)現(xiàn)前間壁心肌結(jié)構(gòu)消失、前壁心肌結(jié)構(gòu)消失，運(yùn)動幅度消失或減低。模型入選標(biāo)準(zhǔn)：①客觀指標(biāo)：左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)低于60%；②主觀指標(biāo)：至少存在一個(gè)層面前壁室壁收縮運(yùn)動異常。同時(shí)符合上述2項(xiàng)指征才能看作是建模成功。65大鼠隨機(jī)選擇10只作為空白對照組(A組)，其他55只大鼠接受急性心肌梗死建模，最終建模成功50只。

1.5實(shí)驗(yàn)分組與給藥方法 將建模成功的50只大鼠隨機(jī)分為5組，分別是模型組(B組)、卡維地洛對照組(C組)、益氣活血組方低劑量組(D組)、益氣活血組方中劑量組(E組)、益氣活血組方高劑量組(F組)，各10只。模型組不給予藥物干預(yù)治療，給予C組卡維地洛(福安藥業(yè)集團(tuán)寧波天衡制藥有限公司，國藥準(zhǔn)字H20000101)10 mg/(kg·d)，溶于生理鹽水10 mg/kg中，于每日早晨固定時(shí)間直接灌胃給藥。A組、B組則給予等劑量生理鹽水。治療干預(yù)在建模成功24 h內(nèi)開始，持續(xù)14 d。C組、D組、E組給予低至高劑量的益氣活血組方治療，由達(dá)州中醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院附屬醫(yī)院中藥房熬制提供，組方包括黃芪50 g、丹參、川芎各25 g，當(dāng)歸10 g，藥物浸泡30 min后煎取并濃縮。藥物劑量由低至高為12、24、36 mg/(kg·d)。

1.6主要實(shí)驗(yàn)指標(biāo)檢測

1.6.1組織取材 組織取材前先對大鼠進(jìn)行稱重，后麻醉大鼠，將其胸腔剪開，心臟暴露后將心臟取出，使用生理鹽水沖洗，擠出血液，使用濾紙沾干，后稱重，計(jì)算大鼠心臟重量指數(shù)(HWI)，即心臟重量比體重(HW/BW)。后由梗死中間橫切心臟，其余心臟使用眼科鑷子剝離棄右室，保留左室，按需分為小份，保存待檢。用于組織病理檢查的組織使用甲醛溶液固定24 h，石蠟包埋后切片。

1.6.2主要檢測方法 ①采用蘇木精-伊紅(HE)染色觀察大鼠心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)，胞核、胞質(zhì)等形態(tài)，蘇木精屬于堿性物質(zhì)，能夠讓胞核內(nèi)染色質(zhì)與胞質(zhì)內(nèi)核糖呈藍(lán)色；伊紅為酸性，可以讓胞質(zhì)與胞外成分著色為紅色。②采用Masson染色、天狼星紅染色以判斷大鼠梗死面積與心肌纖維化程度，以膠原纖維藍(lán)色著色情況評價(jià)心肌纖維化程度，經(jīng)顯微鏡觀察。③心室重構(gòu)血流動力學(xué)與心功能相關(guān)參數(shù)的檢測：采用超聲心動圖評價(jià)，指標(biāo)包括LVEF、左室短軸縮短率(LVFS)、左室收縮末期內(nèi)徑(LVIDS)、左室重量指數(shù)(LVW/BW)、HW/BW等。

1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行方差分析，LSD-t檢驗(yàn)，χ2檢驗(yàn)，秩和檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1各組心室重構(gòu)與心功能相關(guān)參數(shù)水平比較 與A組比較，B組LVFS、LVEF水平顯著降低(P<0.05)，LVIDS水平顯著升高(P<0.05)；與B組比較，C組、D組、E組、F組，LVFS、LVEF水平顯著升高，LVIDS水平顯著降低(P<0.05)，且F組LVFS、LVEF水平最高、LVIDS水平最低，F(xiàn)組與E組、C組與D組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

2.2梗死周圍區(qū)域組織病理結(jié)構(gòu)變化情況 在灌胃后各大鼠心肌均有病理改變出現(xiàn)。經(jīng)HE紅染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同A組相比，各模型組左室發(fā)現(xiàn)明顯的病理生理學(xué)改變，梗死邊緣心肌細(xì)胞伸長、肥大，左室壁心肌部分凝固性壞死，胞質(zhì)呈染色呈深染狀；此外，部分發(fā)生心肌細(xì)胞變性、腫脹、壞死、溶解，肌原纖維不同程度扭曲，可見不同程度炎性細(xì)胞浸潤，心肌纖維出現(xiàn)裂解，有廣泛壞死病變。各治療組治療結(jié)束時(shí)可以發(fā)現(xiàn)多數(shù)病灶有效稀釋，極個(gè)別仍可見少量的炎性細(xì)胞浸潤、肌原纖維溶解及纖維組織增生。見圖1。

表1 各組心室重構(gòu)與心功能相關(guān)參數(shù)水平比較

與A組比較:1)P<0.05；與B組比較:2)P<0.05；與C組比較:3)P<0.05；與D組比較:4)P<0.05；表2同

2.3各組梗死膠原面積、Ⅰ/Ⅲ型膠原值比較 A組梗死周圍膠原面積、Ⅰ/Ⅲ型膠原值最小，后依次為F組、E組、D組、C組、B組(P<0.001)。C組與D組、E組與F組上述指標(biāo)組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 各組梗死周圍膠原面積、Ⅰ/Ⅲ型膠原值比較

3 討 論

心肌纖維化形成的機(jī)制復(fù)雜，是膠原合成與降解代謝之間失衡的結(jié)果，若心力衰竭發(fā)生使心肌細(xì)胞與心肌間質(zhì)細(xì)胞流失、心肌成纖維細(xì)胞增殖、心肌成纖維細(xì)胞表型轉(zhuǎn)變、成纖維細(xì)胞分泌與合成膠原蛋白成分異常，將引起Ⅰ型與Ⅲ型膠原比值變化，加重心肌膠原沉積程度。加之促膠原蛋白降解及基質(zhì)金屬蛋白酶活性表達(dá)下調(diào)，在其共同作用下將增加膠原的合成而膠原的降解降低，故而誘發(fā)心肌纖維化〔7～9〕。急性心肌梗死患者心肌纖維化是一個(gè)連續(xù)變化的過程，其導(dǎo)致的各區(qū)域室壁變化能夠反映患者心室重構(gòu)發(fā)生與發(fā)展，故治療急性心肌梗死，應(yīng)重點(diǎn)改善患者心室重構(gòu)與心肌纖維化狀態(tài)，對抑制左室進(jìn)行性擴(kuò)張與變形、改善心功能意義重大〔10〕。Ⅰ、Ⅲ型膠原中Ⅰ型膠原起到支架的作用與正常功能維持作用，而Ⅲ型膠原則是決定膠原纖維彈性的基本要素〔11〕。本研究各模型組膠原堆積，且Ⅰ型膠原占主導(dǎo)，這會影響室壁彈性，而在給予D組、E組、F組大鼠益氣活血組方治療14 d后，大鼠膠原纖維明顯縮小，且隨著藥物使用劑量的增加，膠原纖維面積縮小情況越好；此外，各組經(jīng)藥物治療的大鼠在治療后，其Ⅰ/Ⅲ型膠原比值降低，室壁代償運(yùn)動能力提高，且與西藥治療比較，中/高劑量益氣活血組方的應(yīng)用帶來的治療價(jià)值更高。上述結(jié)果均表明，益氣活血組方對急性心肌梗死大鼠心肌纖維化有很好的抑制之效，且以中/高劑量藥物的使用更具價(jià)值。既往研究指出，中藥單體、復(fù)方湯劑、中成藥等對急性心肌梗死大鼠心室重構(gòu)也有一定作用，甚至可能較西藥的使用更具優(yōu)勢〔12,13〕。本研究結(jié)果提示益氣活血組方更利于改善急性心肌梗死大鼠心室重構(gòu)。益氣活血組方中劑量與高劑量的使用在各療效指標(biāo)方面比較未見差異，故為了保證治療的安全性，可以優(yōu)先選擇中劑量。益氣活血組方全方有祛瘀生新、益氣活血的效果，全方由當(dāng)歸、黃芪、丹參、川芎四味藥合制而成，臨床上主要用于急性心肌梗死的氣虛血瘀癥的治療，藥物在使用后能夠幫助患者的臨床癥狀得到顯著改善〔5，14〕。方中黃芪能夠大補(bǔ)元?dú)猓€能滋補(bǔ)宗氣、調(diào)和營衛(wèi)，其為君藥〔15〕；當(dāng)歸作為臣藥使用，能夠活血通絡(luò)化瘀〔16〕；丹參為佐藥，可涼血調(diào)血活血；川芎為使藥，通經(jīng)活血，走而不守〔17〕。諸藥合之用之，可促元?dú)饣謴?fù)，調(diào)腸氣血，絡(luò)通則病除。

綜上所述，短時(shí)間治療干預(yù)下，使用中、高劑量的益氣活血組方治療急性心肌梗死更具價(jià)值，大鼠心梗后心室重構(gòu)得到明顯改善，有效抑制心肌纖維化，大鼠心功能受心肌梗死影響減輕。