唐 云,雷 洋
(1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,湖南 長沙 410007;2.湖南省中醫(yī)藥研究院文獻(xiàn)信息研究所,湖南 長沙 410006)
慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)患病率高,病死率高,我國2003年的數(shù)據(jù)顯示患病率約為0.9%,死亡率約6.2%[1]。隨著對心力衰竭的重視,全國各地心力衰竭中心的成立,藥物規(guī)范化方案的不斷改進(jìn),以及諾欣妥等新藥的出現(xiàn),使CHF的再住院率和死亡率有所下降[2]。但隨著年齡的增大,其患病率升高,我國已逐步向老年化時(shí)代邁進(jìn),且隨著冠心病、高血壓等其基礎(chǔ)疾病的患病率逐年升高,故CHF患病率仍居高不下,死亡率亦未得到顯著控制。心室重構(gòu)與代謝障礙是CHF的兩大重點(diǎn)特點(diǎn),且二者具有雙向調(diào)控[3]。單磷酸腺苷活化的蛋白激酶(AMPK)是心臟的能量感受器,參與AMPK/過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助活化因子1(PGC-1)α、AMPK/過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)α等多條能量代謝信號通路,不僅可以調(diào)節(jié)心肌能量代謝,還與心肌肥大密切相關(guān)[4]。前期研究顯示益心泰顆??梢愿纳艭HF心室重構(gòu)[5]。本課題選擇AMPK等指標(biāo),從能量角度探討益心泰顆粒改善CHF的機(jī)理。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物8周齡健康SPF級雄性BN(Brown Nonway)大鼠87只,體質(zhì)量180~220 g,均由湖南斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供,動(dòng)物合格證編碼:SCXK(湘)2019-009,該實(shí)驗(yàn)通過倫理審核(批號:LL201801010801)。
1.2 藥物與試劑 益心泰顆粒(由黃芪、丹參、澤瀉等組成,每克顆粒含生藥3.1 g,湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院);注射用鹽酸多柔比星(ADR)(深圳萬樂藥業(yè)有限公司,規(guī)格:10mg/瓶,批號:H44024361);鹽酸曲美他嗪片(施維雅天津制藥有限公司,規(guī)格:20 mg/片,批號:H20055465);丙硫養(yǎng)嘧啶片(PTU)(上海復(fù)星朝輝藥業(yè)有限公司,規(guī)格:50mg/片,批號:H31021082)。血清氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)、游離脂肪酸(FFA)Elisa試劑盒(美國RD公司);超微量Na+,K+-ATP酶、Ca2+,Mg2+-ATP酶測試盒(南京建成生物功能研究所);AMPK抗體(美國abcam公司)。
1.3 主要儀器 多普勒超聲診斷儀(荷蘭Philips公司);電泳儀(北京六一生物科技有限公司);伯樂半干轉(zhuǎn)膜(北京優(yōu)尼康生物科技有限公司);酶標(biāo)儀(芬蘭雷勃);全自動(dòng)生化分析儀(日本日立高新技術(shù)公司)。
1.4 造模 采用PTU灌胃及ADR腹腔注射造模,具體方法、造模評判標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)[6]。隨機(jī)選取75只大鼠造模,予以PTU灌胃,灌胃量為大鼠每日進(jìn)食量的0.2%,1次/d;同時(shí)以3.5 mg/kg的ADR腹腔注射,1次/周。CHF模型成功標(biāo)準(zhǔn):LVEF≤50%;心氣虛兼血瘀水停證模型成功評判標(biāo)準(zhǔn):心悸(心率加快),神疲乏力(力竭性游泳時(shí)間減少),胸部滿悶(全心質(zhì)量指數(shù)升高),脅下痞塊(肝重指數(shù)升高),浮腫尿少(尿量減少);同時(shí)符合2者,提示造模成功,造模共6周。
1.5 分組與給藥 將造模成功的70只大鼠按心功能分層后再隨機(jī)分為模型組、益心泰高劑量組(10.4 g/kg)、益心泰中劑量組(5.2 g/kg)、益心泰低劑量組(2.6 g/kg)及曲美他嗪組(10 mg/kg),每組14只;另設(shè)正常對照組12只,各藥物組予相應(yīng)藥物灌胃,模型組及正常對照組予以等體積的蒸餾水灌胃,1次/d,灌胃體積為10 mL/kg,灌胃4周。劑量換算方法為按人大鼠體表面積換算。
1.6 觀察指標(biāo)
1.6.1 血清NT-proBNP、FFA水合氯醛麻醉后,腹主動(dòng)脈取血,離心,取上層血清,其中血FFA采用全自動(dòng)生化分析儀檢測,血清NT-proBNP采用酶聯(lián)免疫法檢測,具體方法按說明書執(zhí)行。
1.6.2 心肌Na+,K+-ATP酶、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性 麻醉后,空氣栓塞法處死,取出左心室心肌組織,檢測方法按說明書執(zhí)行。
1.6.3 心肌AMPK蛋白表達(dá)檢測 采用Western blotting法檢測。勻漿組織,使充分裂解,將裂解液樣品離心,取上清,酶標(biāo)板計(jì)算樣品蛋白質(zhì)濃度,上樣及電泳,采用半干式轉(zhuǎn)膜,檢測膜上蛋白,封閉及孵育抗體,顯色及圖像分析。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS20統(tǒng)計(jì)軟件處理,計(jì)量資料以(±s)表示。多組之間比較采用單因素方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 一般情況 藥物治療期間,除正常對照組和曲美他嗪組外,其他各組均有死亡,死亡大鼠尸體解剖后,發(fā)現(xiàn)死亡原因均為心力衰竭,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),正常對照組、模型組、益心泰低劑量組、益心泰中劑量組、益心泰高劑量組、曲美他嗪組存活數(shù)分別為12只、11只、12只、13只、12只、14只。
2.2 各組大鼠血清NT-proBNP、FFA比較 模型組血清NTproBNP、FFA均顯著高于正常對照組(P<0.01)。各給藥組血清NT-proBNP、FFA均明顯低于模型組(P<0.05或P<0.01)。益心泰低劑量組血清NT-proBNP、FFA均明顯高于益心泰中劑量組、益心泰高劑量組與曲美他嗪組(P<0.05);而益心泰中、高劑量組血清NT-proBNP、FFA比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(見表1)
表1 各組大鼠血清NT-proBNP、FFA比較(±s)
表1 各組大鼠血清NT-proBNP、FFA比較(±s)
注:與正常對照組比較,aP<0.01;與模型組比較,bP<0.05,cP<0.01;與曲美他嗪組比較,dP<0.05;與益心泰低劑量組比較,eP<0.01
組別 動(dòng)物數(shù)(只)NT-proBNP(pg/mL)FFA(mmol/L)正常對照組 12 108.39±20.46 0.36±0.12模型組 11 387.02±31.97a 1.52±0.41a益心泰低劑量組 12 311.54±27.45b d 1.17±0.38b d益心泰中劑量組 13 218.30±19.28c e 0.72±0.30c e益心泰高劑量組 12 190.27±24.32c e 0.68±0.24c e曲美他嗪組 14 183.83±21.78c e 0.75±0.31c e
2.3各組大鼠心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值比較 模型組心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值均顯著低于正常對照組(P<0.01)。各給藥組心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值均明顯高于模型組(P<0.05或P<0.01)。益心泰低劑量組心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值均低于益心泰中劑量組、益心泰高劑量組與曲美他嗪組(P<0.05);益心泰中、高劑量組心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度差異值比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(見表2)
表2 各組大鼠心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值比較(±s)
表2 各組大鼠心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值比較(±s)
注:與正常對照組比較,aP<0.01;與模型組比較,bP<0.05,cP<0.01;與曲美他嗪組比較,dP<0.05;與益心泰低劑量組比較,eP<0.01
Na+,K+-ATP酶 Ca2+,Mg2+ATP酶(μmolPi/mg(prot)/h)(μmolPi/mg(prot)/h)正常對照組 12 3.95±0.90 1.84±0.36 0.85±0.19模型組 11 2.47±0.63a 0.58±0.22a 0.21±0.08a益心泰低劑量組12 2.84±0.35bd 0.92±0.43bd 0.35±0.10bd益心泰中劑量組13 2.96±0.52b 1.29±0.51b 0.49±0.13c益心泰高劑量組12 3.28±0.46ce 1.37±0.53ce 0.56±0.27ce曲美他嗪組 14 3.16±0.71ce 1.46±0.58ce 0.54±0.15c組別 動(dòng)物數(shù)(只)AMPK/β-actin
圖1 各組大鼠心肌AMPK蛋白表達(dá)
中醫(yī)古籍無CHF病名,直至1997年國家才明確心力衰竭病名,但中醫(yī)古籍有“心衰”病名的相關(guān)記載,且描述心衰相關(guān)癥狀的篇幅很多,可見中醫(yī)對心衰的認(rèn)識較為深刻?!端貑枴つ嬲{(diào)論篇》云:“若心氣虛衰,可見喘息持續(xù)不已”,而喘息是心衰的重要臨床癥狀之一,故這里描述的就是心衰,并指出心氣虛衰是其發(fā)病的病機(jī)?!蹲x醫(yī)隨筆·承制生化論》云:“氣虛不足以推血,則血必有瘀”,指出氣虛無力推動(dòng)血液,可以導(dǎo)致血液瘀滯?!端貑枴ふ{(diào)經(jīng)論篇》記載“瘀血不去,其水乃成冶”,瘀血長時(shí)間無法得到有效治療,易導(dǎo)致水液代謝失常,最終可以出現(xiàn)水飲內(nèi)停。且氣虛運(yùn)化水濕不利亦導(dǎo)致水停,而水飲內(nèi)停又出現(xiàn)水飲凌心影響心氣的運(yùn)行,加重血瘀,心氣虛、血瘀、水停三者形成惡性循環(huán),故CHF病機(jī)可用“虛”“瘀”“水”概括[7]。益心泰顆粒中黃芪善于補(bǔ)氣,且能利尿,可以改善心肌能量代謝,抑制心肌纖維化,改善心功能[8]。丹參、紅花活血化瘀,均可抑制腎素-血管緊張素系統(tǒng),改善心室重構(gòu)[9-10]。澤瀉、豬苓利尿,現(xiàn)代藥理研究表明澤瀉、豬苓均可利尿、抗炎、抗氧化、調(diào)節(jié)免疫[11-12]。BNP、NT-proBNP與CHF關(guān)系密切,是診斷CHF的重要生化指標(biāo),且可以作為CHF療效的評判標(biāo)準(zhǔn),還可作為CHF預(yù)后的指標(biāo)。但NT-proBNP生物穩(wěn)定性好,且在血液中濃度高,故臨床上常用其來評判CHF[13]。本研究結(jié)果顯示,與正常對照組比較,模型組NT-proBNP明顯升高(P<0.01),故其也可作為診斷CHF的重要指標(biāo)。治療后,與模型組比較,益心泰顆粒低、中、高劑量組NT-proBNP均明顯下降,提示益心泰顆??梢杂行е委烠HF。
AMPK是細(xì)胞能量的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,當(dāng)機(jī)體處于代謝應(yīng)激狀態(tài)時(shí),可減少ATP分解代謝,促進(jìn)ATP合成代謝[14]。CHF時(shí),心肌細(xì)胞處于缺血缺氧狀態(tài),AMPK被快速激活,使FFA氧化增加,增加相同氧量情況下ATP的生成,優(yōu)化了心肌的能量代謝[15]。ATP是心肌直接利用的能量物質(zhì),主要包括Na+,K+-ATP、Ca2+,Mg2+-ATP,其廣泛存在于心肌組織,與心肌收縮、舒張功能密切相關(guān),是反映心肌能量代謝的重要指標(biāo)[16]。ATP釋放能量,需要相應(yīng)酶的參與,ATP酶活性降低導(dǎo)致衰竭的心肌細(xì)胞出現(xiàn)ATP利用障礙[17-18]。故檢測Na+,K+-ATP酶與Ca2+,Mg2+-ATP酶的活性,就可反映ATP的情況。FFA是心肌處于缺血缺氧狀態(tài)下,能量的重要來源,當(dāng)CHF時(shí),其水平明顯升高,與NT-proBNP呈正相關(guān),且可反映CHF的嚴(yán)重程度[19]。曲美他嗪可提高線粒體活性,釋放更多ATP,改善心肌能量代謝[20]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,曲美他嗪組血清NT-proBNP、FFA顯著低于模型組(P<0.01),而心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值均顯著高于模型組(P<0.01),提示曲美他嗪可以促使AMPK蛋白表達(dá)增加,增加ATP酶活性,抑制脂肪酸氧化,降低血清NT-proBNP水平,改善心衰。益心泰低、中、高劑量組血清NT-proBNP、FFA均明顯低于模型組(P<0.05或P<0.01),而心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值均明顯高于模型組(P<0.05或P<0.01),這與曲美他嗪在治療CHF心肌能量代謝方面作用相同。劑量間比較顯示,與益心泰低劑量組比較,益心泰中、高劑量組血清NT-proBNP、FFA均明顯降低(P<0.05),而心肌Na+,K+-ATP酶活性、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性、AMPK蛋白相對灰度值均明顯升高(P<0.05),且益心泰中、高劑量組以上指標(biāo)比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),提示益心泰顆粒高、中劑量療效優(yōu)于低劑量,且中劑量后,藥效已達(dá)最大療效。
綜上所述,益心泰顆??纱偈笰MPK蛋白表達(dá)增加,增加ATP酶活性,抑制脂肪酸氧化,降低血清NT-proBNP水平,改善心衰。