健心顆粒對心力衰竭大鼠模型心肌代謝重構的作用

蘇天生 肖章武▲ 盧 靜 王志民

1.福建中醫(yī)藥大學附屬第二人民醫(yī)院急診科，福建福州 350003；2.福建中醫(yī)藥大學附屬第二人民醫(yī)院急危重癥醫(yī)學部，福建福州 350003

心力衰竭是指各種原因導致心臟結構和/或功能異常，使心室射血或充盈能力受損的一種臨床綜合征[1]。心力衰竭已成為全球的健康重負，目前全球心力衰竭患者約有2600萬，我國約有450萬，約60%的患者在確診5年內病死[2]。心力衰竭由于其高發(fā)病率和高病死率，目前已成為嚴重的公共衛(wèi)生問題和臨床醫(yī)學亟待解決的難題[3]。健心顆粒是福建中醫(yī)藥大學附屬第二人民醫(yī)院（我院）全國百名名老中醫(yī)陳美華、林求誠主任醫(yī)師在中醫(yī)傳統(tǒng)理論指導下，基于心力衰竭的病因病機及臨床特點，結合現(xiàn)代藥理研究成果研制的院內制劑，具有益氣活血、通陽利水之功效[4]。臨床研究結果表明健心顆?？梢阅孓D左心室重構，改善心力衰竭臨床癥狀，降低血漿腦鈉肽水平，改善腎功能[5]。但健心顆粒改善心肌重構過程中的調控機制仍有待闡明。本研究擬通過構建心力衰竭動物模型，分析健心顆粒對心力衰竭心肌代謝重構的作用及機制。

1 資料與方法

1.1 實驗動物

選擇30只健康SD大鼠作為研究對象，大鼠體重（200±20）g，動物許可證號SYXK（閩2009-0001），所有大鼠均置于SPF級動物房適應性飼養(yǎng)1周，恒溫恒濕，自由飲食、飲水及采光。大鼠均購買自南京青龍山動物繁育場。本研究方案經小動物倫理委員會審議并批準。

1.2 分組及造模

將所有大鼠依照體重編號并采用隨機數字表法分為對照組、模型組及治療組，每組各10只。模型組及治療組大鼠利用腹主動脈縮窄法制備心力衰竭模型，使用地西泮（國藥集團容生制藥有限公司，批準文號：H41020638）2.5 mg/kg、氯胺酮（浙江九旭藥業(yè)有限公司，批準文號：H20023609）20 mg/kg腹腔注射，大鼠麻醉后，腹部正中切口，創(chuàng)面使用生理鹽水浸泡后的紗布進行遮蓋，后分離膈肌下腎動脈分支上小段腹主動脈，腹主動脈上放置1 mm軟導管，將導管與動脈使用棉線一同結扎阻斷血流，后將導管取出，結扎后導管直徑即為腹主動脈內徑。將手術創(chuàng)面縫合并消毒，使用青霉素10萬U/kg腿部肌內注射，注重術后保暖，后送至動物房，常規(guī)飼養(yǎng)，自由飲食、飲水及采光。治療組依照1.8 g/kg劑量使用健心顆粒（院內制劑，批準文號：閩藥制號Z20100010）進行灌胃治療，使用蒸餾水2 ml溶解藥物后灌胃給藥，每天給藥1次，對照組與模型組使用等體積蒸餾水灌胃干預，持續(xù)干預4周。

1.3 觀察指標

本研究中，在大鼠清醒狀態(tài)下使用MRB-ⅢA型大鼠血壓心率測定儀（上海高血壓研究所監(jiān)制）對大鼠尾動脈收縮壓（systolic blood pressure，SBP）及心率進行檢測，利用高分辨率小動物超聲影像系統(tǒng)（意大利百勝醫(yī)療）行超聲心動圖測定大鼠治療后左心室收縮末期內徑（left ventricular endsystolic dimension，LVESD）、左心室舒張末期內徑（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD）。給藥4周后，對大鼠進行麻醉，采集腹主動脈血并觀察大鼠胸腔內臟器形狀及充血情況，取心臟保留左心室及左心室間隔，使用電子天平稱重，以左心室重量/體重的比值計算左心室重量指數（left ventricular mass index，LVMI）。取 大 鼠 左心室心肌組織，采用差速離心法體外分離線粒體，采用蛋白濃度測定試劑盒對線粒體蛋白（OD）濃度進行檢測，并計算Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性。采用免疫放射法檢測大鼠血漿中血管緊張素Ⅱ（angiotensin Ⅱ，ANGⅡ）、腦鈉肽（brain natriuretic peptide，BNP）及心鈉素（atrial natriuretic polypeptide，ANP）。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 20.0統(tǒng)計學軟件行統(tǒng)計學分析，以均數±標準差（）表示符合正態(tài)分布的計量資料，采用方差檢驗分析多組間計量資料差異，采用t檢驗分析兩組間計量資料差異，P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 三組大鼠SBP及心率比較

三組大鼠SBP及心率存在明顯差異，模型組SBP最低、心率最高，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。兩組間比較結果顯示，治療組大鼠SBP明顯高于模型組，心率明顯低于模型組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。見表1。

表1 三組大鼠SBP及心率比較（±s）

表1 三組大鼠SBP及心率比較（±s）

注 SBP：收縮壓；1 mmHg=0.133 kPa；與對照組比較，aP ＜ 0.05；與模型組比較，bP＜0.05

組別 n SBP（mmHg） 心率（次/min）對照組 10 194.38±8.49 329.83±10.94模型組 10 130.21±9.10a 387.59±15.84a治療組 10 163.19±10.05ab 335.49±9.38ab F值 5.483 6.122 P值 0.010 0.006

2.2 三組大鼠LVEDD及LVESD水平比較

三組大鼠LVEDD及LVESD水平存在明顯差異，模型組LVEDD及LVESD最高，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。兩組間比較結果顯示，治療組大鼠LVEDD及LVESD均明顯低于模型組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。見表2。

表2 三組大鼠LVEDD及LVESD水平比較（mm，±s）

表2 三組大鼠LVEDD及LVESD水平比較（mm，±s）

注 LVEDD：左心室舒張末期內徑；LVESD：左心室收縮末期內徑；與對照組比較，aP ＜ 0.05；與模型組比較，bP＜0.05

組別 n LVEDD LVESD對照組 10 8.21±0.56 4.87±0.66模型組 10 12.32±0.67a 9.93±0.59a治療組 10 9.35±0.61ab 7.01±0.74ab F值 4.594 4.995 P值 0.020 0.014

2.3 三組大鼠體重、左心室重量及LVMI水平比較

三組大鼠體重、左心室重量及LVMI水平存在明顯差異，模型組體重、左心室重量及LVMI水平最低，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。兩組間比較結果顯示，治療組大鼠體重、左心室重量及LVMI均明顯高于模型組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。見表3。

表3 三組大鼠體重、左心室重量及LVMI水平比較（±s）

表3 三組大鼠體重、左心室重量及LVMI水平比較（±s）

注 LVMI：左心室重量分數；與對照組比較，aP ＜ 0.05；與模型組比較，bP＜0.05

組別 n 體重（g） 左心室重量（g） LVMI（mg/g）對照組 10 345.84±12.83 1.37±0.22 3.96±0.31模型組 10 328.25±14.12a 0.92±0.15a 2.80±0.20a治療組 10 338.91±12.91ab 1.14±0.19ab 3.36±0.24ab F值 5.493 5.843 5.694 P值 0.010 0.008 0.009

2.4 三組大鼠OD、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性比較

三組大鼠OD、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性存在明顯差異，模型組OD、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性水平最低，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。兩組間比較結果顯示，治療組大鼠OD、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性均明顯高于模型組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。見表4。

表4 三組大鼠OD、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性比較（ ±s）

表4 三組大鼠OD、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性比較（ ±s）

注 OD：線粒體蛋白；與對照組比較，aP ＜ 0.05；與模型組比較，bP＜0.05

組別 n OD Na+-K+-ATP酶[μM·pi·mg/（prot·h）]Ca2+-ATP酶[μM·pi·mg/（prot·h）]對照組101.68±0.21 3.54±0.28 1.77±0.19模型組101.24±0.19a 2.21±0.17a 0.64±0.16a治療組101.46±0.24ab 3.19±0.22ab 1.32±0.21ab F值 4.958 4.374 5.012 P值 0.015 0.023 0.014

2.5 三組大鼠心肌標志物比較

三組大鼠ANGⅡ、BNP、ANP存在明顯差異，模型組ANGⅡ、BNP、ANP水平最低，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。兩組間比較結果顯示，治療組大鼠ANGⅡ、BNP、ANP均明顯高于模型組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05）。見表5。

表5 三組大鼠心肌標志物比較（pg/ml，±s）

表5 三組大鼠心肌標志物比較（pg/ml，±s）

注 ANGⅡ：血管緊張素Ⅱ；BNP：腦鈉肽；ANP：心鈉素；與對照組比較，aP ＜ 0.05；與模型組比較，bP＜0.05

組別 n ANGⅡ BNP ANP對照組 10 146.59±30.94 382.91±34.18 621.93±40.94模型組 10 79.82±11.29a 120.77±10.21a 330.91±36.83a治療組 10 110.74±25.43ab 319.84±41.23ab 561.25±38.21ab F值 7.384 8.172 7.495 P值 0.003 0.002 0.003

3 討論

心力衰竭患者常伴隨出現(xiàn)不同程度的心肌結構和功能重構，心臟重構的病理改變包括心肌細胞增大、細胞外基質沉積增加、心肌內冠狀動脈血管中層增厚、心肌間質和血管周圍膠原纖維堆積，可引起異常纖維化[6]。心臟重構是心血管事件的獨立危險因素，可顯著增加心源性猝死、室性心律失常等惡性心血管事件的發(fā)生率和病死率，嚴重影響心力衰竭患者的預后[7]。血流動力學超負荷不是引起心臟重構的唯一因素，非血流動力學因素在心臟重構的發(fā)展過程中也起著重要作用[8]。神經體液等非血流動力學因素通過與G蛋白耦聯(lián)的膜受體結合激活細胞內信號轉導通路，這些信號轉導通路位于細胞質的信號效應器可激活多種轉錄因子，轉錄因子進入細胞核與DNA結合改變基因表達，激活胚胎基因，如使β-肌球蛋白重鏈、骨骼肌α-肌動蛋白、心房利鈉因子基因的表達上調，而α-肌球蛋白重鏈、肌漿網鈣ATP酶基因的表達下調，引起心臟肥厚性生長[9]。

研究證明，能量代謝異常在心力衰竭心臟損傷過程中扮演重要角色[10]。肥大或衰竭心臟處于一種能量缺乏狀態(tài)，衰竭心臟中ATP的濃度下降約30%，此時，心肌的主要代謝底物也由脂肪酸轉變?yōu)槠咸烟?，以適應在缺氧狀態(tài)下ATP的需求[11]。伴隨代謝底物改變，心肌細胞內脂質累積以及糖酵解增多，總ATP水平下降。過多的脂肪酸可直接損傷心肌細胞膠原纖維功能，導致心肌纖維變形。隨著心肌利用脂肪酸供能降低，脂質中間代謝產物大量堆積，產生過多活性氧，影響線粒體供能，從而引起心臟收縮或舒張功能障礙[12]。

健心顆粒是全國名老中醫(yī)陳美華、林求誠主任醫(yī)師臨床治療心力衰竭的經驗處方，治療心力衰竭療效確切。健心顆粒對心臟保護功能主要作用于哪些關鍵靶點等問題還有待闡明，目前缺乏有效的試驗依據和理論基礎[13]。臨床研究結果表明健心顆?？赡孓D左心室重構，改善心力衰竭臨床癥狀，降低BNP水平，改善腎功能[14]。相關動物實驗研究從神經內分泌細胞因子調節(jié)、細胞凋亡基因及蛋白表達、左心室纖維化、一氧化氮合成酶系統(tǒng)的調節(jié)等多個方面進行研究，同樣提示健心顆?？筛纳菩募≈貥?、改善心功能[15]。

本研究結果顯示，采用健心顆粒對心力衰竭大鼠模型干預后，治療組大鼠SBP明顯高于模型組，心率、LVEDD及LVESD均明顯低于模型組（P＜ 0.05）。進一步分析顯示，治療組大鼠體重、左心室重量及LVMI均明顯高于模型組（P＜ 0.05）。對大鼠心肌代謝水平進行檢測，結果顯示治療組大鼠OD、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性均明顯高于模型組（P＜ 0.05）。對大鼠血漿中心肌標志物進行檢測，結果顯示治療組大鼠ANGⅡ、BNP、ANP均明顯高于模型組（P＜ 0.05）。健心顆粒由黃芪、紅參、生蒲黃、丹參、豬苓、白術、桂枝、葶藶子組成。以黃芪、紅參為君，益氣通陽以治其本；以生蒲黃、丹參為臣，活血化瘀，通利血脈；佐以豬苓、桂枝通陽化飲利水；葶藶子宣肺利水為使。諸藥相伍，共奏益氣活血、通陽利水之功。健心顆粒治療心力衰竭可能與調控脂質代謝途徑的靶蛋白進而調控心肌代謝重構存在關聯(lián)，因而起到有效的治療效果。

綜上所述，對心力衰竭大鼠模型采用健心顆粒干預后可有效提升其心肌代謝能力，改善心肌重構，提高療效。但本研究并未采取臨床相關研究數據進行復核，并未探討健心顆粒的實際臨床應用價值，有待后續(xù)持續(xù)研究和追蹤。