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小檗碱对心肌梗死大鼠牵张时心律失常的影响

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作者:代写论文  来源:星论文网  发布时间:2012-09-21 09:28:00

  中华急诊医学杂志2012年7月第21卷第7期Chin J Emerg Med,July 2012,Vol.21,No.7
  P683-686
  【摘要】目的 探讨小檗碱对心肌梗死(简称心梗)大鼠离体心脏牵张时心律失常的影响。方法 实验在黑龙江中医药大学机能学实验室完成。40只wistar大鼠随机(随机数字法)分为正常对照组、小檗碱组、心梗组、心梗+小檗碱组。离体心脏经Langendorff灌流后,结扎冠脉左前降支30 min制备心梗大鼠模型,干预组心脏灌流液中加入小檗碱使其终浓度为300 μmol/L,通过改变水囊容积,以ΔV=0.2 ml对心室牵张5s,观察牵张效应30s,记录90%单相动作电位时程(MAPD90)、室性早搏(PVB)及室性心动过速(VT)的次数。计量资料采用方差分析,计数资料采用χ2检验,P<0.05为差异具有统计学意义。结果 牵张使正常对照组及心梗组MAPD90显著延长(P<0.01),其中心梗组MAPD90增加更为显著(与正常对照组牵张后相比,P<0.05)。小檗碱对基础状态下MAPD90无影响(P>0.05),但可使牵张后已延长的MAPD90显著缩短(P<0.05或P<0.01)。正常及心梗组PVB和VT的发生率在牵张后增加。小檗碱使两组PVB发生率显著下降,并可显著抑制VT的发生(P<0.01)。结论 小檗碱可以明显抑制心梗后牵张诱导的心律失常发生。
  【关键词】小檗碱; 机电反馈; 单相动作电位;心肌梗死;心律失常
  The effect of berberine on arrhythmia caused by stretch of myocardium, in vitro, of rats after myocardial ischemia CAO Jun-xian*, FU Lu, SUN Da-nan. *Department of Cardiology, The First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150001, China
  Corresponding author:FU Lu,Email:[email protected]
  【Abstract】Objective To study the effect of berberine on arrhythmia caused by stretch of rats ’myocardium, in vitro, after myocardial ischemia (MI) for 30 min. Methods The study was carried out in the laboratory of Heilongjiang traditional Chinese medicine university. A total of 40 Wistar rats were randomly(random number) divided into 4 groups, namely normal control group,berberine group、MI group and MI+ berberine group. After perfusion of rat’s heart with Langendorff perfusion device, the model of MI was made with ligation of left anterior descending branch for 30 min. Berberine was dissolved in Tyrode’s solution to a concentration of 300 μmol/L. The hearts were stretched for 5 s by 0.2 ml. The effect of stretching was observed for 30 s to record 90% monophasic action potential (MAPD90),premature ventricular beats (PVB) and ventricular tachycardia (VT). Quantitative data were compared with ANOVA. Qualitative data were compared with a χ2 test. Differences with a value of P<0.05 were considered statistically significant.Results MAPD90 in normal control and MI group obviously prolonged after the hearts were stretched(P<0.01). And MAPD90 in MI group was even longer than that of normal control group(P<0.05). Berberine had no influence on MAPD90 before myocardiuml stretched(P>0.05), while it could reduce the degree of prolongation in MAPD90 after myocardium stretched(P<0.05 or P<0.01). The incidence rate of PVB and VT in normal control and MI group increased after stretched. The berberine in dose of 300 μmol/L could reduce the incidence of PVB and obviously inhibit the occurrence of VT(P<0.01). Conclusions Berberine could obviously inhibit the occurrence of stretch-induced arrhythmias after myocardial infarction.   【Key words】Berberine; Mechanoelectric feedback; Monophasic action potential; Myocardial infarction; Arrhythmias
  自Lab于1996年提出心脏机械电反馈[1](mechanoelectric feedback, MEF)现象后,牵张激活的离子通道(stretch-activated ion channels, SACs)作为MEF的核心环节,一直是研究的热点问题之一。通过SACs的非特异性阻断剂——链霉素、钆(Gd3+)等的离体应用,已证实MEF是心肌梗死(MI)时恶性心律失常形成的重要机制之一[2-3]。但钆和链霉素由于其毒性作用而限制了它们在活体中的应用,小檗碱是中药黄连中的主要生物碱,能对抗乌头碱、肾上腺素、哇巴因、心肌缺血等诱发的室性心律失常[4]。本研究拟探讨MI后MEF的变化以及应用小檗碱干预后对心律失常的影响。
  1 材料与方法
  1.1 实验动物与模型制备
  Wistar大鼠40只(由哈尔滨医科大学实验动物中心提供),雌雄不拘,体质量(220±27) g。经 10 g/L戊巴比妥钠(40~50 mg/kg)麻醉后,快速开胸取出心脏,置于4 ℃的生理灌流液[(mmol/L):NaCl 118.5、NaHCO325、KCl4.7、MgSO4?7H2O 1.2、KH2PO4 1.2、CaCl2?2H2O 1.4、葡萄糖 11]中,后将心脏悬挂于Langendorff灌流装置上,灌流液通5%CO2+ 95%O2饱和,pH为7.3~7.4,维持灌流液温度37 ℃。将连接压力换能器的乳胶水囊通过左房探入左室内,乳胶水囊的另一端通过三通管和注射器相接,可通过注射器向球囊内注射液体,从而改变左室容积对左室肌进行牵张。
  1.2 实验分组
  生理灌流液平衡灌流15 min后,离体心脏被随机(随机数字法)分为4组,每组10只。①正常对照组:心脏稳定灌流后即开始牵张实验;②小檗碱组:心脏稳定灌流后加入小檗碱(上海源叶生物科技有限公司,HPLC纯度≥98%)使其终浓度为300 μmol/L,15 min后开始牵张;③心梗组:心脏稳定灌流后,结扎左前降支(LAD),30 min后开始牵张;④心梗+小檗碱组:心脏稳定灌流后加入小檗碱使其终浓度为300 μmol/L,15 min后结扎LAD,结扎30 min后开始牵张。
  1.3 实验参数记录前准备
  采用MedLab U/4CS生物信号采集处理系统(南京美易科技有限公司,中国)记录大鼠离体心脏的单相动作电位(MAP)和左心室内压(LVP)。记录时将吸附电极垂直贴在左室外膜,施加负压即可记录到心室单相动作电位。将起搏电极置于右室表面,刺激频率3 Hz,波宽2 ms。YP500型压力换能器(高碑店市新航机电设备有限公司,中国)与进入左室的乳胶水囊相连,可记录左室内压。
  1.4 实验过程与参数记录
  心脏稳定灌流15 min后开始实验,改变水囊的容积造成对心室的牵张。水囊的最初容积为0.05 ml,以ΔV=0.2 ml的幅度将水囊充盈至0.25 ml,造成心室壁的牵张,每次牵张持续时间约5 s,随后返回最初容积0.05 ml,观察牵张效应30 s,记录MAP,记录室性早搏(PVB)及室性心动过速(VT)次数。
  1.5 统计学方法
  心律失常分析根据Lambeth原则[5]:即伴有异常形态的清晰的动作电位,与前一动作电位的联律间期缩短。单相动作电位时程(MAPD)分析采用半自动测量法,即用光标人工选定所要分析的MAP图形区间,而后软件分析程序自动测量MAPD90,每一记录阶段,每10个搏动分析一个MAP并计算,结果用均数±标准差(x±s)表示;计量资料采用方差分析,计数资料采用χ2检验,以P<0.05为差异具有统计学意义。
  2 结果
  2.1 牵张对心肌MAPD90的影响
  在正常对照组和心梗组,牵张对MAPD90的影响是一致的,即与本组基础状态(ΔV=0.05 ml)相比,牵张后MAPD90均增加(F=35.46,均P<0.01)。与正常对照组牵张后MAPD90相比,心梗组在牵张后的MAPD90明显增加(F=35.46,P<0.05)。见图1。
  2.2 小檗碱对牵张时MAPD90变化的影响
  在基础状态下,300 μmol/L小檗碱对MAPD90并无影响(均P>0.05)。与正常对照组相比,牵张后小檗碱组的MAPD90明显缩短(F=38.95,P<0.05)。与心梗组相比,心梗+小檗碱组的MAPD90在牵张后明显缩短(F=18.2,P<0.01)。见图1。
  与正常对照组比较,aP<0.05;与心梗组比较,bP<0.01;与本组基础状态(ΔV=0.05 ml)比较,cP<0.01
  2.3 300 μmol/L小檗碱对牵张时心律失常发生的影响
  ΔV=0.2 ml的牵张可以引发出心律失常,包括PVB、VT,见图2。
  2.3.1 对室性期前收缩的影响 牵张后各组心律失常的发生率增加,300 μmol/L小檗碱在牵张时可表现出对PVB的抑制作用,见表1。   2.3.2 对室性心动过速的影响 牵张后心梗组有5只大鼠心脏发生了VT,而正常对照组、小檗碱组及心梗+小檗碱组均无VT发生。与正常对照组相比,心梗组发生VT的心脏数目明显增多(P<0.05),加入小檗碱后,可明显抑制VT的发生(P<0.05)。
  3 讨论
  本研究在Langnedorff灌流基础上离体结扎冠脉
  图中曲线分别示左室牵张前后的室内压变化曲线、单相动作电位图形及刺激信号图形(A);B:正常对照组,左室牵张后心律失常,实心箭头为室性早搏(PVB);C:小檗碱组;D:心梗组,左室牵张后心律失常,实心箭头为室性早搏(PVB),空心箭头为室性心动过速(VT);E:心梗+小檗碱组,实心箭头为室性早搏(PVB)造成心梗模型,与在体制备心梗模型相比,可避免神经、体液、激素等对心脏的影响,能更好地揭示药物的直接作用;大鼠冠脉解剖的一致性使得各只大鼠的缺血面积相似[6],因此,该模型可进行心脏电生理和药物药理作用的研究。
  本研究结果显示,牵张使得正常和梗死的心肌细胞MAPD90延长,加入300 μmol/L小檗碱后使基础状态下的MAPD90轻度缩短,但差异无统计学意义,而牵张后小檗碱可使正常和梗死心肌细胞的MAPD90明显缩短(P<0.05和P<0.01)。说明小檗碱对静息状态下心肌细胞的电活动并无显著影响,但却能阻断牵拉后心肌的电生理改变;进一步的研究证实,小檗碱可明显减少牵张后室性早搏和室速的发生,提示它在心脏的MEF中可能发挥了有益的抗心律失常作用。
  通过SACs的阻滞剂——链霉素和钆的应用,心脏的MEF得到了较为深入的研究[7-9],但链霉素具有明显的耳毒性和肾毒性,钆由于对心肌有毒性作用而限制了两者在临床中的广泛应用;因此,找到无毒或低毒的抗牵张性心律失常的药物,成为现阶段科研的目标。从中草药中分离得到的许多活性天然产物往往有比较丰富的生理功能,其中异喹啉类生物碱具有抗心律失常的作用。小檗碱属异喹啉类生物碱,近年来研究发现, 小檗碱能对抗氯仿、心肌缺血、电刺激心室诱发的各种室性心律失常[10-11]。能使动作电位时程和有效不应期延长,其作用机理可能与抑制钠钙内流及钾外流有关[12-13]
  马嵘等[14]研究报道了庆大霉素、新霉素、丁胺卡那霉素等氨基甙类阳离子抗生素同链霉素一样,具有相似的抗牵张性心律失常的作用,因此推测其发挥抗心律失常关键性作用的是分子结构中带有正电的氨基。小檗碱的分子结构中同样具有正电的氨基[15],本研究证实,小檗碱可以抑制牵张诱导的心肌细胞电生理改变,并有效减少心律失常的发生,其效应同链霉素相似[2]。由于小檗碱对于活体无毒性,在临床中已广泛应用多年,因此其具有抗牵张性心律失常的作用将更具有现实意义,进一步研究将着眼于寻找最佳有效浓度及观察其在活体中的效应,或许可以大大减少恶性心律失常的发生。
  参考文献
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  (收稿日期:2012-02-08)
  (本文编辑:邵菊芳)
  DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2012.07.003


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