苦參堿對休克血漿致豚鼠心室肌細胞電生理變化的影響

王雪芳，劉艷明

(1.河北北方學院基礎(chǔ)醫(yī)學院生理教研室，河北 張家口 075000;2.中國人民解放軍251醫(yī)院心內(nèi)二科，河北 張家口 075000)

苦參堿是從豆科槐屬植物苦參中提取的生物堿，苦參對心臟疾病的治療作用史載于我國著名的的醫(yī)學文獻《神農(nóng)本草經(jīng)》:“主心腹積氣，癥瘕積聚”，能“安五臟，定志益精”。《本草經(jīng)百種錄》中記錄苦參“此以味治也，苦入心，寒除火，故苦參專治心經(jīng)之火”。藥物研究表明，苦參堿是苦參的主要有效成分。目前，臨床上心律失常等心臟疾病的發(fā)生逐年增多，西藥的治療在得到肯定的同時又存在多種問題，如藥物副作用誘發(fā)新的心律失常等等。歷代中醫(yī)利用苦參藥性將其作為治療心臟疾病的中藥，利用其治療效果溫和、毒副作用低的特點，但其機制卻少有報道。隨著研究的進一步深入，目前苦參堿在臨床上逐步用于預防和治療多種心律失常。休克機體缺血缺氧的同時往往伴隨著嚴重的心律失常。本實驗應用常規(guī)標準玻璃微電極細胞內(nèi)記錄技術(shù)，進一步研究苦參堿對休克血漿所致豚鼠心室肌細胞動作電位改變的電生理影響。進一步研究苦參堿治療心臟疾病的作用機制，對更好地利用中藥、發(fā)掘高效低毒中藥，具有十分重要的臨床指導作用和推廣應用價值，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 動物和試劑

選用0.25kg～0.35kg的成年豚鼠，雌雄不限，由中國人民解放軍醫(yī)學實驗動物繁育中心提供。實驗藥物苦參堿購于北京雙鷺藥業(yè)股份有限公司(批準文號國藥準字H20030734)。

1.2 儀器

RM6280多道生理信號采集處理系統(tǒng)，SWF-1B高阻抗微電極放大器，成都儀器廠生產(chǎn);LH 586-2恒溫水浴泵，上海科樂理化機械廠生產(chǎn);B-80玻璃微電極拉制器，中山大學科教儀器廠生產(chǎn);SYB-J輸液泵北京國營青云儀器廠生產(chǎn);YC-2型程控刺激器，成都儀器廠生產(chǎn)。

1.3 方法

1.3.1 休克血漿和標本的制備 采用豚鼠頸總動脈插管，調(diào)節(jié)Lamson瓶高低，利用三通管另外一端記錄血壓，將血壓下調(diào)到5.1kPa維持80min，2000r/min離心10min，頸動脈采血5ml取上清液，即得。

迅速擊顱豚鼠致昏后沿左胸骨外緣開胸取出心臟，置于改良的O2飽和K-H液中，從主動脈進行沖洗，沿冠狀動脈前降支剪開心室壁，選擇大的乳頭狀心室肌約0.6mm ×0.2 mm ×0.5mm。用不銹鋼針固定于灌流槽內(nèi)的硅膠上，用36℃ ±0.5℃的改良K-H液恒溫、恒速灌流。灌流液充以 O2，流速為10ml/min，p H 7.4。標本在灌流液中穩(wěn)定40min后開始實驗。

1.3.2 電位引導和觀測指標 利用常規(guī)標準玻璃微電極技術(shù)記錄，玻璃微電極充以3mol/l KCl液體。將刺激電極置于標本的心肌組織上，1倍閾強度連續(xù)方波刺激，動作電位經(jīng)微電極引出后，經(jīng)SWF-1B微電極放大器，一路輸入監(jiān)聽器，另一路經(jīng)轉(zhuǎn)換器輸入微機，觀察動作電位出現(xiàn)的情況并實時記錄各項參數(shù)及變化數(shù)據(jù)。

觀察復極50%和80%時間(50%and 80%of duration of action potential，APD50and APD80)、0 相最大除極速率(maximal rate of depolarization，Vmax)、靜息電位(resting potential，RP)、動作電位時程(duration of action potential，APD)、動作電位幅值(amp litude of action potential，APA) 、超 射(Overshoot，OS)。

1.3.3 實驗過程和數(shù)據(jù)處理 電極穩(wěn)定在心室肌細胞上40min左右，在刺激的同時記錄正常的動作電位作為對照;然后向50mlK-H灌流液中加入SP 5ml，記 錄 出 灌 流 后 1min、4min、7min、10min、15min的電位情況;然后依次加入 25、50、100μmol/L 苦參堿，灌流后 1min、4min、7min、10min、15min時，記錄不同濃度心室肌動作電位變化。

數(shù)據(jù)處理以均數(shù)±標準差(珋x±s)表示，給藥前后各項指標采用自身配對t檢驗。

2 結(jié)果

2.1 休克血漿對豚鼠心室肌細胞動作電位的影響

表1圖1顯示，用SP灌流心室肌細胞4min，動作電位超射(OS)及APA幅值明顯增高;7min時，動作電位時程(APD)開始延長，上述效應 10min～15min達到最大。

2.2 苦參堿干預休克血漿對豚鼠心室肌細胞動作作電位的效應

表1顯示，向SP灌流液依次加入不同濃度的苦參堿 25、50、100μmol/L 后，25μmol/L 即可明顯降低休克血漿引起的 OS、APA升高(P＜0.05)，50μmol/L苦參堿使OS、APA進一步下降，延長了休克血漿引起的 APD50、APD80、APD，使動作電位時程顯著延長(P＜0.01);上述效應在濃度為100μmol/L時達到最強，且呈濃度依賴性。

表1 休克血漿對豚鼠心室肌細胞動作電位的影響及苦參堿的干預作用(珋x±s，n=12)

3 討論

苦參堿(matrine)是從中藥材豆科槐屬植物中提取的四環(huán)喹嗪啶生物堿，是苦參的主要有效成分。本實驗研究發(fā)現(xiàn)，用休克血漿SP灌流4min后，豚鼠心室肌細胞動作電位幅度(APA)出現(xiàn)明顯升高(P＜0.05)，復極 50%時間(APD50)、復極 80%時間(APD80)明顯延長(P＜0.05)。休克是臨床常見的病理生理現(xiàn)象，在休克的發(fā)生發(fā)展過程中，血液中的成分發(fā)生明顯變化，這會使得機體細胞嚴重受累，心肌細胞的損害尤為明顯。研究發(fā)現(xiàn)，休克血漿中所含有的兒茶酚胺類物質(zhì)、神經(jīng)肽類物質(zhì)、心肌抑制因子、血管加壓素等血管活性物質(zhì)明顯高于正常血漿，相反對人體有利的自由基超氧化物歧化酶(SOD)等良性物質(zhì)減低。與此同時，電生理研究表明，休克的同時心肌細胞內(nèi) Ca2+嚴重超載，心肌細胞膜 Na+-Ca2+交換發(fā)生異常，Na+負荷過度［1］。用休克血漿來灌流離體心室肌細胞所產(chǎn)生動作電位的明顯變化，就可能與在灌流的過程中休克血漿中的有害物質(zhì)影響心肌細胞膜上的Na+-Ca2+交換，使細胞膜外Na+蓄積，Na+濃度逐漸升高，加速了細胞去極化初期的Na+內(nèi)流有關(guān)。同時實驗結(jié)果表明，復極50%時間(APD50)、復極80%時間(APD80)明顯延長(P＜0.05)，這也意味著心肌細胞2相復極過程延長，心肌細胞的2相復極過程主要是由L型鈣通道參與，這一變化表明休克血漿的灌流影響了L型鈣通道的功能，使得細胞內(nèi)的Ca2+不能正常按時流出細胞外，在此時相細胞內(nèi) Ca2+負荷增加。

有相關(guān)的實驗研究報道，苦參堿作用于實驗性心律失常模型的 SD大鼠心臟上，發(fā)現(xiàn)其對烏頭堿誘發(fā)的0相快速Na+內(nèi)流有抑制作用，對心臟具有負性頻率、負性傳導和抗實驗性心律失常的作用［2］。血流變血研究表明，苦參堿應用在心臟上可以改善冠狀動脈血液循環(huán)，增加冠脈血液流量，降低心肌耗氧量，增強心肌的收縮能力［3-5］。有研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿具有細胞膜穩(wěn)定作用，使細胞膜的損傷程度下降，膜表面通透性下降，同時可顯著降低實驗性缺血再灌注大鼠血漿中乳酸脫氫酶 (LDH)、肌酸磷酸激酶(CPK)以及血漿中兒茶酚胺類物質(zhì)的含量，明顯升高超氧化物歧化酶(SOD)的活性［6-8］。本實驗研究表明，在利用休克血漿灌流動作電位發(fā)生明顯變化后用加以不同濃度的苦參堿發(fā)現(xiàn)，25μmol/L的苦參堿可降低休克血漿引起的APA升高效應(P＜0.05);50μmol/L的苦參堿使APA進一步下降(P＜0.01)，明顯延長 APD50、APD80(P＜0.05)，使動作電位時程APD明顯延長(P＜0.05);100μmol/L的苦參堿使 APA顯著下降(P＜0.01)，并明顯延長 APD50、APD80(P＜0.01)，使動作電位時程APD顯著延長(P＜0.01)。由此我們可以推斷，苦參堿一方面可能是能夠通過增強內(nèi)源性氧自由基清除系統(tǒng)的能力即SOD的含量，進而減輕有害代謝產(chǎn)物自由基對心肌組織的過氧化反應減少心肌細胞膜的損害而發(fā)揮保護缺血心肌的作用;另一方面去極化時Na+內(nèi)流增加是導致心室肌細胞動作電位OS、APA明顯增高的主要原因，復極化緩慢、Ca2+負荷過度，也是 APD明顯延長的重要原因，苦參堿也可能是通過抑制心肌細胞膜上的L型鈣通道影響鈣離子內(nèi)流來發(fā)揮其作用的。

綜上所述，SP對豚鼠心室肌細胞動作電位的影響是通過加速細胞去極化期間Na+內(nèi)流和Ca2+緩慢內(nèi)流所導致動作電位發(fā)生明顯變化的。用含苦參堿的休克血漿灌流后，可明顯對抗 SP引起的OS、APA升高，提示苦參堿有拮抗 SP的電生理效應。其抗心律失常機制與其影響細胞內(nèi)外 Na+、Ca2+的濃度有關(guān)。苦參堿明顯拮抗 SP對豚鼠心室肌細胞的電生理效應，對改善心肌缺血、預防心律失常的發(fā)生起著重要作用。

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