【摘要】 目的 探讨薤葶合剂对野百合碱(MCT)诱导的肺动脉高压大鼠模型肺动脉高压的影响。方法 将60只大鼠随机分组,选取14只作为空白对照组,其余46只为造模组,确认造模成功后,将造模组尚存的28只大鼠再平均分为4组,分别作为:薤葶治疗组、薤葶大剂量组、心痛定对照组、模型组,加上空白对照组,连续观察2周后,测定各组大鼠平均肺动脉压、血浆内皮素(ET)、一氧化氮(NO)、血栓素B2(TXB2)、6-酮-前列腺素(6-keto-PGF1α)。结果 薤葶治疗组、薤葶大剂量组、心痛定对照组平均肺动脉压与模型组比较,均有显著差异(P<0.01);薤葶治疗组、薤葶大剂量组与心痛定组间无显著差异(P>0.05);薤葶治疗组、薤葶大剂量组TXB2、6-keto-PGF1α含量与心痛定组比较有显著性差异(P<0.05)。结论 薤葶合剂能有效降低模型大鼠肺动脉高压,其作用原理可能与降低血浆中ET、NO、TXB2,升高6-keto-PGF1α来纠正血管活性物质的失衡有关。
【关键词】 高血压,肺性;中医药疗法;薤葶合剂;内皮素;一氧化氮;血栓素B2;6-酮-前列腺素
[Abstract] Objective To probe the effect of Xieting mixture(XTM)on pulmonary hypertension(PH)induced by monocrotaline(MCT).Methods 60 rats were chosen and pided into two groups randomly,14 in the blank control group,and 46 in the mold group,among which 28 survivors were averaged,when successful mold was confirmed,into 4 groups:XTM treating group,large-dose XTM group,nifedipine group and mold group.After two-week observation continually,average PH,ET,NO,TXB2 and 6-keto-PGF1α in the above-mentioned five groups were measured.Results There was significant difference in pulmonary hypertension between XTM treating group,large-dose XTM group,nifedipine group and mold group(P<0.01),there was very significant difference among XTM treating group,large-dose XTM group and nifedipine group(P<0.01),and there was significant difference in the amount of TXB2、6-keto-PGF1α between XTM treating group,large-dose XTM group and nifedipine group(P<0.05).Conclusion XTM can be able to bring down PH in the mold rats effectively,which mechanism may be related to decrease ET,NO and TXB2 and increase 6-keto-PGF1α in the blood plasma correcting the active substances in the blood vessel.
[Key words] hypertension,pulmonary;TCM therapy;Xieting mixture(XTM);endothelin;TXB2;6-keto-PGF1α
近年来,我们在完成薤葶合剂对大鼠常压缺氧性肺动脉高压影响的研究[1]的基础上,为了进一步研究薤葶合剂治疗慢阻肺肺动脉高压的作用机制,开展薤葶合剂对野百合碱(Monocrotaline,MCT)诱导的大鼠肺动脉高压影响的研究。
1 材料与方法
1.1 动物 实验用健康SD雌性大鼠60只,体重(200±50)g,由南京青龙山动物饲养厂提供,动物
合格证号:SCXK-2001-0007。
1.2 药品 MCT由美国Sigma公司生产。薤葶合剂250 ml/瓶,含生药1.84 g/ml,由江苏省中
医院药材科制剂部生产,批号为970216。心痛定10 mg/片,由南京第二制药厂生产,批号为990802。肝素钠12500 u/支,由常州生化千红制药有限公司生产,批号为990426-2。2%戊巴比妥钠溶液由江苏省中医院临床研究所配制。平滑肌肌动蛋白单克隆抗体(actin smooth muscle,ASM)由华美生物工程公司上海分公司提供。
1.3 主要仪器设备 八导生理记录仪,型号RM-6000,由日本光电公司出品。聚乙烯心导管,内径0.6 mm,外径0.9 mm,由中国医学科学院基础医学研究所提供。电子分析天平,型号DF-110,由中国轻工业机械总公司常规制器工业公司出品。离心沉淀器,型号80-2,由上海手术器械厂出品。全自动图像分析仪,型号Mias-2000,由四川大学图像图形研究所出品。 1.4 方法
1.4.1 分组 将60只大鼠随机分组,选取14只作为空白对照组,其余46只为造模组,自由摄水、摄食。据Yuzo Hayashi[2]法,将MCT配成2%水溶液,造模组每只大鼠按60 mg/kg一次性项背部皮下注射。喂养4周后随机抽取造模组5只,空白对照组7只,经检测肺血流动力学、组织形态学均有显著差异,可认为造模成功。确认造模成功后,将造模组尚存的28只大鼠再平均分为4组,分别作为:薤葶治疗组(A)、薤葶大剂量组(B)、心痛定对照组(C)、模型组(D),加上空白对照组(E),一共为5个组。70 kg体重患者的薤葶合剂有效量为0.86 ml/(kg·d),心痛定有效量为0.43 mg/(kg·d)。根据动物剂量换算公式,计算出大鼠薤葶合剂有效量为5.5 ml/(kg·d),心痛定有效量为2.8 mg/(kg·d)。各组大鼠灌药情况如下:A组2.75 ml/(100 g·d)(相当于有效量的5倍),B组5.5 ml/(100 g·d)(相当于有效量的10倍),C组1.4 mg/(100 g·d)(相当于有效量的5倍)。除B组每日分2次灌入外,其余组均1次灌入。各组自由摄水、摄食,连续观察2周。
1.4.2 造模 实验室检查:大鼠用2%戊巴比妥钠溶液30 mg/kg腹腔麻醉。肺动脉插管采用孙波等[3]报道的方法加以改进,在大鼠右颈部做一约2 cm长纵向切口,分离出右颈外静脉,并在其上作一横切口,用一充盈肝素的聚乙烯心导管从颈外静脉经右心房慢慢推进,导管另一端连接压力传感器,用八导生理仪观察压力波型,当确认导管顶端在肺动脉内时,记录肺动脉平均压(mPAP),测毕,抽肺动脉血送检NO、ET、TXB2、6-keto-PGF1α。此后,立即剪开胸腔,以证实心导管在肺动脉处。
2 结果
2.1 各组大鼠mPAP比较 见表1。A、B、C三组mPAP较D组均有非常显著下降(P<0.01);A、B组与C组均无显著差异(P>0.05);A、B组与E组有显著性差异(P<0.01;P<0.05),C组与E组无显著差异(P>0.05)。说明薤葶合剂和心痛定在降低mPAP方面均有良好效果。表1 各组大鼠mPAP比较注:与D组比较,*P<0.01;与E组比较,▲P<0.05,#P<0.01
2.2 各组大鼠ET、NO的比较 见表2,治疗后A、B两组ET较D组下降非常显著(P<0.01),C组较D组无显著改变(P>0.05);A、B组与C组间有非常显著差异(P<0.01);A组与E组无显著差异(P>0.05),B、C组与E组间有非常显著差异(P<0.01)。治疗后A、B、C三组NO均有所下降,但较D组无显著差异,A、B组与C组之间无显著差异,A、B、C组与E组间亦无显著差异。表2 各组大鼠ET、NO的比较 注:与D组比较,*P<0.01;与E组比较,▲P<0.01;与C组比较,△P<0.01
2.3 各组大鼠TXB2、6-keto-PGF1α比较 见表3,治疗后A、B组TXB2显著低于D组(P<0.05)及C组(P<0.05),与E组相比无显著差异(P>0.05)。治疗后A、B组6-keto-PGF1α均显著高于D组(P<0.05);A组与C组有显著差异(t=2.261,P<0.05),B组与C组无显著差异(P>0.05);A、B、C组与E组均有非常显著性差异(P<0.01)。表3 各组大鼠TXB2、6-keto-PGF1α比较 注:与D组比较,*P<0.05;与E组比较,▲P<0.05,△P<0.01;与C组比较,#P<0.05
3 讨论
近年来对于COPD导致肺动脉高压(PAH)的重视程度日益提高,认为PAH的产生和严重程度明显影响COPD的病程和预后,而PAH的中心发病环节是缺氧性肺血管收缩。
已证实PAH血管收缩反应是内皮依赖性的,血管内皮细胞(EC)在正常情况下可分泌ET和NO。ET是目前所知最强的血管收缩物质,同时又是一种强大的平滑肌细胞分裂剂。ET可致血管长时间持续收缩,并与体内许多如心血管、呼吸、消化、内分泌等系统的生理功能有关。EC可通过产生血管扩张剂(包括前列腺素和NO等)和血管收缩剂(包括血栓素A2、ET-1等)来调节平滑肌细胞的舒缩,ET系统功能失调可能是血管扩张和血管收缩之间的平衡向后者倾斜的后果,这一机制在PAH中的作用已经被阐明[4]。NO在小剂量时可扩张血管,大剂量时则造成组织损伤。NO在基础状态下可由机体内皮细胞、平滑肌细胞、神经细胞等不同类型的细胞产生,释放后以气体扩散的方式通过生物膜直接扩散到靶细胞,在肺动脉高压的产生过程中,血管内皮细胞会产生众多因子,参与血管舒缩功能的调控[5]。作为一种主要的血管舒张因子,NO主要是通过控制血管平滑肌的张力来实现其对肺动脉压的调节,NO可通过激活鸟苷酸环化酶来提高平滑肌细胞内Ca2+浓度,从而抑制细胞外Ca2+的内流和细胞内肌质网Ca2+的释放,使血管平滑肌舒张[6]。
本实验在MCT作用下,D组ET、NO均上升,二者较之E组分别上升85.304%、79.682%,ET/NO比值增大,以ET的缩血管作用占优势。各治疗组与D组相比,除C组ET下降率(9.207%)低于NO下降率(15.395%)外,A、B组均以ET下降为主:两组ET分别下降36.441%、28.615%;NO分别下降20.895%、19.632%,ET/NO比值减小,以NO的扩血管作用占优势,ET/NO失衡得以改善。
TXA2与PGI2均是花生四烯酸环氧化酶代谢产物。PGI2被认为是最有效的扩张血管、抑制血小板聚集的物质[7],一般由肺自发地、持续不断地释放以维持肺循环的低压状态。TXA2则多因肺组织受到刺激而生成增加[8],生物活性恰与前者相反,二者维持平衡以调节血管张力和血小板功能。因它们的半衰期都很短,在体内迅速水解为活性较小而稳定的代谢产物—TXB2和6-keto-PGF1α,故以TXB2和6-keto-PGF1α作为相应前体的观察指示物[9]。实验证实A、B组TXB2均降低,6-keto-PGF1α均升高,TXB2/6-keto-PGF1α失衡得以改善。
上述血管活性物质长期失衡会导致肺血管重构,即肺小动脉肌性化,管壁平滑肌增生,管壁硬化,管腔狭窄,肺血管阻力(PVR)增大,体循环肺循环瘀血。治疗后A、B组肺泡水平MA明显减少,肺小动脉管壁变薄,硬化程度减轻,管腔变大,PVR减小,循环瘀血明显改善,组织形态学上基本与空白对照组接近。
薤葶合剂对MCT诱导的PAH无论从血流动力学还是组织形态学上均有明显疗效,其作用机制不是单纯的扩张血管,而是通过降低ET、NO、TXB2,升高6-keto-PGF1α来纠正血管活性物质的失衡,调节肺小血管的舒缩状态,最终达到逆转肺血管重构,从根本上消除PAH的病理形态学基础。此外,动物实验证实其降低肺动脉高压的疗效不亚于心痛定,且疗效不随剂量的增大而增加。
【参考文献】
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4 Archer S,Rich S.Primary pulmonary hypertension:a vascular biology and translational research“work in progress”.Circulation,2000,102(24):2781-2791.
5 Mehran M,Yuan-Cheng B,Fung WH,et al.Cellular and molecular mechanisms of pulmonary vascular remodeling:role in the development of pulmonary hypertension.Microvascular Research,2004,68:75-103.
6 Thusa KG,Moriu FC,Russc AJ,et al.The cGMP phosphodieserase inhibitor zaprinast enhance the effect of nitric oxide.Am J Respir Crit Care Med,1995,152:1605-1610.
7 周永昌,翁心植,邱鹤庚,等.慢性肺心病时血栓素A2、前列腺素及血小板MDA生成变化的观察.中华结核和呼吸系统疾病杂志,1987,10:82.
8 Grygleski RJ.Generation of prostacyclin by in vivo and its release into the arterial circulation.Nature,1978,273:765.
9 Hyman AL.Prostaglandin and lung.Med Clin North Am,1981,65:789.