黄芪水提取液对心房机械活动的影响及其机制的探讨

【摘要】 　　目的采用离体心房灌流模型观察和探讨黄芪水提液对家兔心房机械活动的影响及其机制。方法将大耳白兔耳缘静脉注射乌拉坦（20 mg/kg）麻醉后，立即开胸取出心脏，剥离左心房迅速固定在心房灌流装置上，并给予适宜的电刺激使心房搏动，利用生理记录仪持续记录相关药液影响下的心房搏动压的变化，并读取每搏输出量。结果黄芪水提取液具有增强心房搏动压及心房搏出量的作用；逆向Na+-Ca2+交换体抑制剂KB-R 7943可以阻断黄芪水提取液导致的心房搏动压和搏出量增多的效应；L-型Ca2+通道阻断剂硝苯地平不但可以阻断黄芪水提取液导致的心房搏动压和搏出量增多的效应，而且使心房搏动压和搏出量进一步受到抑制。结论黄芪水提取液主要通过Na+-Ca2+交换体及L-型Ca2+通道引起家兔心房的正性肌力效应。

【关键词】 黄芪水提取液 机械活动 KB-R 7943 硝苯地平

　　Abstract：ObjectiveTo study the effect and mechanism of Radix Astragali extract on atrial dynamics in perfused beating rabbit atria.Methods The rabbits were anesthetized and removed the heart. The left atrium was isolated and fixed on the atrial perfusion system and paced by electrical stimulation. Atrial pulse pressure was measured via a pressure transducer connected to the intra-atrial catheter and recorded on a physiograph. The changes in atrial stroke volume were monitored by reading the lowest level of the water column in the calibrated atrial cannula during end diastole. ResultsRadix Astragali extract increased rabbit atrial dynamics. KB-R 7943, an inhibitor of reversed Na+-Ca2+ exchanger, blocked the effect of Radix Astragali extract on atrial dynamics; Nifedipine, a L-type Ca2+ channel inhibitor, also blocked the augmentation of atrial dynamics induced by Radix Astragali extract and showed a negative inotropic effect. ConclusionRadix Astragali extract can increase rabbit atrial dynamics via Na+-Ca2+ exchanger and L-type Ca2+ channel.

　　Key words：Radix Astragali extract； Atrial dynamics； KB-R 7943； Nifedipine

　　黄芪始载于《神农本草经》，以蒙古黄芪Astragalus mongholicus Bge和膜荚黄芪Astragalus membranaccus Bge的根为正品。别名有王孙、百药锦、黄耆、箭芪等，其主要成分包括黄芪皂苷、黄芪多糖、黄酮类化合物等，是中医补气要药，味甘，微温，具有益气补中、补气固表、利尿排毒、敛疮生肌等作用［1］，被临床广泛应用。

　　大量实验表明，黄芪对心脏具有正性肌力作用，但其作用机制的研究尚存在分歧。有研究报道，黄芪的有效成分黄芪皂苷，可能是通过作用于 Na+- K+- ATPase 而实现其改变心肌收缩力的效应［2］；也有研究报道，黄芪对Na+- K+- ATPase 活性并无明显抑制作用，但能抑制磷酸二酯酶（PDE）活性，使黄芪实现强心作用［3］。鉴于上述情况，本实验采用离体心房灌流模型，观察黄芪水提液对家兔心房机械活动的影响并探讨其作用机制。

　　1 材料

　　1.1 药品及试剂 黄芪，4~5年生，由延边大学药学院提供。黄芪水提液的制备：煎煮3次，加入10倍水/次，煎煮120 min/次，将3次滤液混匀，浓缩制得浸膏，置4℃冰箱储存备用。逆向Na+-Ca2+交换体抑制剂KB-R 7943 购自Tocris 公司；L-型Ca2+通道阻断剂硝苯地平购自Biomol 公司；HEPES 缓冲液(pH 7.4)，其组成如下(mmol/L)：NaCl 118，KCl 4.7，CaCl2 2.5，MgCl2 1.2，NaHCO3 25，葡萄糖10，HEPES 10，牛血清白蛋白 0.1(％)。试剂均购自Sigma 公司。

　　1.2 动物 大白耳家兔，体重1.8～2.0 kg，雌雄不拘，由延边大学医学部实验动物科提供。

　　2 方法

　　将动物耳缘静脉注射乌拉坦（20 mg/kg）麻醉后，立即开胸取出心脏，剥离左心房迅速固定在Cui等［4］研制的心房灌流装置上，以1.0 ml/min的速度将心房持续灌流氧饱和的 HEPES 缓冲液，并给予适宜的电刺激(0.3 ms，20~40 V)维持心房搏动。

　　2.1 步骤 ①待心房搏动稳定之后，经过一个对照组循环(每12 min定为一个实验循环)，处理黄芪水提取液（2.5 mg/ml）3个循环；②经过一个对照组循环以后，先处理逆向Na+-Ca2+交换体抑制剂KB-R 7943（10 μmol/L）3个循环，在KB-R 7943 存在下再处理黄芪水提取液3个循环；③经过一个对照组循环以后，先处理L-型Ca2+通道阻断剂硝苯地平（1.0 μmol/L）3个循环，在L-型Ca2+通道阻断剂硝苯地平存在下再处理黄芪水提取液3个循环。以上实验均观测心房搏动压及心房搏出量。

　　2.2 统计学处理 实验数据利用Prism统计软件(3.0版本)进行统计学处理，显著性差异采用单因素方差分析进行检验。实验结果均以±s表示，统计结果以P<0.05为具有显著性差异。

　　3 结果

　　3.1 黄芪水提取液对离体心房搏动压及每搏输出量的影响 黄芪水提取液（2.5 mg/ml）可以显著增加心房搏动压（P<0.0001）及心房搏出量（P<0.0001），呈现正性肌力作用。见图1。

　　与对照循环相比，*P<0.05；***P<0.001

　　图1 黄芪水提取液（2.5 mg·ml-1）对心房搏动压（a）及心房搏出量(b)的影响（略）

　　3.2 逆向Na+-Ca2+交换体抑制剂KB-R 7943对黄芪水提取液导致心房正性肌力效应的影响 为了探讨黄芪水提取液对心房正性肌力作用的机制，本实验采用逆向Na+-Ca2+交换体抑制剂KB-R 7943（10 μmol/L）进行了实验。结果（如图2）所示，逆向Na+-Ca2+交换体抑制剂KB-R 7943可阻断黄芪水提取液导致的心房搏动压和搏出量增多的效应。与对照循环相比，**P<0.01；与处理KB-R 7943后的第三循环相比, #P<0.05

　　图2 KB-R 7943（10 μmol·L-1）对黄芪水提取液导致心房搏动压（a）及心房搏出量(b)增加的影响（略）

　　3.3 L-型Ca2+通道阻断剂硝苯地平对黄芪水提取液导致心房搏动压及心房搏出量增加的影响 为了进一步观察黄芪水提取液的正性肌力作用与L-型Ca2+通道的相互关系，本实验利用L-型Ca2+通道阻断剂硝苯地平（1.0 μmol/L）进行了实验。结果发现，L-型Ca2+通道阻断剂硝苯地平不但阻断了黄芪水提取液导致的心房搏动压和搏出量增多的效应，而且使心房搏动压和搏出量进一步受到抑制。见图3。

　　与对照循环相比，**P<0.01,***P<0.001

　　图3 硝苯地平（1.0 μmol/L）对黄芪水提取液导致心房搏动压（a）及心房搏出量（b）增加的影响（略）

　　4 讨论

　　本实验结果表明，黄芪水提取液可以增加心房搏动压以及心房搏出量，其作用机制可能与Na+- K+- ATPase及L-型Ca2+通道均有关。

　　4.1 黄芪水提取液对离体心房具有正性肌力作用本实验结果表明，黄芪水提取液可增加心房搏动压及搏出量，呈现明显的正性肌力作用。本实验的这种结果与黄芪主要活性成分黄芪皂苷Ⅳ对正常和心功能受抑制大鼠左室表现正性肌力作用，且对收缩和舒张功能均有改善作用的结果是一致的［5］。

　　4.2 黄芪水提取液使心房搏动压及搏出量增加的作用机制 王奇玲等［6］研究报道，黄芪皂苷对心肌具有正性肌力作用，与强心苷类药物相似。强心苷类药物的基本作用机理在于抑制Na+泵的活性［7］。Na+泵的活性被抑制可引起细胞内Na+堆积，并激活细胞膜上的Na+-Ca2+交换体，导致细胞内Ca2+浓度的增加，从而引起正性肌力效应。本实验结果显示，逆向Na+-Ca2+交换体抑制剂KB-R 7943可阻断黄芪水提取液增强心房搏动压及心房搏出量的作用，表明Na+-Ca2+交换体参与了黄芪水提取液对心房搏动压及心房搏出量的调节。另外，本实验结果还显示L-型Ca2+通道阻断剂硝苯地平也可阻断黄芪水提取液导致的心房搏动压和搏出量增多的效应，并且使心房搏动压和搏出量进一步受到抑制，说明黄芪水提取液导致的心房正性肌力效应与L-型Ca2+通道活性有关。而有报道指出，采用膜片钳技术在培养的大鼠单个心肌细胞上分别记录L，T，B型钙通道活动时发现，四项钙通道指标均无明显改变，认为黄芪皂苷对钙通道无影响［8］。此研究结果与本实验结果存在分歧。引起这种分歧的原因尚不清楚，可能与采用的黄芪成分、制备方法、实验动物模型及实验手段等不同有关。

　　综上所述，黄芪水提取液对离体家兔心房具有正性肌力效应，其作用机制与Na+-Ca2+交换体及L-型Ca2+通道均有关。

【参考文献】
　　［1］ 赵厚熙. 中药黄芪在防治心血管疾病方面的作用研究［J］.当代医药卫生,2005,2(8):39.

　　［2］ 霍根红．黄芪心血管药理作用研究进展［J］.河南中医学院学报，2007,22(1):86.

　　［3］ 陈治奎, 胡申江.黄芪对心血管疾病作用的实验研究进展［J］.心血管病学进展,2003,24(2):113.

　　［4］ Xun Cui,Kyung Woo Cho,et al. Protein kinase-dependent and Ca2+- independent cAMP inhibition of ANP release in beating rabbit atria［J］.Am J Physiol Regulatory Integrative Comp Physiol，2002, 282(5):1477.

　　［5］ 郑培黎，陈 红. 黄芪甲苷对急性心衰犬心脏舒缩功能的影响［J］. 中国药理学通报,2005,21(12):1543.

　　［6］ 王奇玲，李云义.黄芪皂甙对离体工作心脏的肌力作用及其可能机制［J］.中国中药杂志, 1992, 17(9): 557.

　　［7］ Nishio M,Wasserstrom JA. Ouabain increases sarcoplasmic reticulum calcium release in cardiac myocytes［J］. J Pharmacol Exp Ther，2004, 308(3):1181.

　　［8］ 韩 玲，陈可冀.黄芪对心血管系统作用的实验药理学研究进展［J］.中国中西医结合杂志,2000,20(3):234.