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三味檀香汤通过调节心肌细胞电生理特性改善大鼠急性缺血再灌注损伤

2023-04-03 09:11 作者:斯高电生理研究院  | 我要投稿


      内蒙古民族大学附属医院张青山教授团队在《Biomedicine & Pharmacotherapy》发表题目为:Sanwei sandalwood decoction ameliorates acute ischemia–reperfusion injury in rats by modulating myocyte electrophysiological characteristics的研究论文,本研究旨在阐明三味檀香汤减轻心肌缺血再灌注损伤的作用机制。

简介

      心肌梗死是一种严重的心血管疾病,往往发生的原因是血管动脉被堵塞,血液循环不畅,导致心肌缺血缺氧,是突发死亡常见的疾病。目前,主要采用血管重建术治疗心梗,然而由于离子通道功能障碍,这可能导致缺血/再灌注(I/R)损伤,还可能伴有严重的室性心律失常。心脏动作电位的产生以及电传导依赖Na+、K+和Ca2+离子通道的协调,突变导致这些离子转运体的功能改变。

      药用植物是开发治疗I/R损伤等多种疾病的安全有效药物的重要基础。三味檀香汤(SWTX)是由檀香、肉豆蔻、广枣(1:1:1)组成的经典天然有效配方,是治疗冠心病的常用蒙药方剂,具有清心、促气、活血、养心、镇静功能。研究表明,SWTX对心肌缺血有保护作用,可增加左心室收缩压和冠状动脉流量,改善高海拔低氧性肺动脉高压(HAPH)大鼠的右心室重构。此外,SWTX联合曲美他嗪治疗冠心病,可显著降低心绞痛发生频率和持续时间。然而,SWTX对心脏保护的作用机制尚不清楚,本研究旨在阐明三味檀香汤减轻心肌缺血再灌注损伤的作用机制。

      在本研究中,采用多通道电标测技术在离体Langendorff大鼠心脏上同步记录ECG信号、心房心室传导时间、传导速度、传导离散等,在整体心脏水平阐释了SWTX改善大鼠急性缺血再灌注损伤的作用。

关键词

缺血再灌注损伤、三味檀香汤、电生理特性、标测

小结

SWTX在体内保护心脏免受I/R损伤

SWTX延长心室传导,影响左室传导离散,延长QRS间期、APD30/50/90和ERP

SWTX抑制Ito和Ikr,左移NAV1.5的激活曲线


结果

1. SWTX可减轻大鼠缺血再灌注(I/R)损伤

      在本研究中,作者首先测量了SWTX在I/R损伤大鼠中的作用。为了分析缺血区再灌注是否成功,在I/R损伤大鼠心电图中观察到明显的ST段回落。用SWTXH(高剂量SWTX)或DS(复方丹参)治疗I/R损伤大鼠,ST段抬高显著改善,在再灌注损伤后24 h测定血清中心肌酶谱的敏感指标。SWTX下调血清AST、CK-MB、LDH和NT-ProBNP水平。超声心动图分析左心室功能。I/R损伤了心脏功能,SWTX干预后参数指标好转,SWTX还显著降低I/R损伤大鼠的心肌损害。这些结果证明SWTX对心脏I/R损伤具有保护作用。

图1 SWTX可改善体内缺血/再灌注(I/R)损伤

2. SWTX可延长大鼠的心室传导

      采用128通道标测系统记录SD大鼠左心房和左心室信号。在6 Hz刺激频率下,SWTX治疗后心室传导时间呈剂量依赖性延长。在6.25 mg/mL和12.5 mg/mL时,传导速度明显减慢,传导时间明显延长。在自发条件下,SWTX的效果与在刺激条件下观察到的效果相似。在SWTX高浓度(12.5 mg/mL)时,左心室传导时间和传导速度变化显著。SWTX干预后左房传导时间和传导速度未见明显变化。


图2 SWTX对心脏传导的影响

3. 高浓度SWTX改善了心电指标

      传导离散是心律失常机制研究的一个重要指标。6 Hz刺激条件下,低浓度SWTX对大鼠心脏传导离散无显著影响。相反,在高浓度(12.5 mg/mL) SWTX时,心脏传导离散增加。在窦性条件下,高浓度(12.5 mg/mL) SWTX增加左心房传导离散,而低浓度SWTX降低左室传导离散。这些结果可能解释了SWTX保护心肌缺血的机制。

      心电图是心脏监测的重要组成部分。因此,作者研究了SWTX引起的大鼠心电变化。SWTX干预后心率减慢,QRS间隔延长,ERP延长。

图3 SWTX对心脏传导离散度和心脏关键参数的影响

4. SWTX抑制I/R损伤模型心脏的早后除极

       建立大鼠急性I/R损伤模型。在50 Hz刺激I/R损伤大鼠心脏时,发生心室颤动的概率几乎为100%,早后除极现象普遍。但经SWTX预处理后,室颤发生概率明显降低,早后除极现象均被抑制。

图4 I/R损伤后SWTX对心脏的影响

5. SWTX可延长大鼠心室肌细胞动作电位

       许多生理活动都依赖于动作电位的正常活动。为了心室肌细胞免受I/R损伤,治疗药物引起的大鼠心室肌细胞动作电位的改变尤为重要。SWTX可剂量依赖性延长心室肌细胞的APD30/50/90,并且这种作用可以洗脱。对心室肌细胞静息膜电位和动作电位幅值无显著影响。

图5 SWTX干预前后大鼠心室肌的动作电位

6. SWTX对INa、Ito和IKr的影响

      SWTX对INa没有显著影响,电流激活曲线向左偏移。相比之下,SWTX显著抑制了IKr和Ito(图7)。

图6  SWTX干预前后的INa
图7 SWTX对IKr和Ito的影响

文献来源

Wan Q, Wang Y, Yong M, Hu P, Le Liang CG, Yang XJ, Zhao X, San D, Bai TT, Tong G, Zhai J, Zhao M, Zhang Q. Sanwei sandalwood decoction ameliorates acute ischemiareperfusion  injury in rats by modulating myocyte electrophysiological characteristics. Biomed Pharmacother. 2023 Feb;158:114103. doi: 10.1016/j.biopha.2022.114103. Epub 2022 Dec 21. PMID: 36563556.


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