趙 靜， 陳 晨

(復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院心肺功能室， 復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系， 上海 200032)

丹參酮IIA對(duì)急性腦缺血大鼠心肌單相動(dòng)作電位的影響

趙 靜△， 陳 晨

(復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院心肺功能室， 復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系， 上海 200032)

目的： 觀察丹參酮IIA對(duì)急性腦缺血大鼠心肌動(dòng)作電位的影響。方法：采用改良繩栓法建立急性腦缺血大鼠模型，實(shí)驗(yàn)分為假手術(shù)組、急性腦缺血組和丹參酮IIA干預(yù)組；對(duì)各組大鼠進(jìn)行神經(jīng)功能缺損評(píng)分，測(cè)定心電圖，記錄單相動(dòng)作電位，試劑盒測(cè)定心肌肌鈣蛋白I(cTnI)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)的含量。結(jié)果：丹參酮IIA降低腦缺血大鼠的神經(jīng)功能缺損評(píng)分，并減少心電圖異常的發(fā)生率與持續(xù)時(shí)間，延長(zhǎng)腦缺血大鼠的有效不應(yīng)期、復(fù)極化50%的時(shí)間與復(fù)極化90%的時(shí)間，降低cTnI和CK-MB含量。結(jié)論：丹參酮IIA具有穩(wěn)定腦缺血大鼠心律的作用，可能與改善心肌缺血的作用有關(guān)。

丹參酮IIA； 腦缺血； 動(dòng)作電位

急性缺血性腦血管病是腦血管疾病中常見的類型之一，占腦外疾病的60%～80%，具有較高的致殘率和致死率，并隨年齡的增長(zhǎng)而增加[1]。在腦血循環(huán)障礙時(shí)，約有25%～80%的患者發(fā)生冠脈供血不足的癥狀，稱為腦心綜合征(cerebral-cardiac syndrome，CCS)，尤其在腦卒中與急性顱腦外傷時(shí)，病變累及丘腦下部、腦干和自主神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)致心血管功能障礙。研究發(fā)現(xiàn)延髓損傷時(shí)會(huì)引起心電生理異常，基底節(jié)區(qū)與腦干部位出血或梗死引起心肌酶的變化顯著[2]。急性腦卒中導(dǎo)致心血管自主神經(jīng)功能失調(diào)，通過(guò)交感神經(jīng)-腎上腺系統(tǒng)促進(jìn)兒茶酚胺合成的增加，加重心臟負(fù)荷，此外，兒茶酚胺濃度過(guò)高會(huì)造成心肌損傷，具有心肌毒性，出現(xiàn)心肌復(fù)極化障礙，主要體現(xiàn)為心肌自律性和異位起搏點(diǎn)增加[3]。

丹參是常用的活血化瘀的藥物，臨床廣泛用于心腦血管病患者，現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)丹參的藥理作用機(jī)制可能是改善微循環(huán)，減輕缺血后腦水腫，改善血液流變學(xué)等[4]。丹參酮IIA(tanshinone IIA，Tan)是丹參的主要化學(xué)成分之一，已有報(bào)道指出丹參酮IIA預(yù)處理后能夠促進(jìn)缺血后星形膠質(zhì)細(xì)胞活化增殖，減輕缺血性腦損傷[5]。目前尚無(wú)丹參酮IIA對(duì)腦缺血后心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的研究報(bào)道，故本實(shí)驗(yàn)采用丹參酮IIA對(duì)腦缺血模型大鼠進(jìn)行干預(yù)，觀察丹參酮IIA對(duì)動(dòng)作電位的影響。

材 料 和 方 法

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和試劑

健康成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠30只， 8～12周齡，體重(240±18)g，清潔級(jí)，心電圖無(wú)異常，購(gòu)于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司，動(dòng)物許可證號(hào)為SCXK(京)2012-0001，標(biāo)準(zhǔn)飼料和純凈水喂養(yǎng)，進(jìn)行適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。

丹參酮IIA購(gòu)自上海芃碩生物科技有限公司(丹參酮IIA混懸于1%的二甲基亞砜的PBS平衡鹽溶液制成混懸液)；心肌肌鈣蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)試劑盒購(gòu)自武漢明德生物科技股份有限公司；肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB，CK-MB)試劑盒購(gòu)自上海蔚霆生物科技有限公司。

2 方法

2.1 實(shí)驗(yàn)分組與腦缺血大鼠模型的建立 將30只大鼠隨機(jī)分為3組：假手術(shù)(sham)組、急性腦缺血(acute cerebral ischemia，ACI)組和Tan干預(yù)組；除假手術(shù)組外，其余各組大鼠參考Longa的改良方法[6]，造模前12 h禁食，6 h禁水，稱重后腹腔注射10%水合氯醛(3.5 mL/kg)麻醉，仰臥固定，頸部正中線切開3～4 cm，鈍性分離，暴露左側(cè)頸總動(dòng)脈，鈍性分離左頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈和頸外動(dòng)脈，于左頸總動(dòng)脈穿2根線，一根于近心端打活結(jié)，另一根置于頸內(nèi)、頸外分叉前段打活結(jié)，再將一根線在頸外動(dòng)脈根部結(jié)扎，用小動(dòng)脈夾夾閉頸內(nèi)動(dòng)脈。結(jié)扎左頸總動(dòng)脈，于其近心端將注射器針頭刺入挑起，插入線栓，松開動(dòng)脈夾，繼續(xù)推入線栓至左頸總動(dòng)脈分叉處約18 mm，扎緊左頸總動(dòng)脈分叉處，逐層縫合。假手術(shù)組只進(jìn)行分離，暴露頸部動(dòng)脈，不進(jìn)行結(jié)扎，插線栓。造模后，丹參酮IIA干預(yù)組大鼠腹腔注射丹參酮IIA 30 mg/kg，每天1次，共給藥15 d，腦缺血組給予同等劑量的溶劑。

2.2 神經(jīng)功能缺損評(píng)分 依據(jù)Longa的5分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)神經(jīng)缺損為0分；不能完全伸展對(duì)側(cè)前爪為1分；向?qū)?cè)轉(zhuǎn)圈者為2分；行走時(shí)向?qū)?cè)傾倒為3分；無(wú)法行走，意識(shí)喪失為4分。模型建立成功標(biāo)準(zhǔn)為1～3分，其余大鼠剔除，隨機(jī)補(bǔ)充。

2.3 心電圖記錄 給藥完成后，10%水合氯醛麻醉大鼠，仰臥固定，用針?lè)謩e插入大鼠的雙上肢和右下肢的皮下，將電極固定在雙上肢和右下肢，使用RM6240生理信號(hào)采集處理系統(tǒng)記錄標(biāo)準(zhǔn)II導(dǎo)聯(lián)的心電圖。

2.4 單相動(dòng)作電位記錄 10%水合氯醛麻醉大鼠，仰臥固定，進(jìn)行氣管插管，連接動(dòng)物呼吸機(jī)，縱向剪開左胸前皮膚，分離筋膜，剪短左胸3～4肋間肋骨，暴露心臟，連接銀絲點(diǎn)擊，記錄心房肌和心室肌動(dòng)作電位的變化。監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括動(dòng)作電位幅度(action potential amplitude, APA)、有效不應(yīng)期(effective refractive period,ERP)、復(fù)極化50%的動(dòng)作電位時(shí)程(action potential duration at 50% repolarization，APD50)和復(fù)極化90%的動(dòng)作電位時(shí)程(action potential duration at 90% repolarization， APD90)。

2.5 cTnI和CK-MB的測(cè)定 給藥完成后，壓迫大鼠雙側(cè)頸部血管，眼球充血后，針筒插入目?jī)?nèi)眥，進(jìn)入靜脈叢，抽取血液，取血完畢后用脫脂棉球壓迫止血，用相應(yīng)試劑盒測(cè)定cTnI和CK-MB的水平。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示，多組間數(shù)據(jù)采用單因素方差分析，任意兩組數(shù)據(jù)間的比較采用Bonferroni校正的t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 大鼠一般情況的觀察和神經(jīng)功能缺損評(píng)分

假手術(shù)組大鼠的精神狀態(tài)良好，四肢活動(dòng)正常，反應(yīng)靈敏；腦缺血組大鼠較少自助活動(dòng)，精神不振；丹參酮IIA干預(yù)組大鼠精神狀態(tài)正常，反應(yīng)稍顯遲緩。各組大鼠神經(jīng)功能缺損評(píng)分見圖1。

Figure 1.Neural functional deficit score. Mean±SD.n=10.*P<0.05vssham;#P<0.05vsACI.

圖1 神經(jīng)功能缺損評(píng)分

2 心電圖的變化

假手術(shù)組大鼠的心電圖顯示正常；腦缺血組大鼠的心電圖異常，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，出現(xiàn)竇性心動(dòng)過(guò)速或過(guò)緩、束支傳導(dǎo)阻滯、ST段與T波改變等，恢復(fù)較慢，室性心動(dòng)過(guò)速發(fā)生率為80%，室性顫動(dòng)的發(fā)生率為70%；丹參酮IIA干預(yù)組大鼠較少心電圖異常，持續(xù)時(shí)間短，出現(xiàn)竇性心動(dòng)過(guò)速或過(guò)緩、ST段與T波改變等，恢復(fù)較快，室性心動(dòng)過(guò)速發(fā)生率為30%，室性顫動(dòng)的發(fā)生率為15%,見圖2。

Figure 2.The changes of electrocardiogram. A: normal electrocardiogram; B: T wave inversion and ST segment depression; C: bundle branch block; D: bradycardia.

圖2 心電圖的變化

3 丹參酮IIA對(duì)心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位的影響

與假手術(shù)組相比，腦缺血組大鼠的APD50和APD90均縮短，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，APA的變化差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性；與腦缺血組大鼠相比，丹參酮IIA干預(yù)組大鼠的APD50和APD90均延長(zhǎng)，ERP延長(zhǎng)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，APA的變化差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，見圖3、表1。

Figure 3.The typical images of the action potential.

圖3 各組大鼠心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位典型圖譜

表1 丹參酮IIA對(duì)心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位的影響

*P<0.05vssham;#P<0.05vsACI.

4 丹參酮IIA對(duì)cTnI和CK-MB含量的影響

與假手術(shù)組相比，腦缺血組大鼠血液的cTnI和CK-MB含量顯著升高；與腦缺血組相比，丹參酮IIA干預(yù)組大鼠血液中的cTnI和CK-MB含量明顯下降，見表2。

表2 cTnI和CK-MB含量的變化

Table 2.The concentration changes of cTnI and CK-MB (Mean±SD.n=6)

TreatmentcTnI(ng/L)CK-MB(U/L)Sham0.01±0.013.24±1.24ACI2.34±0.14*75.35±12.43*Tan0.31±0.02*#12.43±2.31*#

*P<0.05vssham;#P<0.05vsACI.

討 論

腦心綜合征主要是指由于腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血或腦梗死等累及下視丘、腦干和植物神經(jīng)系統(tǒng)等引起的心律失常、心肌缺血或心肌梗死的一類病癥[7]。研究表明急性腦血管疾病的發(fā)生引起繼發(fā)性心臟出現(xiàn)器質(zhì)性損害以及功能變化，嚴(yán)重者可至猝死[8]?；谂R床的回顧性調(diào)查發(fā)現(xiàn)，急性腦病變對(duì)心臟調(diào)節(jié)作用紊亂可能是由于機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)，體內(nèi)兒茶酚胺水平上升，進(jìn)而引起冠狀動(dòng)脈痙攣收縮，進(jìn)而產(chǎn)生心肌缺血等一系列的心肌器質(zhì)性和功能性的變化[9]。單相動(dòng)作電位是完整在體搏動(dòng)心臟的局部組織動(dòng)作電位，記錄心臟某一局部多個(gè)細(xì)胞綜合心電向量的變化，能準(zhǔn)確地反映在體心臟的電生理指標(biāo)變化。缺血時(shí)心肌細(xì)胞的ATP通道開放，大量K+外流，加速心肌細(xì)胞復(fù)極化，縮短動(dòng)作電位的時(shí)程，Ca2+內(nèi)流減少，心肌收縮力減弱。有效不應(yīng)期是心肌電穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一，與動(dòng)作電位時(shí)程之間具有緊密的時(shí)間關(guān)系，有效不應(yīng)期延長(zhǎng)，不易產(chǎn)生興奮，消除折返。局部有效不應(yīng)期的明顯延長(zhǎng)或縮短會(huì)導(dǎo)致有效不應(yīng)期發(fā)生離散的機(jī)率增加，容易使興奮在傳導(dǎo)中局部受阻形成折返，產(chǎn)生心律失常。丹參酮IIA可減輕缺血引起的心室肌電生理變化，使得動(dòng)作電位時(shí)程縮短，APD縮短。給予丹參酮IIA干預(yù)后，腦缺血大鼠的有效不應(yīng)期增長(zhǎng)，復(fù)極化50%的時(shí)間與復(fù)極化90%的時(shí)間均延長(zhǎng)，推測(cè)丹參酮IIA可能通過(guò)延長(zhǎng)心肌動(dòng)作電位的有效不應(yīng)期，調(diào)整因腦缺血引起的心肌細(xì)胞有效不應(yīng)期不規(guī)則的狀況，從而降低心律不齊發(fā)生的概率，進(jìn)而就有穩(wěn)定心律的作用。

cTnI特異性低分布于心肌組織，是心肌損傷的高敏感和特異性的標(biāo)志物，對(duì)于臨床上對(duì)急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者心肌缺血的判斷具有重要意義，是診斷心肌梗死的首要指標(biāo)[10]。肌酸激酶主要存在于脊椎動(dòng)物的心臟、骨骼肌以及腦等組織的線粒體和細(xì)胞質(zhì)中，CK-MB是磷酸激酶的同工酶，主要來(lái)源于心肌。心肌中CK-MB的含量主要占肌酸激酶總量的15%～25%，因此，在心肌損傷中，尤其是急性心肌梗死時(shí)，CK-MB含量的測(cè)定對(duì)診斷具有重要的臨床意義[11-12]。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)丹參酮IIA能夠下調(diào)腦缺血引起的cTnI和CK-MB含量的升高，推測(cè)丹參酮IIA可能具有改善心臟功能的作用，對(duì)急性缺血損傷心肌具有一定的保護(hù)作用。其具體的作用機(jī)制還需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。

[1] 趙丹洋， 吳偉康.氧化應(yīng)激在腦缺血損傷中的作用機(jī)制[J]. 中國(guó)病理生理雜志，2004, 20(4):679-682.

[2] 梁彥濤. 腦心綜合征的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)現(xiàn)代藥物應(yīng)用, 2010, 4(6):230-232.

[3] Neki NS, Singh RB, Rastogi SS. How brain influences neuro-cardiovascular dysfunction?[J]. J Assoc Physicians India, 2004, 52:223-230.

[4] 梁曉鷹. 丹參酮IIA及丹參酮IIA/丹參酚酸B不同配比的混合物對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注GFAP及GDNF的影響[D]. 成都:成都中醫(yī)藥大學(xué), 2012.

[5] 陳衛(wèi)銀， 孫承銘， 王會(huì)明， 等. 丹參酮IIA 預(yù)處理對(duì)局灶性腦缺血再灌注損傷大鼠神經(jīng)保護(hù)作用及GFAP表達(dá)的影響[J]. 山東醫(yī)藥, 2011, 51(8):35-37.

[6] 顧 振， 韓群穎， 蘇殿三， 等. 大鼠短暫性局灶腦缺血模型改進(jìn)的制作方法[J]. 南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 2001, 21(6):513-514.

[7] 曹起龍， 羅 毅. 心腦、腦心綜合征的診斷和鑒別[J]. 國(guó)外醫(yī)學(xué)腦血管疾病分冊(cè), 1993, 1(1):10-13.

[8] 胡維民， 王維治. 神經(jīng)內(nèi)科主治醫(yī)師700問(wèn)[M]. 第2版. 北京：中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社， 2000:556

[9] 李長(zhǎng)清， 董為偉， 胡長(zhǎng)林. 不同部位腦梗死患者心率變異性與血漿肌酸激酶同工酶活性變化[J]. 中華老年心腦血管病雜志, 2004, 6(4):247-249.

[10]Nicolson GP, McGrath A, Webster RA, et al. NT-pro-BNP and cardiac troponin I concentrations in dogs with tick paralysis caused byIxodesholocyclus[J]. Aust Vet J, 2016, 94(8):274-279.

[11]Langer M, Forkmann M, Richter U, et al. Heart-type fatty acid-binding protein and myocardial creatine kinase enable rapid risk stratification in normotensive patients with pulmonary embolism[J]. J Crit Care, 2016, 35:174-179.

[12] 趙利軍， 門秀麗， 李宏杰， 等. 缺血后適應(yīng)減輕大鼠肢體缺血再灌注后的心肌損傷[J]. 中國(guó)病理生理雜志，2012, 28(10)：1892-1894.

(責(zé)任編輯： 林白霜， 羅 森)

Effects of tanshinone IIA on cardiac monophasic action potential in acute cerebral ischemia rats

ZHAO Jing, CHEN Chen

(DepartmentofCardio-PulmonaryFunction,FudanUniversityShanghaiCancerCenter,DepartmentofOncology,FudanUniversityShanghaiMedicalCollege,Shanghai200032,China.E-mail:ruguo_jing@126.com)

AIM: To investigate the effects of tanshinone IIA (Tan) on cardiac action potential in rats with acute cerebral ischemia (ACI). METHODS: ACI was established in rats accordingly. Animals were divided into 3 groups: sham group, ACI group, and ACI with Tan treatment group. The defect of neural function in each group was graded, electrocardiogram was measured, monophasic action potential was recorded, and the levels of cardiac troponin I (cTnI) and creatine kinase-MB (CK-MB) were examined by commercially available kits. RESULTS: Compared with ACI group, Tan significantly decreased the scores of the defect of neural function, reduced the incidence and duration of the abnormalities in electrocardiogram, prolonged the effective refractory period, action potential duration at 50% repolarization and action potential duration at 90% repolarization, and inhibited the elevation of cTnI and CK-MB levels. CONCLUSION: Tan maintains a stable heart rhythm in ACI rats, which may be related to its protective effect on ischemic myocardium.

Tanshinone IIA; Cerebral ischemia; Action potential

1000- 4718(2016)12- 2291- 04

2016- 08- 09

2016- 10- 14

R363; R915

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2016.12.029

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△通訊作者 Tel： 021-64175590； E-mail： ruguo_jing@126.com