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3種5-HT4受體激動劑對胃腸道動力與心功能影響的實驗研究

李曉麗，許言午，吳博威

目的檢測3種5-羥色胺4(5-HT4)受體激動劑對胃腸道動力與心功能的影響，以期找到既具胃腸動力又無心臟副作用的藥物。方法分別應(yīng)用炭末法和張力換能器以及Langendorff離體灌流裝置，觀察西沙必利、RS67506和扎考必利低劑量、中等劑量、高劑量3種劑量對小鼠和大鼠胃腸動力與心功能影響。結(jié)果扎考必利和RS67506在劑量稍大的條件下，具有與西沙必利相同的促腸道動力作用；西沙必利在1 μmol/L～30 μmol/L范圍內(nèi)對大鼠心律影響較大，出現(xiàn)室性期前收縮和二聯(lián)律，對心功能無顯著變化。RS67506和扎考必利在一定的濃度范圍內(nèi)對大鼠心臟無致心律失常作用，對心功能也無影響。結(jié)論西沙必利、RS67506和扎考必利均可不同程度地促進小鼠腸推進運動并增加大鼠離體腸管環(huán)行肌的收縮張力；西沙必利在具有致心律失常作用，而RS67506和扎考必利則無此副作用。

5-羥胺4受體激動劑；胃腸動力；心功能；西沙必利；RS67506；扎考必利

5-羥胺4(5-HT4)受體激動劑在胃腸道的生理活動中起重要作用，可以促進胃排空、加快小腸和結(jié)腸蠕動，用以治療胃輕癱、胃食管反流、非潰瘍性消化不良以及以便秘為主的腸易激綜合征[1-2]。其代表性藥物西沙必利可發(fā)揮全胃腸促動力作用，在多種功能性胃腸病的治療中占有重要的地位。但是由于其在臨床使用過程中發(fā)生致命的心律失常而停止使用[3]，導(dǎo)致心律失常的主要機制是阻斷了延遲整流鉀通道電流。RS67506、扎考必利都是5-HT4受體激動劑，與西沙必利具有相似的結(jié)構(gòu)，可作用于胃腸5-HT4受體促進乙酰膽堿釋放而發(fā)揮促胃腸動力作用[4-5]。本實驗對RS67506、扎考必利、西沙必利的促腸道動力作用進行比較，觀察它們的致心律失常作用和對心功能的影響，探討這些藥物不同的致心律失常作用機制。

1 材料與方法

1.1 動物 昆明種健康小鼠，體重20 g～22 g，Wistar大鼠，體重250 g～300 g，由山西醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供，雌雄不拘。

1.2 藥品與試劑 生理鹽水，碳素墨水、灌胃針、米尺、 眼科小剪刀。Kreb’s緩沖液：120.6 mmol/L NaCl，5.9 mmol/L KCl，1.2 mmol/L NaH2PO4，11.5 mmol/L Detmse，1.2 mmol/L MgCl2，2.5 mmol/L CaCl2； 臺氏液：按參考文獻[9]配制。西沙必利、RS67506、扎考必利 RS23597-190購自TOCRIS。

1.3 方法 成年小鼠，禁食24 h，隨機分為4組：每組8只小鼠，按0.3 mg/kg～3 mg/kg分別給予0.3 mg/kg、1 mg/kg、3 mg/kg灌胃作為低劑量組、中等劑量組和高劑量組。對照組用等量生理鹽水灌胃，處理后30 min灌入碳素墨水0.2 mL/10 g，30 min后脫頸椎處死，開腹、分離腸系膜，剪取上端至幽門、下端至回盲部的腸管，測量腸管長度作為小腸總長度，從幽門至炭末前沿的距離作為炭末在腸內(nèi)推進距離，計算炭末推進百分率(%)。炭末推進百分率=幽門至炭末前沿的距離(cm)/小腸總長度(cm)×100%。

Wistar大鼠，禁食24 h，處死后剖開腹部，取出小腸及結(jié)腸腸管，置供氧的 Kreb’s液中，分離腸系膜，去除腸腔內(nèi)容物。 切成長6 mm～8 mm寬2 mm的肌條，將肌條固定于盛有37 ℃Krebs液的恒溫灌流肌槽，持續(xù)供給含95% O2和5% CO2的混合氣體。給予肌條1 g前負(fù)荷，然后分別加入不同濃度的藥物(終濃度為1 μmol/L、3 μmol/L、10 μmol/L、30 μmol/L)，觀察各肌條的靜息張力與平均收縮幅度和收縮頻率。

以給藥前3 min肌條的靜息張力、收縮波平均振幅及收縮頻率作為對照值，每次給藥后3 min的數(shù)值為效應(yīng)值。收縮幅度變化率(%)=(效應(yīng)值-對照值)÷對照值×100%。收縮頻率指每分鐘的收縮波次數(shù)，以實測值表示。

健康Wistar大鼠，體重200 g～300 g。處死動物后，開胸取出心臟，置于4 ℃飽和O2的含CaCl21.8 mmol/L的臺氏液中，通過主動脈懸掛于Langendorff灌流裝置上，以8 mL/min～10 mL/min速度用臺氏液逆行灌流。使灌流液保持37 ℃恒溫。將一氣囊經(jīng)左心耳插入左室，氣囊內(nèi)充以0.1 mL蒸餾水，水囊與壓力換能器連接。并同步記錄心電圖。平衡30 min后觀察西沙必利、RS67506 和扎考必利對大鼠離體心臟心功能的影響。

1.4 監(jiān)測指標(biāo) 左室收縮壓(LVSP)、左室舒張壓(LVDP)、左室收縮最大上升速率(+dp/dtmax)、左室舒張最大下降速率(-dp/dtmax)、心率與心律。

2 結(jié) 果

2.1 3種5-HT4受體激動劑對小鼠腸推進運動的作用 小劑量西沙必利促進炭末推進百分率，中劑量和大劑量時炭末推進百分率進一步增加，分別達到90.52%和91.80%。與對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。RS67506在小劑量時對小鼠腸推進運動無作用，中劑量和大劑量時作用顯著，與對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。扎考必利在小劑量對小鼠腸推進運動無作用，中劑量和大劑量時作用顯著，大劑量時可使炭末推進百分率由加藥前的63.54%增高至97.43%(P<0.01)。詳見表1。

組別n5?HT4受體激動劑 小腸總長度(cm) 炭末推進距離(cm) 炭末推進百分率(%) 對照組8西沙必利40．81±1．1325．93±2．1763．53±4．38RS6750640．81±1．1325．93±2．1763．53±3．23扎考必利40．81±1．1325．93±2．1763．54±4．16小劑量組8西沙必利40．75±1．0432．37±4．431)79．43±3．561)RS6750640．51±0．9326．75±2．1866．03±4．42扎考必利40．81±1．1325．38±2．5162．19±5．17中劑量組8西沙必利41．13±0．9337．23±2．232)90．52±4．432)RS6750640．56±1．0536．75±3．282)90．61±5．172)扎考必利40．75±1．0438．87±0．992)95．38±4．282)大劑量組8西沙必利40．50±1．8037．18±2．472)91．80±6．282)RS6750640．51±0．9339．37±2．062)97．18±4．502)扎考必利41．37±1．7640．31±1．752)97．43±3．712) 與對照組比較，1)P<0．05，2)P<0．01。

2.2 5-HT4受體激動劑對大鼠離體小腸平滑肌肌條的作用 西沙必利、RS67506、扎考必利對大鼠小腸肌條收縮幅度的作用均呈劑量依賴性，不同濃度具有不同程度的增強作用，其收縮幅度變化率與用藥前收縮幅度(100%)比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05) 。 3種5-HT4受體激動劑對平滑肌條的靜息張力和收縮頻率無影響。若先加用5-HT4受體拮抗劑RS23597-190后3種5-HT4受體激動劑對肌條的收縮幅度無明顯影響，說明3種5-HT4受體激動劑對肌條收縮幅度的作用是通過5-HT4受體起作用的。詳見表2。

表2 5-HT4受體激動劑對大鼠離體小腸平滑肌肌條的作用 (±s) %

2.3 5-HT4受體激動劑對大鼠離體心臟心功能及心律的影響 在1 μmol/L～30 μmol/L濃度范圍內(nèi)西沙必利對心功能和心律影響最大，1 μmol/L西沙必利出現(xiàn)室性早搏12次，3 μmol/L西沙必利發(fā)生明顯的心律失常，主要表現(xiàn)為室性期前收縮和二聯(lián)律，在3 min內(nèi)分別出現(xiàn)53個和5個，當(dāng)濃度加大到10 μmol/L并灌流5 min后會出現(xiàn)明顯的心率減慢，心功能也受到影響。而RS67506和扎考必利在濃度高達30 μmol/L對心功能無影響，也不會引起心律失常。詳見表3、表4。

藥物濃度μmol/LLVSP?LVDPkPa+dp/dtmaxkPa/s-dp/dtmaxkPa/s西沙必利07．65±1．23170．3±34．0107．4±42．517．67±1．31173．5±41．2111．3±37．837．66±1．28174．2±38．6109．6±32．5107．18±1．33162．3±44．596．7±51．0RS6750607．32±1．81210．3±45．2128．3±31．237．31±1．67210．2±36．7126．7±30．3107．26±2．01198．4±51．3125．9±22．1307．28±1．75209．9±61．2125．3±23．1扎考必利08．37±2．31223．2±46．2138．7±32．338．36±1．78223．4±33．5137．4±41．5108．18±2．04226．5±51．1132．4±37．8308．21±2．42224．8±60．0134．4±53．3

藥物濃度μmol/L心率次/min早搏數(shù)個/3min二三聯(lián)律個/3min西沙必利0141001143120314153510759917 RS67506012800312810101302030126113扎考必利01480031480010148003015000

3 討 論

通過三種5-HT4受體激動劑在三種劑量下對小鼠腸推進運動的作用比較，大體了解了它們發(fā)揮作用的劑量，然后進行了大鼠離體腸道平滑肌條張力的測定。結(jié)果顯示：西沙必利在小劑量時可促進腸道運動，中劑量大劑量時作用進一步加強，RS67506 和扎考必利在小劑量時作用不明顯，中劑量大劑量時出現(xiàn)顯著的促進作用。Spring等[5]與Nagakura等[6]曾分別對小牛胃底平滑肌細胞與小鼠腸道傳送時間進行了研究，發(fā)現(xiàn)RS67506對小牛胃底平滑肌細胞自發(fā)性收縮具有促進作用，可以縮短小鼠整個腸道傳送時間，對胃腸動力紊亂性疾病如慢性便秘可能有用。這與本研究結(jié)果相似，也與我們之前的研究結(jié)論一致[7]。此外，本實驗還觀察比較了它們對大鼠離體心臟心功能和心律的直接影響。研究表明：1.0μmol/L西沙必利、3.0μmol/LRS67506和10 μmol/L扎考必利對大鼠心功能均無影響，但對大鼠心律有不同的影響。西沙必利在3 min內(nèi)平均發(fā)生室性期前收縮12個，而RS67506和扎考必利無心律失常發(fā)生。在西沙必利10 μmol/L、RS67506 10 μmol/L和扎考必利 30 μmol/L的濃度下，西沙必利表現(xiàn)出對大鼠嚴(yán)重的致心律失常作用。而RS67506在3 min內(nèi)只發(fā)生2次期前收縮，扎考比利則無心律失常發(fā)生。這表明RS67506和扎考必利對心臟的致心律失常作用和對心泵功能的抑制作用明顯小于西沙必利[8]，我們的前期研究也發(fā)現(xiàn)[9]，扎考比利對心臟收縮功能及舒張功能均無明顯作用，因此RS67506和扎考必利是兩個較為安全的治療功能性胃腸病的西沙必利的替代藥物。它們對心律的不同影響值得進一步研究。

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Effects of Three 5-HT4Receptor Agonists on Gastrointestinal Motility and Cardiac Function

Li Xiaoli，Xu Yanwu，Wu Bowei

The First Hospital，Shanxi Medical University，Taiyuan 030001，Shanxi，China

Objective To investigate the effects of three 5-HT4receptor agonists on gastrointestinal motility and cardiac function in order to find a drug that has both gastrointestinal motility and no cardiac adverse effects.Methods Using charcoal method，tension transducer and Langendorff perfusion respectively，we researched the effects of Cisapride，RS67506 and Zacopride on gastrointestinal motility，cardiac function and ECG in low dose，moderate dose and high dose of three doses in mice and rats.Results At the higher dosage，Zacopride and RS67506 has the same prokinetic effects as Cisapride，Cisapride(1 μmol/L～30 μmol/L) induced arrhythmia，and the main pattern was ventricular premature contraction and coupled rhythm，left ventricle functions was decreased and the heart rate was slow down.RS67506 and Zacopride had no arrhythmic effect on heart of rats in a certain concentration range，and had no effect on cardiac function.Conclusion Cisapride，RS67506 and Zacopride could promote the intestinal propulsion in mice and increased intestinal smooth muscle contraction in rat；Cisapride has the arrhythmogenic effect in this experiment，RS67506 and Zacopride had no side effect.Therefore，we draw a conclusion that RS67506 and Zacopride are two more safe alternative drugs for the treatment of functional disorders of the gastrointestinal tract than Cisapride.

5-HT4 receptor agonists；gastrointestinal motility；cardiac function；Cisapride；RS67506；Zacopride

R541 R256.2

A

10.3969/j.issn.1672-1349.2017.22.008

1672-1349(2017)22-2827-03

山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院(太原030001)，E-mail：LXL329329@163.com

信息：李曉麗，許言午，吳博威.3種5-HT4受體激動劑對胃腸道動力與心功能影響的實驗研究[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2017，15(22)：2827-2829.

2017-06-12)

(本文編輯 郭懷印)