陶 培，王毓杰

高烏甲素及其水解產(chǎn)物刺烏寧抗心律失常作用的比較研究

陶 培，王毓杰*

成都中醫(yī)藥大學(xué)，四川 成都 611137

比較高烏甲素及其水解產(chǎn)物的心臟毒性及抗心律失常活性，明確C-4位芳香取代基對(duì)其活性和毒性的影響。采用堿水解、硅膠柱色譜以及波譜法對(duì)高烏甲素水解產(chǎn)物進(jìn)行分離鑒定；采用心臟毒性實(shí)驗(yàn)和烏頭堿誘發(fā)心律失常模型，比較高烏甲素及其水解產(chǎn)物的毒性和活性。分離并鑒定出高烏甲素水解產(chǎn)物為刺烏寧；股iv 2.40 mg/kg高烏甲素可引起大鼠出現(xiàn)室性早搏（ventricular premature beat，VPB）、室性心動(dòng)過(guò)速（ventricular tachycardia，VT）等心律失常現(xiàn)象，刺烏寧在相同劑量下未出現(xiàn)心律失?，F(xiàn)象；在抗心律失?；钚匝芯恐校邽跫姿?、刺烏寧在各自的劑量范圍內(nèi)，隨著劑量的增大，VPB潛伏期延長(zhǎng)，VT發(fā)生率降低，心律失常完全抑制率逐漸升高，呈劑量相關(guān)性，表明兩者均有一定的抗心律失常作用，高烏甲素的作用強(qiáng)于刺烏寧。與高烏甲素相比，隨著C-4位芳香取代基的水解，水解產(chǎn)物刺烏寧的心臟毒性降低，抗心律失?；钚悦黠@減弱，表明C-4位芳香取代基是高烏甲素產(chǎn)生心臟毒性、發(fā)揮藥效的關(guān)鍵基團(tuán)。

高烏甲素；刺烏寧；抗心律失常；心臟毒性；C-4位芳香取代基

高烏甲素又名刺烏頭堿、拉巴烏頭堿，是從烏頭屬植物高烏頭Nakai中分離得到的一種C-18型二萜生物堿[1]，具有較強(qiáng)的鎮(zhèn)痛作用，且無(wú)成癮性，已被開(kāi)發(fā)為非成癮性鎮(zhèn)痛藥，用于多種原因引起的疼痛[2-4]。在俄羅斯等國(guó)家，氫溴酸高烏甲素也作為臨床一線藥物治療室性早搏、心房顫動(dòng)、室上性和室性心動(dòng)過(guò)速等心律失常[4-6]。

二萜生物堿具有較強(qiáng)的神經(jīng)毒性和心臟毒性，如烏頭堿可與神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞膜上的電壓敏感型Na+通道特異性結(jié)合，促進(jìn)Na+大量?jī)?nèi)流，細(xì)胞膜電位失衡，引起細(xì)胞功能紊亂，進(jìn)而影響機(jī)體功能，出現(xiàn)四肢麻木、心律失常等中毒現(xiàn)象[7-8]。因此，烏頭類(lèi)藥物需要炮制后使用。在水煮或蒸制過(guò)程中，烏頭堿的C-8位、C-14位依次通過(guò)水解反應(yīng)生成苯甲酰烏頭原堿和烏頭原堿，隨著酯鍵的水解，2種水解產(chǎn)物的毒性和活性依次降低[9]，表明C-14位的苯甲?；?、C-8位的乙酰基對(duì)于烏頭堿的毒性和活性具有重要作用。與烏頭堿相比，高烏甲素在C-14位沒(méi)有芳環(huán)取代基，但在C-4位連接有1個(gè)鄰乙酰氨基苯甲酰取代基，上述結(jié)構(gòu)上的差異對(duì)高烏甲素毒性和抗心律失?；钚缘淖饔蒙胁磺宄?/p>

因此，本研究在堿性條件下水解高烏甲素C-4位的芳香環(huán)，采用色譜和波譜法對(duì)水解產(chǎn)物進(jìn)行分離鑒定；采用心臟毒性實(shí)驗(yàn)比較高烏甲素與水解產(chǎn)物的毒性差異；采用烏頭堿建立心律失常模型，比較高烏甲素與水解產(chǎn)物的抗心律失?；钚?，明確C-4位芳香取代基對(duì)高烏甲素心臟毒性及抗心律失常活性的影響，為烏頭類(lèi)藥物的炮制原理、炮制品的質(zhì)量控制及二萜生物堿類(lèi)抗心律失常藥物的研發(fā)提供思路。

1 材料

1.1 動(dòng)物

SPF級(jí)SD大鼠，雌雄兼用，7～8周齡，體質(zhì)量180～220 g，由成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供，動(dòng)物許可證號(hào)SCXK（川）-2020-030。實(shí)驗(yàn)前適應(yīng)性喂養(yǎng)2 d，自由進(jìn)食飲水，室溫維持在20～25 ℃，晝夜光照及通風(fēng)環(huán)境自然調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)前禁食12 h。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)成都中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理備案號(hào)2020-15）。

1.2 藥品與試劑

高烏甲素（批號(hào)LRQ180116-1，質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞98%）購(gòu)自西安綠如泉生物科技有限公司；烏頭堿（批號(hào)WTZ10013，質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%）購(gòu)自陜西昊辰生物科技有限公司；刺烏寧（質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞95%）為本課題組自制；鹽酸普羅帕酮（批號(hào)101190-201702，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.8%）、鹽酸利多卡因（批號(hào)100341-201403，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.4%）購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院；烏拉坦（批號(hào)2020041701）購(gòu)自成都市科隆化學(xué)品有限公司；0.9%氯化鈉溶液（批號(hào)L219101908）購(gòu)自四川科倫藥業(yè)股份有限公司；色譜用石油醚（沸點(diǎn)60～90 ℃）購(gòu)自成都市科隆化學(xué)品有限公司；顯色劑為改良碘化鉍鉀試劑。

1.3 儀器

BL-420F型多功能生理記錄儀（成都泰盟軟件有限公司）；CPA2250型電子分析天平（德國(guó)Sartorius公司）；HH-SJ型集熱式磁力攪拌器（油浴用，金壇市城東新瑞儀器廠）；MicrO-TOF-Q-IImass spectrometer質(zhì)譜儀、Avance 600 spectrometer核磁共振儀（瑞士Bruker公司）；RE-3000B型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；薄層色譜硅膠G和柱色譜硅膠（200～300目，青島海洋化工廠）。

2 方法

2.1 高烏甲素C-4位水解產(chǎn)物的制備與分離

取高烏甲素1.61 g，置500 mL圓底燒瓶中，加四氫呋喃130 mL使溶解，繼續(xù)加入2 mol/L NaOH 190 mL，115 ℃油浴回流6 h，取出，放涼，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，取四氫呋喃層，揮干溶劑，得1 g樣品，供柱色譜用。

將上述樣品用四氫呋喃溶解，拌樣，進(jìn)行硅膠柱色譜（200～300目，80 g）分離，依次用3.3 L石油醚-丙酮-三乙胺（6∶1∶0.01）、1.4 L石油醚-丙酮-三乙胺（5∶1∶0.01）、1.5 L石油醚-丙酮-三乙胺（3∶1∶0.01）梯度洗脫，得到43個(gè)組分，薄層色譜檢視，合并組分34～40，重結(jié)晶，得到化合物1（450 mg）。

2.2 高烏甲素及水解產(chǎn)物的心臟毒性比較

取SD大鼠20只，隨機(jī)分為高烏甲素組和化合物1組，每組10只。大鼠ip 20%烏拉坦（1.2 g/kg）麻醉[10]，仰位固定，將針形電極插入四肢皮下，使用多功能生理記錄儀觀察大鼠II導(dǎo)聯(lián)心電圖20 min后，經(jīng)股iv給藥，觀察給藥后30 min內(nèi)心電圖變化。

通過(guò)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)高烏甲素2.40 mg/kg可引起大鼠出現(xiàn)室性早搏（ventricular premature beat，VPB）、室性心動(dòng)過(guò)速（ventricular tachycardia，VT）、室顫（ventricular fibrillation，VF）等心律失?，F(xiàn)象。通過(guò)觀察高烏甲素和化合物1等劑量給藥后心電圖的變化，可直觀反映出C-4位芳香取代基對(duì)高烏甲素心臟毒性的影響[11-12]。

2.3 高烏甲素及水解產(chǎn)物的抗心律失常活性比較

取SD大鼠149只，隨機(jī)分為11組，見(jiàn)表1。取4 mL 1%鹽酸乙醇，0.9%氯化鈉溶液稀釋?zhuān)?% NaOH調(diào)pH至7，加0.9%氯化鈉溶液定容至100 mL，作為空白溶劑；各受試藥物均采用空白溶劑的配制方法進(jìn)行配制。

表1 動(dòng)物分組

大鼠ip 20%烏拉坦（1.2 g/kg）麻醉，仰位固定，將針形電極插入四肢皮下，記錄大鼠正常II導(dǎo)聯(lián)心電圖20 min后，暴露股靜脈，從股靜脈分別快速注射相應(yīng)受試藥物，對(duì)照組和模型組給予空白溶劑。除對(duì)照組外，10 min后再?gòu)墓伸o脈快速注射烏頭堿（0.03 mg/kg）建立心律失常模型[15-19]，記錄30 min內(nèi)各組大鼠心律失常的發(fā)生率、第1次出現(xiàn)VPB的時(shí)間以及是否出現(xiàn)心動(dòng)過(guò)速[20-21]。

3 結(jié)果

3.1 化合物1的結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1：白色粉末，C23H37NO6。ESI-MS: 424.27 [M＋H]+；1H-NMR (600 MHz, CDCl3):1.06 (3H, t,= 7.32 Hz,-CH2-C3), 3.26 (3H, s, OCH3), 3.28 (3H, s, OCH3), 3.38 (3H, s, OCH3), 3.13 (1H, m, H-1), 3.39 (1H, d,= 4.8 Hz, H-14β), 2.91 (1H, s, H-17);13C-NMR (150 MHz, CDCl3): 85.1 (d, C-1), 26.5 (t, C-2), 37.3 (t, C-3), 71.0 (s, C-4), 50.8 (d, C-5), 26.9 (t, C-6), 47.7 (d, C-7), 75.7 (s, C-8), 78.6 (s, C-9), 49.7 (d, C-10), 50.9 (s, C-11), 23.6 (t, C-12), 36.3 (s, C-13), 90.2 (d, C-14), 44.8 (t, C-15), 83.0 (d, C-16), 61.7 (d, C-17), 57.9 (t, C-19), 49.0 (t,-H2-CH3), 13.5 (q,-CH2-H3), 56.1 (q, 1-OCH3), 57.9 (q, 14-OCH3), 56.5 (q, 16-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道一致[22]，故鑒定化合物1為刺烏寧（圖1）。

圖1 高烏甲素及刺烏寧的化學(xué)結(jié)構(gòu)

3.2 高烏甲素及水解產(chǎn)物的心臟毒性比較

2.40 mg/kg高烏甲素可引起正常大鼠出現(xiàn)VPB、VT和VF等心律失?，F(xiàn)象，高烏甲素致心律失常潛伏期為（131.2±56.1）s。在觀察期間內(nèi)，高烏甲素組大鼠雖然未出現(xiàn)死亡的情況，但是均發(fā)生了VT、VF等致死性室性心律失常。而相同劑量下高烏甲素的水解產(chǎn)物刺烏寧組大鼠均未出現(xiàn)心律失?，F(xiàn)象。與高烏甲素相比，刺烏寧的心臟毒性明顯降低，表明C-4位鄰乙酰氨基苯甲酰取代基是導(dǎo)致高烏甲素產(chǎn)生心臟毒性的重要基團(tuán)，醇胺型比單酯型二萜生物堿的心臟毒性更小，安全性更高。

3.3 高烏甲素及水解產(chǎn)物對(duì)烏頭堿誘發(fā)大鼠VPB潛伏期的影響

烏頭堿致心律失常模型大鼠的心電圖表現(xiàn)為：首先出現(xiàn)VPB，逐漸發(fā)展為二聯(lián)律或者三聯(lián)律，再進(jìn)一步發(fā)展為陣發(fā)性和連續(xù)性室性心動(dòng)過(guò)速等[13]。其中，VPB是心律失常模型大鼠的初期表現(xiàn)，心電圖特征為：QRS波群提前出現(xiàn)，形態(tài)寬大畸形，T波方向與QRS主波方向相反，并且P波消失[23]。VPB潛伏期是指注射完烏頭堿后到第1次出現(xiàn)VPB的時(shí)間，VPB潛伏期越長(zhǎng)，表明受試藥物的抗心律失常作用越好。

對(duì)照組大鼠iv空白溶劑后，在整個(gè)觀察期間內(nèi)，心電圖未發(fā)生變化。模型組大鼠經(jīng)股iv烏頭堿后出現(xiàn)典型的VPB、VT，甚至有一部分大鼠出現(xiàn)VF，并且持續(xù)30 min以上，表明心律失常模型建立成功。如圖2所示，模型組大鼠VPB潛伏期為（116.5±36.4）s，利多卡因組大鼠VPB潛伏期為（280.3±128.7）s，普羅帕酮組大鼠VPB潛伏期為（193.3±39.9）s；與模型組相比，2個(gè)陽(yáng)性對(duì)照藥物組均有顯著差異（＜0.05）。此外，利多卡因可以保護(hù)42.9%的大鼠不出現(xiàn)心律失常。

高烏甲素（0.01、0.05 mg/kg）組大鼠VPB潛伏期分別為（190.8±69.1）、（201.4±70.1）s，與模型組相比，無(wú)顯著差異。高烏甲素（0.15、0.20 mg/kg）組大鼠VPB潛伏期分別為（354.4±147.2）、（606.4±313.7）s，與模型組相比，均有顯著性差異（＜0.05）；與普羅帕酮組相比，高烏甲素（0.20 mg/kg）組大鼠VPB潛伏期有顯著性差異（＜0.05）。以上結(jié)果表明，在0.20 mg/kg劑量下，高烏甲素的抗心律失常作用明顯優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照藥物普羅帕酮。

與模型組比較：*P＜0.05；與普羅帕酮比較：#P＜0.05

刺烏寧（10、20 mg/kg）組大鼠VPB潛伏期分別為（164.5±59.7）、（234.4±106.9）s，與模型組相比，無(wú)顯著性差異。刺烏寧（40 mg/kg）組大鼠VPB潛伏期為（427.9±203.4）s，與模型組相比，有顯著性差異（＜0.05）。

通過(guò)對(duì)比高烏甲素和刺烏寧的劑量范圍可以發(fā)現(xiàn)，高烏甲素在0.15 mg/kg劑量下，可以有效延長(zhǎng)VPB潛伏期；而刺烏寧在40 mg/kg劑量下才能顯著延長(zhǎng)VPB潛伏期。刺烏寧發(fā)揮抗心律失常作用的劑量明顯高于高烏甲素，提示高烏甲素水解脫去C-4位芳香取代基后，抗心律失常作用降低。

3.4 高烏甲素及刺烏寧對(duì)烏頭堿誘發(fā)大鼠VT發(fā)生率的影響

VT是VPB進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果，VT的心電圖特征為：連續(xù)出現(xiàn)3次或3次以上的VPB，QRS波群寬大畸形，無(wú)恒定的P波[24]。VT發(fā)生率可以評(píng)價(jià)受試藥物是否能夠阻止VPB的進(jìn)一步發(fā)展，VT發(fā)生率越低，抗心律失常作用越好。

按照2檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)要求，需要將VT發(fā)生率相近的劑量組進(jìn)行合并后，再分析各受試藥物不同劑量組對(duì)大鼠VT發(fā)生率的影響。因此，將高烏甲素（0.05、0.15 mg/kg）組合并為0.05～0.15 mg/kg劑量組；將刺烏寧（10、20 mg/kg）組合并為10～20 mg/kg劑量組。

高烏甲素最終分組為：0.01 mg/kg、0.05～0.15 mg/kg和0.20 mg/kg組。如表2所示，3個(gè)劑量組的VT發(fā)生率有差異（2＝11.481、＝0.003）。如圖3-A所示，與高烏甲素（0.01 mg/kg）組相比，高烏甲素（0.05～0.15、0.20 mg/kg）組大鼠VT發(fā)生率均顯著降低（2＝6.296、＝0.012；2＝7.736、＝0.005），分別為45.0%和30.0%。

刺烏寧最終分組為：10～20 mg/kg和40 mg/kg組。如表2所示，模型組和刺烏寧2個(gè)劑量組之間的VT發(fā)生率有差異（2＝10.974、＝0.004）。如圖3-B所示，與模型組相比，刺烏寧（40 mg/kg）組大鼠VT發(fā)生率顯著降低（2＝5.952、＝0.015）。

上述結(jié)果表明，高烏甲素和刺烏寧在各自的劑量范圍內(nèi)，能夠降低VT發(fā)生率，阻止VPB的進(jìn)一步發(fā)展。

3.5 高烏甲素及刺烏寧對(duì)烏頭堿誘發(fā)大鼠心律失常完全抑制率的影響

心律失常發(fā)生率[18]是指大鼠預(yù)先iv受試藥物，再用烏頭堿建立心律失常模型后，30 min內(nèi)出現(xiàn)心律失常的大鼠比例（出現(xiàn)VPB、VT或VF中的任何一種心電圖變化，均算作出現(xiàn)心律失常）。心律失常完全抑制率即30 min內(nèi)未出現(xiàn)心律失常的比例，可以評(píng)價(jià)受試藥物是否能夠完全抑制烏頭堿引起的心律失常，是最直觀反映受試藥物抗心律失常作用強(qiáng)弱的指標(biāo)，心律失常完全抑制率越高，藥效越好。

表2 高烏甲素及刺烏寧VT發(fā)生率χ2分析

圖3 高烏甲素(A) 及刺烏寧(B) 對(duì)烏頭堿誘發(fā)大鼠VT發(fā)生率的影響

根據(jù)2檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)要求，將高烏甲素的0.05 mg/kg和0.15 mg/kg組、刺烏寧的10 mg/kg和20 mg/kg劑量組合并。

高烏甲素（0.01、0.05～0.15、0.20 mg/kg）組及利多卡因組的心律失常完全抑制率經(jīng)2檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3，4個(gè)組的心律失常完全抑制率有差異（2＝10.437、＝0.015）。如圖4-A所示，與高烏甲素（0.01、0.05～0.15 mg/kg）組相比，高烏甲素（0.20 mg/kg）組心律失常完全抑制率顯著升高（2＝7.038、＝0.008；2＝6.049、＝0.014），表明隨著劑量增大，高烏甲素的抗心律失常作用增強(qiáng)；在0.20 mg/kg劑量下，高烏甲素的心律失常完全抑制率為54.5%，高于利多卡因的42.9%，顯示出更強(qiáng)的抗心律失常作用。

如表3所示，刺烏寧（10～20、40 mg/kg）組及利多卡因組的心律失常完全抑制率也有顯著差異（2＝6.567、＝0.038）。如圖4-B所示，與刺烏寧（10～20 mg/kg）組相比，利多卡因的心律失常完全抑制率顯著升高（2＝6.435、＝0.011）。

表3 高烏甲素和刺烏寧心律失常完全抑制率χ2分析

圖4 高烏甲素(A) 及刺烏寧(B) 對(duì)烏頭堿誘發(fā)大鼠心律失常完全抑制率的影響

通過(guò)以上結(jié)果可以看出，高烏甲素和刺烏寧均能夠延長(zhǎng)VPB潛伏期、降低VT發(fā)生率、提高心律失常完全抑制率，表現(xiàn)出一定的抗心律失常活性，且呈劑量相關(guān)性。若以各自的最優(yōu)劑量表示受試藥物的抗心律失?；钚詮?qiáng)弱，則高烏甲素在0.20 mg/kg劑量下，VPB潛伏期為（606.4±313.7）s，VT發(fā)生率為30%，可以保護(hù)54.5%的大鼠不出現(xiàn)心律失常；刺烏寧在40 mg/kg劑量下，VPB潛伏期為（427.9±203.4）s，VT發(fā)生率為40%，僅可以保護(hù)23.1%的大鼠不出現(xiàn)心律失常。由此可見(jiàn)，刺烏寧的抗心律失常藥效弱于高烏甲素。

4 討論

本研究采用堿水解法、硅膠柱色譜以及波譜法分離鑒定出高烏甲素的水解產(chǎn)物刺烏寧。為了明確C-4位芳香取代基對(duì)高烏甲素心臟毒性及抗心律失?；钚詮?qiáng)弱的影響，進(jìn)一步采用了心臟毒性實(shí)驗(yàn)及抗心律失常整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)比兩者的毒性及活性。

心臟毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，2.40 mg/kg高烏甲素可引起大鼠出現(xiàn)室性早搏、室性心動(dòng)過(guò)速和室顫；而相同劑量的刺烏寧組大鼠未出現(xiàn)任何心律失常現(xiàn)象。高烏甲素是單酯型二萜生物堿，水解脫去C-4位鄰乙酰氨基苯甲酰基后變?yōu)榇及沸投粕飰A，心臟毒性隨著結(jié)構(gòu)的變化明顯降低。

烏頭堿誘發(fā)心律失常的機(jī)制為促進(jìn)Na+通道開(kāi)放，加速Na+內(nèi)流，促使細(xì)胞膜去極化，加速起搏點(diǎn)自律性，縮短不應(yīng)期[8,13]；而高烏甲素對(duì)心肌Na+通道的作用與烏頭堿相反，能夠可逆性地阻斷Na+通道的開(kāi)放，從而產(chǎn)生抗心律失常的作用[5-6]。因此，本研究選擇了烏頭堿致心律失常模型研究高烏甲素及刺烏寧的抗心律失常活性。由于高烏甲素的抗心律失常作用機(jī)制與Na+通道阻滯有關(guān)，其電生理特征接近于Ic類(lèi)抗心律失常藥物[5]，因此，選擇了2種I類(lèi)鈉通道阻滯藥（Ib類(lèi)利多卡因和Ic類(lèi)普羅帕酮）作為陽(yáng)性對(duì)照藥物。

抗心律失?；钚詫?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高烏甲素和刺烏寧均具有一定的抗心律失常作用。通過(guò)VPB潛伏期數(shù)據(jù)可以看出，高烏甲素的起效劑量（0.15 mg/kg）約是刺烏寧（40 mg/kg）的1/250。并且，高烏甲素在0.05～0.15 mg/kg劑量下，心律失常完全抑制率即可達(dá)到20.0%；而刺烏寧在40 mg/kg劑量下，心律失常完全抑制率為23.1%。也就是說(shuō)，如果需要發(fā)揮同等的抗心律失常藥效，刺烏寧的所需劑量為高烏甲素的上百倍，表明C-4位芳香取代基是高烏甲素發(fā)揮抗心律失常作用的關(guān)鍵基團(tuán)。

王培德等[18,25]發(fā)現(xiàn)sc小劑量（0.25～1.00 mg/kg）高烏甲素能夠延長(zhǎng)VPB潛伏期，甚至可以保護(hù)大多數(shù)動(dòng)物不出現(xiàn)心律失常；當(dāng)靜脈恒速注射高烏甲素的累積量達(dá)（2.54±0.06）mg/kg時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大鼠心率減慢，P-R間期延長(zhǎng)；累積量繼續(xù)增至4.12～8.19 mg/kg時(shí)，可引起大鼠出現(xiàn)VPB、VT、VF等心律失?，F(xiàn)象，甚至死亡。本研究也發(fā)現(xiàn)，iv低劑量高烏甲素可出現(xiàn)較強(qiáng)的抗心律失常作用；當(dāng)一次性快速注射2.40 mg/kg高烏甲素時(shí)，可引起VPB、VT、VF等心律失常現(xiàn)象，而同等劑量下，缺少C-4位取代基的刺烏寧則未出現(xiàn)上述現(xiàn)象。Dzhakhangirov等[26]發(fā)現(xiàn)單芳香胺型二萜生物堿的抗心律失常作用優(yōu)于醇胺型，醇胺型二萜生物堿C-4位芳香化后，抗心律失常作用明顯增強(qiáng)，與本研究結(jié)果一致，即C-4位取代基是高烏甲素產(chǎn)生心臟毒性和發(fā)揮藥效的關(guān)鍵基團(tuán)。此外，本研究在抗心律失常實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著給藥劑量的增大，大鼠VPB潛伏期呈逐漸上升的趨勢(shì)，并且劑量越大，VPB潛伏期數(shù)據(jù)也更加分散，進(jìn)而導(dǎo)致SD值較大?；诖耍殚喴恍┮訴PB潛伏期為指標(biāo)的抗心律失?；钚詫?shí)驗(yàn)，均發(fā)現(xiàn)了VPB潛伏期數(shù)據(jù)的SD值偏大的情況[19,25,27-28]。

本研究通過(guò)類(lèi)比高烏甲素和烏頭堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推測(cè)C-4位鄰乙酰氨基苯甲?；赡芘c高烏甲素的抗心律失?；钚杂忻芮嘘P(guān)系，并采用多種方法分離制備出高烏甲素的水解產(chǎn)物刺烏寧。通過(guò)心臟毒性和抗心律失?；钚詫?shí)驗(yàn)，證實(shí)了C-4位芳香取代基是高烏甲素產(chǎn)生心臟毒性和發(fā)揮抗心律失常作用的關(guān)鍵基團(tuán)，上述結(jié)果能夠?yàn)殛U明含高烏甲素的烏頭類(lèi)藥材的炮制原理、炮制品質(zhì)控成分及二萜生物堿類(lèi)抗心律失常藥物的研發(fā)提供思路。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

[1] Pang L, Liu C Y, Gong G H,. Synthesis,andbiological evaluation of novel lappaconitine derivatives as potential anti-inflammatory agents [J]., 2020, 10(4): 628-645.

[2] 中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn) (第5冊(cè)) [S]. 二部. 1996: 51-53.

[3] 張琴, 徐斌, 賈琦, 等. C18型二萜生物堿化學(xué)成分及藥理活性研究進(jìn)展 [J]. 中成藥, 2016, 38(5): 1109-1114.

[4] 王鋒鵬. 從草烏化學(xué)研究開(kāi)發(fā)的新藥思考中藥現(xiàn)代化的方法 [J]. 化學(xué)進(jìn)展, 2009, 21(1): 63-65.

[5] Vakhitova Y V, Farafontova E I, Khisamutdinova R Y,. A study of the mechanism of the antiarrhythmic action of allapinin [J]., 2013, 39(1): 92-101.

[6] Yunusov M S. Antiarrhythmic agents based on diterpenoid alkaloids [J]., 2011, 60(4): 633-638.

[7] Ameri A. The effects ofalkaloids on the central nervous system [J]., 1998, 56(2): 211-235.

[8] Chan T Y K. Aconite poisoning [J]., 2009, 47(4): 279-285.

[9] 龔千鋒. 中藥炮制學(xué) [M]. 第3版. 北京: 中國(guó)中醫(yī)藥出版社, 2012: 355-357.

[10] Bealer S L, Metcalf C S, Little J G. Methods for ECG evaluation of indicators of cardiac risk, and susceptibility to aconitine-induced arrhythmias in rats following status epilepticus [J]., 2011(50): 2726.

[11] 王艷, 陶培, 王毓杰, 等. 油浴模擬砂炒過(guò)程中印烏堿的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化途徑及轉(zhuǎn)化產(chǎn)物毒性研究 [J]. 中草藥, 2020, 51(5): 1205-1213.

[12] 葛帥, 汪溪潔, 李華, 等. 中藥心臟毒性評(píng)價(jià)方法的研究進(jìn)展 [A] // 第六屆全國(guó)藥物毒理學(xué)年會(huì)論文集[C]. 重慶: 中國(guó)毒理學(xué)會(huì), 2016: 564-565.

[13] Hong B H, He J L, Le Q Q,. Combination formulation of tetrodotoxin and lidocaine as a potential therapy for severe arrhythmias [J]., 2019, 17(12): 685.

[14] 李紅, 牛欣, 李國(guó)彰,等. 調(diào)脈飲注射液抗心律失常的實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 中國(guó)中藥雜志, 2006, 31(9): 759-762.

[15] 徐叔云, 卞如濂, 陳修. 藥理學(xué)試驗(yàn)方法 [M]. 第2版. 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2002: 1173-1174.

[16] Winslow E. Evaluation of antagonism of aconitine- induced dysrhythmias in mice as a method of detecting and assessing antidysrhythmic activity [J]., 1980, 71(2): 615-622.

[17] 張紅雨, 徐長(zhǎng)慶, 李宏霞, 等. 白藜蘆醇抗心律失常和抗心肌缺血作用研究 [J]. 中國(guó)藥理學(xué)通報(bào), 2006, 22(3): 383-384.

[18] Bartosová L, Novák F, Frydrych M,. Effect of a new ultrashort betalytic agent on aconitine-induced arrhythmia [J]., 2005, 149(2): 339-343.

[19] Bartosova L, Novak F, Bebarova M,. Antiarrhythmic effect of newly synthesized compound 44Bu on model of aconitine-induced arrhythmia: Compared to lidocaine [J]., 2007, 575(1/2/3): 127-133.

[20] 王培德, 張慧靈, 楊玉梅, 等. 兩種二萜類(lèi)生物堿對(duì)烏頭堿誘發(fā)大鼠心律失常的作用比較 [J]. 包頭醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 1997, 13(2): 3.

[21] Qiu M, Dong Y H, Han F,. Influence of total flavonoids derived fromfolium on aconitine-induced antiarrhythmic action and hemodynamics in Wistar rats [J]., 2016, 79(19): 878-883.

[22] Pelletier S W, Mody N V, Sawhney R S.13C nuclear magnetic resonance spectra of some C19-diterpenoid alkaloids and their derivatives [J]., 1979, 57(13): 1652-1655.

[23] El Hajjaji I, Becker G, Kus T,. Novel criterion for the differential diagnosis of wide QRS complexes and wide complex tachycardia using the initial activation of QRS on leads V1 and V2: Differential diagnosis of wide QRS based on V1-V2 [J]., 2018, 51(4): 700-706.

[24] Brady W J, Mattu A, Tabas J,. The differential diagnosis of wide QRS complex tachycardia [J]., 2017, 35(10): 1525-1529.

[25] 王培德, 馬學(xué)民, 張慧靈, 等. 刺烏頭堿對(duì)麻醉大鼠心電圖的影響及其抗實(shí)驗(yàn)性心律失常作用 [J]. 中國(guó)藥理學(xué)通報(bào), 1997, 13(3): 3.

[26] Dzhakhangirov F N, Sultankhodzhaev M N, Tashkhodzhaev B,. Diterpenoid alkaloids as a new class of antiarrhythmic agents. Structure-activity relationship [J]., 1997, 33(2): 190- 202.

[27] 巫志峰, 袁小紅. 蓮子心微囊抗心律失常作用研究 [J]. 中國(guó)藥房, 2006, 17(23): 1770-1771.

[28] 林靜, 李萍, 閻維維, 等. ?；撬徭V抗心律失常的實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 天津醫(yī)藥, 1997, 25(10): 614-616.

Comparative study on antiarrhythmic effect of lappaconitine and its hydrolysis product lappaconine

TAO Pei, WANG Yu-jie

Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137, China

To compare the cardiotoxicity and antiarrhythmic activity of lappaconitine and its hydrolysate, and clarify the effect of aromatic substituent at C-4 position on activity and toxicity.The hydrolysis product of lappaconitine was separated and identified by alkaline hydrolysis, silica gel column chromatography and spectroscopic method. Furthermore, cardiotoxicity assay and aconitine-induced arrhythmia model were used to compare the toxicity and activity of lappaconitine and its hydrolysate.Lappaconine, the hydrolysate of lappaconitine, was isolated and identified. Intravenous injection of 2.40 mg/kg lappaconitine induced ventricular premature beat (VPB) and ventricular tachycardia (VT) in normal rats, but no arrhythmias were observed when administration of the same dose of lappaconine. In the study of antiarrhythmic activity, in the respective dose range of lappaconitine and lappaconine, they could dose-dependently delay the onset time of VPB, reduce the incidence of VT, combined with the increasing arrhythmia inhibition rate and exhibiting antiarrhythmic activities. Meanwhile, lappaconitine had a better antiarrhythmic effect than lappaconine.Compared with lappaconitine, with the hydrolysis of aromatic substituent group at C-4 position, the cardiotoxicity of hydrolysate lappaconine is reduced, and antiarrhythmic activity is obviously diminished, which demonstrates that the aromatic substituent at C-4 position is a key group for cardiotoxicity and antiarrhythmic effect.

lappaconitine; lappaconine; antiarrhythmic; cardiotoxicity; aromatic substituent at C-4 position

R285.5

A

0253 - 2670(2021)23 - 7214 - 07

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.23.015

2021-06-01

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81403104）；四川省科技廳省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目（2020YJ0131）；成都中醫(yī)藥大學(xué)“杏林學(xué)者”學(xué)科人才科研提升計(jì)劃（QNXZ2018042）

陶 培（1995—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)橹兴幮轮苿⑿聞┬?、新技術(shù)。Tel: 18223365150 E-mail: 1134119207@qq.com

王毓杰（1980—），男，副研究員，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹兴幖懊褡逅幣谥圃?。Tel: 18980923679 E-mail: superwangyj@126.com

[責(zé)任編輯 李亞楠]