吳 翔 張婷婷 熊尚全
福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬人民醫(yī)院心血管科,福建福州 350004
心腎綜合征(cardiorenal syndrome,CRS)指同時(shí)或先后合并的心、腎功能不全,兩者互為因果,最終加速兩個臟器功能共同衰竭[1]。CRS 病因復(fù)雜,發(fā)病機(jī)制未明,目前針對CRS 所采用的常規(guī)治療手段臨床療效欠佳,因此,深入研究CRS 的發(fā)病機(jī)制尤其是細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)上,結(jié)合祖國傳統(tǒng)醫(yī)藥治療,并探明其治療靶點(diǎn),成為降低CRS 發(fā)病率、提高患者生活質(zhì)量、延長患者壽命的重要研究方向[2],在已知導(dǎo)致CRS 發(fā)生、進(jìn)展的病理生理學(xué)機(jī)制中,機(jī)體氧化/抗氧化平衡的破壞備受關(guān)注[3]。目前認(rèn)為,氧化應(yīng)激的過度激活在CRS 的發(fā)生和進(jìn)展中起重要作用[4-5],因此,減輕氧化應(yīng)激損傷為CRS 的治療提供了新策略。本研究通過建立大鼠模型,觀察康達(dá)心口服液對CRS 大鼠氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)的影響。
SPF 級大鼠60 只,體重約200 g,由福建安布瑞生物科技公司實(shí)驗(yàn)動物中心提供,合格證編號:20180 00560018,本研究經(jīng)福建安布瑞實(shí)驗(yàn)動物倫理委員會批準(zhǔn)(批文號:TACUC FJABR2020-NSFC-031660),所有動物實(shí)驗(yàn)過程遵循動物倫理學(xué)規(guī)范。
1.2.1 儀器 Vevo2100 小動物超聲成像系統(tǒng),日本富士膠片(中國)投資有限公司;CZ-202 全自動酶標(biāo)洗板機(jī),廣州柏爾普科技有限公司;PC-120 多功能酶標(biāo)分析儀,廣州柏爾普科技有限公司。
1.2.2 藥物及試劑 康達(dá)心口服液(閩藥制字Z06106059;福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬人民醫(yī)院院內(nèi)制劑),主要成分:附子、黃芪、豬苓、澤瀉、大棗、當(dāng)歸;總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、超氧化物歧化酶(su peroxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)檢測試劑盒,氨基末端腦鈉肽前體(N-terminal pro-B type natriuretic peptide,NT-proBNP)檢測試劑盒,均購于廣州Tiangen 生物科技;批號:20180134,多柔比星注射液購于湖南林威生物科技公司,批號:20100566。
根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法進(jìn)行分組,首先將60 只大鼠從1 開始進(jìn)行編號到60;然后從隨機(jī)數(shù)字表中的任意一行一列開始,從此讀取3 位數(shù)作為一個隨機(jī)數(shù)錄入編號;再將所選出的隨機(jī)數(shù)按照降序進(jìn)行邊編號(如若隨機(jī)數(shù)相同的按照先后順序排列)最后規(guī)定為:1~12為假手術(shù)(sham operation,sham)組、13~24 為心力衰竭(heart failure,HF)組、25~36 為CRS 組、37~48為HF干預(yù)(HF+I)組、49~60 為CRS 干預(yù)(CRS+I)組。其中,sham 組建立假手術(shù)模型,HF 組、HF+I 組建立HF模型,CRS 組、CRS+I 組建立CRS 模型,HF+I 組、CRS+I 組用2.7 ml/(kg·d)康達(dá)心口服液灌胃[6];sham 組、HF 組、CRS 組采用等量的生理鹽水灌胃,共12周,建模方法如下。
HF 大鼠模型:多柔比星腹腔注射,用量為每次2.5 mg/kg,2 次/周,共3 周。3 周后觀察到大鼠出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍,行動緩慢,呼吸加快,NT-proBNP 升高等HF表現(xiàn),則造模成功。
CRS 模型:在HF 大鼠模型的基礎(chǔ)上,行5/6 腎切除[7]。大鼠麻醉后,切開腹壁,行右腎切除并剪掉左腎上下級各1/3,明膠海綿壓迫止血后,逐層縫合。
假手術(shù)模型:麻醉后切開腹壁,暴露左、右腎,分離腎包膜后,再逐層縫合腹壁皮膚。
1.4.1 心功能評估 12 周后,心臟超聲測量各組大鼠左室縮短分?jǐn)?shù)(left ventricular frational shortening,F(xiàn)S),左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF);ELISA 法檢測血清NT-proBNP 值,評估心功能。
1.4.2 腎功能評估 腹主動脈采血,ELISA 法檢測血清肌酐(creatinine,Cr)、尿素氮(urea nitrogen,Bun)水平,評估腎功能。
1.4.3 氧化/抗氧化相關(guān)指標(biāo) 腹主動脈采血,ELISA法檢測血清T-AOC、SOD、MDA 水平。
采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用LSD-t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料用率表示,兩組間比較采用χ2檢驗(yàn),以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
HF 組、HF+I 組、CRS 組、CRS+I 組大鼠的FS 及LVEF 低于sham 組,血清NT-proBNP 水平高于sham組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);HF+I 組的FS 及LVEF高于HF 組,NT-proBNP 水平低于HF 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);CRS+I 組的FS 及LVEF 高于CRS組,NT-proBNP 水平低于CRS 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表1)。不同組別大鼠超聲心動圖表現(xiàn)見圖1。
圖1 不同組別大鼠超聲心動圖表現(xiàn)
表1 各組大鼠心功能指標(biāo)的比較(±s)
表1 各組大鼠心功能指標(biāo)的比較(±s)
注 與sham 組比較,aP<0.05;與HF 組比較,bP<0.05;與CRS 組比較,cP<0.05;HF: 心力衰竭;CRS: 心腎綜合征;FS: 左室縮短分?jǐn)?shù);LVEF:左室射血分?jǐn)?shù);NT-proBNP:氨基末端腦鈉肽前體
組別只數(shù)FS(%)LVEF(%)NT-proBNP(pg/ml)sham 組HF 組HF+I 組CRS 組CRS+I 組12 12 12 12 12 31.17±2.15 24.42±1.98a 27.33±3.14ab 18.50±2.84a 22.67±2.66ac 61.08±3.45 42.08±4.57a 50.00±3.70ab 38.25±3.96a 43.83±3.78ac 185.68±14.69 326.01±23.11a 234.98±20.25ab 369.35±27.68a 272.11±68.75ac
CRS 組、CRS+I 組大鼠的血清Cr 及Bun 水平高于sham 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);sham 組、HF組、HF+I 組三組間的血清Cr 及Bun 水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);CRS+I 組的血清Cr 及Bun水平低于CRS 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表2)。
表2 各組大鼠腎功能指標(biāo)的比較(±s)
表2 各組大鼠腎功能指標(biāo)的比較(±s)
注 與sham 組比較,aP<0.05;與CRS 組比較,bP<0.05;HF:心力衰竭;CRS:心腎綜合征;MDA:丙二醛;SOD:超氧化物歧化酶;T-AOC:總抗氧化能
組別只數(shù)Bun(mmol/ml)Cr(μmol/ml)sham 組HF 組HF+I 組CRS 組CRS+I 組12 12 12 12 12 7.72±1.52 8.30±1.39 8.03±1.76 18.78±2.40a 16.78±1.39ab 25.19±3.61 27.05±4.29 29.93±3.40 65.31±7.23a 56.33±3.54ab
HF 組、HF+I 組、CRS 組、CRS+I 組的血清T-AOC、SOD 水平低于sham 組,MDA 水平高于sham 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);HF+I 組大鼠的血清T-AOC、SOD 水平高于HF 組,MDA 水平低于HF 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);CRS+I 組大鼠的血清TAOC、SOD水平高于CRS 組,MDA 水平低于CRS 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表3)。
表3 各組大鼠氧化相關(guān)指標(biāo)比較(±s)
表3 各組大鼠氧化相關(guān)指標(biāo)比較(±s)
注 與sham 組比較,aP<0.05;與HF 組比較,bP<0.05;與CRS 組比較,cP<0.05;HF:心力衰竭;CRS:心腎綜合征;Bun:尿素氮;Cr:肌酐
組別只數(shù)MDA(nmol/ml)SOD(U/ml)T-AOC(U/ml)sham 組HF 組HF+I 組CRS 組CRS+I 組12 12 12 12 12 2.20±0.29 5.32±0.42a 2.80±0.31ab 6.14±0.55a 3.25±0.34ac 139.58±11.65 72.64±6.45a 95.26±8.56ab 63.28±5.74a 87.30±7.86ac 18.43±0.91 8.74±0.65a 11.70±0.49ab 7.01±0.58a 10.61±0.65ac
氧化應(yīng)激與HF 及CRS 的發(fā)生和進(jìn)展關(guān)系密切。氧化應(yīng)激中伴隨心、腎間質(zhì)細(xì)胞活化,可導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)沉積及纖維化,從而心肌重構(gòu)及腎功能惡化,導(dǎo)致CRS 的發(fā)生[8]。氧化應(yīng)激過程中,炎癥介質(zhì)大量生成,導(dǎo)致心肌細(xì)胞和腎固有細(xì)胞的壞死和凋亡[9]。此外,以C 反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)升高為特征的氧化誘導(dǎo)的慢性炎癥反應(yīng),在中重度腎功能不全的早期便可出現(xiàn),而CRP 升高不僅與殘余的腎功能惡化密切相關(guān),也是心臟重塑的獨(dú)立相關(guān)因素[10],慢性腎病患者中,氧化應(yīng)激是CRS 患者全因死亡率和心血管疾病病死率的獨(dú)立預(yù)測指標(biāo)[11-12]。
康達(dá)心口服液為福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬人民醫(yī)院院內(nèi)制劑,君以附子、黃芪溫陽益氣、健脾培土;臣以豬苓、澤瀉止喘降逆、泄水滲濕;佐以大棗、當(dāng)歸溫通振煦、補(bǔ)血活血。前期研究中已證實(shí),康達(dá)心口服液在慢性HF 治療中療效顯著,其慢性HF 治療可能機(jī)制包括:降低CHF 患者的血清基質(zhì)金屬蛋白酶9 水平,增加心排血量[13];抑制心肌細(xì)胞纖維化,改善心臟舒張功能[14];抑制心肌細(xì)胞凋亡,改善心臟重構(gòu)等[15]。此外,在治療2 型CRS 方面,同樣具有顯著療效,在西醫(yī)標(biāo)準(zhǔn)治療的基礎(chǔ)上聯(lián)用康達(dá)心口服液,能進(jìn)一步改善2 型CRS 患者心、腎功能[16]。關(guān)于康達(dá)心口服液治療CRS 的具體機(jī)制,以往的研究尚未進(jìn)一步闡明。
本研究結(jié)果顯示,通過建立HF 及CRS 大鼠模型,在體內(nèi)水平證實(shí)了康達(dá)心口服液能顯著升高HF大鼠及CRS 大鼠的FS 及LVEF 值,并顯著降低血清NT-proBNP 水平;此外,還能顯著降低CRS 大鼠的血清Cr 及Bun 水平,改善腎功能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),康達(dá)心能顯著升高HF 及CRS 大鼠的血清TAOC、SOD水平,并顯著降低MDA 水平。作為機(jī)體抗氧化的最主要血清標(biāo)記物,而TAOC、SOD 水平直接反映機(jī)體抗氧化能力[17];作為脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物,MDA 血清含量反映機(jī)體氧化應(yīng)激水平[18]。因此,康達(dá)心能提高HF 及CRS 大鼠抗氧化能力,減輕氧化應(yīng)激水平,這可能是康達(dá)心口服液改善CRS 大鼠心、腎功能的可能機(jī)制。
綜上所述,康達(dá)心口服液能改善CRS 大鼠的心、腎功能,從而發(fā)揮心腎保護(hù)效應(yīng),這種效應(yīng)可能是通過提高抗氧化能力、減輕氧化損傷來實(shí)現(xiàn)的。下一步可研究康達(dá)心口服液對心、腎組織氧化應(yīng)激相關(guān)信號通路的影響,進(jìn)一步揭示其在CRS 治療方面的具體機(jī)制。