大蒜素對家兔缺血心肌心功能的影響

林井然，陳紫薇，路祖儼，王直濤，馮文輝，潘建春，朱新波

（溫州醫科大學 藥學院，浙江 溫州 325035）

大蒜素（allicin）是大蒜的有效成分之一，又名大蒜新素（allitridin），為百合科蔥屬草本植物大蒜的鱗莖提取物。近年研究[1]顯示，大蒜素具有直接擴張冠狀動脈、抗自由基損傷、抑制血小板聚集、鈣拮抗等作用，其在治療各種心血管疾病方面已逐漸引起國際上的關注。臨床上，大蒜素被用于冠心病、心絞痛、腦梗死等心腦血管疾病的防治，效果良好[2]。但是關于大蒜素對缺血心肌心功能的影響研究，鮮見報道。本研究采用自身前后對照法，在家兔的耳緣靜脈注射垂體后葉素以制造家兔急性心肌缺血模型，對比給藥前后的動物模型參數，探討大蒜素對缺血心肌心功能的影響，也為進一步研究開發大蒜素提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 實驗動物、試劑與儀器 家兔8只，體質量2.0～2.5 kg，雌雄不限，由溫州醫科大學實驗動物中心提供。垂體后葉素注射液（上海第一生化制藥有限公司，批號091123，規格2 mL：3 U）；大蒜素注射液（徐州萊恩藥業，批號20100511，規格2 mL：30 mg）；肝素鈉注射液（江蘇萬邦生化醫藥股份有限公司，批號0909103，規格2 mL：12 500 U）；25%烏拉坦注射液（中國醫藥集團上?；瘜W試劑公司，批號C20101104）；0.9%氯化鈉注射液（安徽雙鶴藥業有限責任公司，批號091228）。實驗主要儀器為BL-420F生物機能實驗系統（成都泰盟科技有限公司）。本研究已通過溫州醫科大學實驗動物倫理道德委員會的批準。

1.2 實驗方法

1.2.1 正常模型（Con模型）的建立：取家兔8只，稱體質量，分別用25%烏拉坦溶液，按4 mL/kg靜脈注射麻醉，麻醉后將兔背位固定于手術臺上。正中切開頸部皮膚，分離右側頸總動脈，于遠心端結扎，并在近心端夾上動脈夾，以阻斷血流，用虹膜剪作“V”形切口，將充滿肝素氯化鈉注射液的心導管一頭連于壓力換能器，另一頭向心臟方向插入頸總動脈內，再移去動脈夾，觀察屏幕，當其顯示血壓波形后，繼續將導管插向左心室腔。當波形由血壓波變成下沿達0 mmHg附近，具有明顯舒張期而峰頂平坦的波形時，即表明導管口已通過主動脈瓣進入左室腔內，再送入導管約0.2～0.4 cm，若還保持同樣波形，表示左心室內插管成功，將心導管結扎固定。

將心電輸入線的紅、黃、黑三個針形電極分別插入下頜、心前區及右下肢皮下（頭胸導聯），記錄心電圖。將頭皮針連接在注滿氯化鈉注射液的10 mL注射器上，刺入耳緣靜脈中，并用木夾或膠布固定。連續記錄正常心電圖、左心室收縮壓（left ventricular systolic pressure，LVSP）、左心室舒張壓（left ventricular diastolic pressure，LVDP）、心室內壓的最大上升速率（﹢dp/dtmax）和最大下降速率（﹣dp/dtmax）即為Con模型的實驗數據。

1.2.2 心肌缺血模型（Isc模型）的建立：隨后于家兔耳緣靜脈注射垂體后葉素（1.5 U/kg），并立即于注射后30 s、1、2、5、10、15 min分別觀察并記錄心電圖、LVSP、LVDP和±dp/dtmax的變化即為Isc模型的實驗數據。

1.2.3 大蒜素預保護后缺血模型（Alt模型）的建立：待家兔心功能參數及心電圖恢復正常后，于耳緣靜脈注射大蒜素（15 mg/kg）對心肌進行預保護，15 min后再給予垂體后葉素（1.5 U/kg），觀察并記錄注射后30 s、1、2、5、10、15 min心電圖、LVSP、LVDP和±dp/dtmax的變化即為Alt模型的實驗數據。

1.3 觀察指標 采用BL-420F生物機能實驗系統記錄8只家兔Con、Isc和Alt模型時期的LVSP、LVDP、±dp/dtmax值。以LVSP、+dp/dtmax作為收縮功能的指標，LVDP、-dp/dtmax作為舒張功能的指標。

1.4 統計學處理方法 采用SPSS17.0軟件進行統計學分析。實驗數據以 ±s表示，各模型組數據的比較采用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 心電圖結果 對比Con模型心電圖（見圖1），Isc模型心電圖的ST段上升，T波倒置，心率減慢（見圖2），說明家兔已處于急性心肌缺血狀態。若先給予大蒜素注射液預保護心肌，再誘發心肌缺血制造Alt模型，與Isc模型相比，Alt模型心電圖ST段回落，T波恢復正常，心率加快（見圖3）。

圖1 Con模型心電圖

圖2 Isc模型心電圖

圖3 Alt模型心電圖

2.2 對血流動力學參數的影響

2.2.1 對LVSP的影響：與Con模型組比，Isc模型組被給予垂體后葉素30 s及1 min時，LVSP無明顯變化（P＞0.05），但是給予垂體后葉素2、5、10、15 min后，LVSP均明顯減?。≒＜0.01）。與Isc模型組比，Alt模型組給予垂體后葉素30 s、1 min時，LVSP均明顯減?。≒＜0.01），但2、5、10、15 min時，LVSP明顯增大（P＜0.01）。詳見表1。

2.2.2 對LVDP的影響：與Con模型組比，Isc模型組被給予垂體后葉素30 s、1 min時，LVDP無明顯變化（P＞0.05），但給藥2、5、10、15 min后，LVDP均明顯增加（P＜0.01）；而與Con模型組比，Alt模型組被給予垂體后葉素2、5、10 min時，LVDP增加（P＜0.05或P＜0.01）。10 min時，Isc模型組和Alt模型組的LVDP均開始回落。與Isc模型組比，15 min時Alt模型組的LVDP更低（P＜0.05）。詳見表2。

2.2.3 對+dp/dtmax的影響：與Con模型組比，Isc模型組被給予垂體后葉素30 s、1 min時，+dp/dtmax無明顯變化（P＞0.05），但給予垂體后葉素2、5、10、15 min后，+dp/dtmax均明顯減?。≒＜0.01）。而與Isc模型組相比，Alt模型組被給予垂體后葉素30 s、1 min時+dp/dtmax減?。≒＜0.01），但2、5、10、15 min后，+dp/dtmax均明顯增加（P＜0.01）。詳見表3。

2.2.4 對-dp/dtmax的影響：與Con模型組比，Isc模型組被注射垂體后葉素30 s時，-dp/dtmax無明顯變化（P＞0.05），1、2、5、10、15 min后，-dp/dtmax明顯減?。≒＜0.05或P＜0.01）。與Isc模型組比，Alt模型組被注射垂體后葉素30 s、1 min時-dp/dtmax減?。≒＜0.01），但2、5、10、15 min后，-dp/dtmax均明顯增加（P＜0.01或P＜0.05）。詳見表4。

3 討論

心肌細胞缺血時的電生理改變主要有靜息膜電位的抬高，動作電位除極速率的減小，以及時程的縮短，同時，心肌缺血會導致細胞興奮性降低、復極后不應、傳導性降低等現象，這些電生理現象的出現是缺血心肌易發心律失常的重要基礎[3]。有研究[4]表明，垂體后葉素可使全身血管（包括冠狀血管）收縮，不僅有抗利尿、血管加壓作用，還有心臟抑制效應，靜脈注射垂體后葉素可使動物處于急性心肌缺血狀態。本實驗結果顯示，靜脈注射垂體后葉素后，家兔心電圖異常，主要反映在心率減慢、ST段上移、T波倒置，LVSP、±dp/dtmax減小，LVDP增大，說明急性心肌缺血模型成功建立。Alt模型家兔的心電圖顯示，大蒜素預保護后的心肌缺血家兔T波恢復正常、心率升高、ST段回落，并且LVSP增大，LVDP減小，±dp/dtmax增加，表明大蒜素能有效維持心臟各參數的穩定，改善缺血帶來的心肌損傷，從而保護缺血心肌。研究[5-7]表明，心肌缺血過程中，缺血區產生的大量氧自由基、脂質過氧化反應、細胞內鈣超載等是造成心肌損傷的主要原因。此時，維持LVSP和LVDP的相對穩定，防止心臟前負荷過大，對保護缺血心肌的心功能具有一定意義。

表1 大蒜素對心肌缺血家兔LVSP的影響（n=8，mmHg）

表2 大蒜素對心肌缺血家兔LVDP的影響（n=8，mmHg）

表3 大蒜素對心肌缺血家兔+dp/dtmax的影響（n=8，mmHg/s）

表4 大蒜素對心肌缺血家兔-dp/dtmax的影響（n=8，mmHg/s）

大蒜素保護缺血心肌的機制主要有：①大蒜素靜脈注射后，主要分布于心、肺組織，為其發揮心血管作用奠定了基礎[8]；②大蒜素可有效清除超氧陰離子自由基，抗脂質過氧化反應；③防治動脈粥樣硬化，抑制血小板黏附聚集，降低血漿纖維蛋白原作用，增加纖溶酶活性，促進纖溶，阻止血栓的形成[9-10]；④促進一氧化氮的產生，擴張血管，防止冠脈痙攣，改善缺血心肌的供血[11]；⑤降低機體血漿內皮素（ET）的水平，從而預防和緩解冠狀動脈痙攣，減小外周血管張力[12]；⑥在高濃度下抑制心房心肌細胞內鈣超載[13-14]等。

本實驗采用自身前后對照法研究，令同一家兔個體自身先后接受兩種不同的處理，即缺血對照和大蒜素試驗均在同一受試個體上進行。此方法優點為：在同一受試個體上進行對比研究，可消除個體間的差異，前后兩個階段的可比性較好，且不另設對照組而節省一半的樣本量。本研究采用垂體后葉素制造家兔急性心肌缺血模型的優點是建模方法簡便（靜脈注射即可實現），且可用不同劑量的垂體后葉素制造不同程度的心肌缺血狀態，當劑量不大時可迅速恢復心肌功能，因此可反復對同一動物進行多次實驗[15]。因此，該方法為抗心肌缺血損傷研究提供了方便、廉價的活體動物模型。

綜上所述，大蒜素具有明顯的拮抗心肌缺血期LVSP、+dp/dtmax降低及拮抗LVDP升高的作用，減輕心臟負荷，有效增強左心功能，改善心肌缺血帶來的損傷，對心肌功能起到了良好的改善和保護作用。

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