盐酸小檗碱对抗川乌致心脏损伤的作用及其机制

摘要

乌头为毛茛科乌头属植物的块根，其中四川种植者因其药效好，名为川乌，其他地方种植的称为草乌。乌头是传统医学中的常用药，自张仲景时期就开始使用，在《神农本草经》中就有记载，至明时《本草纲目》记载方剂有177个。本药性辛、苦、热，有大毒，归心、肝、肾及脾经，具有回阳救逆，祛风除湿等作用，临床用于风寒湿痹、关节疼痛、心腹冷痛等症。现代医学上，乌头可以用来治疗心力衰竭、慢性神经痛、风湿性及类风湿性关节炎等疾病，国外则大多作为外用镇痛药使用。然而，川乌的显著疗效与毒性并存，其毒性主要对中枢神经系统和心血管系统，特别是对心脏毒性最为明显，常常引发病人心律失常，进而引起呼吸中枢麻痹，最后导致死亡。
　　川乌的主要毒性来源为乌头类生物碱，其中包括乌头碱(Aconitine，AC)、新乌头碱(Mesaconitine)、次乌头碱(Hypaconitine)及杰斯乌头碱(Jasaconitine)等。其中AC常用来制作实验性心律失常的动物模型，机制主要有两点：一是AC可直接作用于心室肌，增加心室肌的异位节律点兴奋性，从而导致快速心律失常；二是AC可兴奋迷走神经，从而导致缓慢型心律失常。从电生理角度分析，AC可激活快Na+通道，导致大量的Na+内流，通过Na+-Ca2+交换体或L－型Ca2+通道使胞浆Ca2+浓度持续升高引起胞浆Ca2+超载，导致心律失常的发生[3-6]。
　　盐酸小檗碱(Ber)，又名黄连素，是中药黄连的主要活性物质，属异喹啉类生物碱，药理作用广泛，近年来药理学发现其具有抗心律失常、改善充血性心力衰竭等作用[7]。Ber对多种原因引起的心律失常以及房性、室性心律失常均有较好疗效，并且廉价，因此有可能作为一种新型的抗心律失常药物来使用。此外，以前的研究发现，Ber可以较好地保护急性心肌缺血，并且对心室肥厚和心室的重构有逆转作用，这可能和Ber可抑制氧化应激有关[8-10]。
　　现在常用的抗心律失常药都有较多的副作用，其中最突出的就是具有潜在的加重原来的心律失常和引发新的心律失常的可能。在临床使用上需要医生谨慎判断，并且根据病人症状的改变而对处方做出改变。Ber的不良反应较少，偶见胃肠道反应，例如恶心、呕吐等，并且停药后立即消失，相对比较安全。然而，Ber对乌头类药物所致的心肌损伤极其伴发的心律失常是否有对抗作用尚未见报道。本研究拟观察Ber对AC类药物所致的心肌损伤及伴发的心律失常是否有对抗作用，并在离体豚鼠乳头肌动作电位水平对其机制进行分析。
　　第一部分 Bet对川乌致大鼠心肌损伤的作用观察
　　目的：观察Ber对川乌所致的心肌损伤及心电图异常是否有对抗作用。
　　方法：选用健康雄性SD大鼠40只，体重250-350g。实验前，将动物适应性喂养一周。一周后随机将动物分为四组：空白对照组(A)、模型组(B)、Ber8 mg/kg组(C)及Ber16 mg/kg组(D)，每组10只。动物均采用灌胃方式给药，灌胃容积均为1 ml/100g，B组和A组均灌胃给予等容积的蒸馏水，连续7天。于第4天B组、C组及D组均在给予Ber2h后灌胃给予川乌0.08 mg/kg，A组灌胃给予等容积的蒸馏水，灌胃容积均为1 ml/100g体重，以上各组均一日一次，连续3天。分别在给川乌1天及3天后用RM6240 CD型多道生理信号采集处理系统记录麻醉后各组大鼠心电图的变化，并在最后一次观察结束，取血进行血清生化指标和电解质的含量测定，并将心脏、肝脏和肾脏固定以备组织病理学检查。
　　结果：空白对照组大鼠摄食及一般活动在给Ber7天内未见异常。和同一时间点的空白对照组相比，其余各组动物体重均明显降低。模型对照组动物给药后大鼠摄食量明显下降。给予川乌后1 d，大鼠精神状况变差，活动度减少；给予川乌后2 d，大鼠饮水量下降，排泄物减少；给予川乌后3 d，大鼠大多抱团，几乎不活动，部分大鼠出现发呆等现象。给予川乌1 d后的心电图显示，大鼠可见室性期前收缩，动物普遍表现为心率减慢，P-R间期及QT间期明显延长。川乌给药后3 d，模型对照组动物有3只主要表现为室性早搏二联律或三联律，4只大鼠出现典型的室性心动过速现象，2只大鼠因室颤死亡。血清中AST、CK、CK－MB及LDH水平均显著升高，而ALT和BUN水平未见明显异常。病理组织学检查发现大鼠心肌组织小静脉扩张淤血，心室腔扩张，心腔淤血，部分肌纤维轻度萎缩。肝脏组织显示中央静脉淤血、扩张，周围肝窦扩张、充血，肝细胞轻度脂肪变性，肾脏组织病理学检查小静脉亦可见瘀血，余未见明显异常。预先给予Ber溶液两个剂量组的动物一般状况均优于模型对照组。Ber8 mg/kg组和16 mg/kg组在给予川乌1 d后的心电图和模型对照组相比，室性期前收缩少见(Ber8 mg/kg1例，16 mg/kg组未见)，16 mg/kg组P-R间期及QT间期均缩短。Ber8 mg/kg组给予川乌3 d后4只大鼠主要表现为室性早搏二联律，，3只大鼠主要表现为室性心动过速，1只大鼠死亡。Ber16 mg/kg组给予川乌3 d后2只大鼠出现室性早搏二联律或三联律，1只大鼠主要表现为室性心动过速，大鼠全部存活。血清生化指标显示Ber8 mg/kg及16 mg/kg组均可显著降低血清中AST、CK、CK－MB及LDH水平，Ber16mg/kg可使CK及CK－MB恢复到正常水平。病理组织学检查发现Ber8 mg/kg及16 mg/kg组心脏、肝脏及肾脏的淤血症状均较模型对照组为轻，以16 mg/kg组作用更为明显，心肌组织间仅见少量炎细胞浸润，少数肝中央静脉轻度扩张。
　　结论：川乌可以诱导大鼠急性心肌损伤，造成心律失常及心肌酶的异常。Ber对川乌所致的急性心肌损伤有预防作用，可以减轻心律失常的症状和提高动物的存活率，且随着Ber用量的增加，效果更加明显。
　　第二部分 Ber对AC致大鼠心律失常的影响及其机制分析
　　目的：观察Ber对AC致大鼠心律失常的影响，并在离体豚鼠乳头肌动作电位水平分析其机制。
　　方法：Ber对AC诱发心律失常实验：选用健康、雄性SD大鼠40只，体重250-350g。实验前，将动物适应性喂养一周。一周后将动物随机分为四组：溶剂对照组(A)、模型对照组(B)、Ber8 mg/kg组(C)及Ber16 mg/kg组(D)，每组10只。动物均采用灌胃方式给药，灌胃容积均为1 ml/100g，B组和A组灌胃给予等容积的蒸馏水，连续7天。于第7天给予Ber30 min后，将大鼠用1％戊巴比妥钠(5 mg/kg)i.p.麻醉。将动物仰位固定在操作盘里，将刺激电极插入大鼠的肢体皮下，采用肢体Ⅱ导联记录正常的ECG后，B组、C组及D组分别用蠕动泵以0.08 ml/min的速度给予10 ug/ml AC溶液，A组给予等容积的生理盐水，记录各组实验动物给予AC后心电图的变化，最长观察120 min，分析各组出现心律失常的类型及时间，并计算AC的用量。Ber对AC诱发的迟后除极和触发活动的影响：健康成年雌性豚鼠，体重250～350 g，取乳头肌实验标本，用O2饱和的K-H液恒速(4 ml/min)灌注，恒温36℃，采用标准玻璃微电极技术记录豚鼠乳头肌的动作电位。在刺激频率为1 Hz时，观察Ber对AC所致迟后除极和触发活动的影响，并比较给药前后动作电位的振幅(APA)、复极30％、90％的动作电位时程(APD30、APD90)的变化。
　　结果：Ber对AC致大鼠心律失常的影响：对照组动物连续记录120min，心电图未见明显异常。其他各组在给予AC前心电图未见明显异常，模型组在给药2.7±0.6 min后出现偶发的室性早搏，在4.3±0.7 min时发生室性早搏二联律，在5.2±0.7 min时发生室性心动过速，在6.5±1.2 min时发生室颤，在8.3±2.1 min时动物出现呼吸困难并死亡。Ber8 mg/kg组在给药3.9±1.7 min后出现室性早搏，4.5±2.1 min时发生室性早搏二联律，在8.5±0.9 min时出现室颤，在给药10.1±4.4 min时大鼠出现呼吸困难后死亡。Ber16 mg/kg组在给药4.1±1.0 min后出现室性早搏，在5.9±1.2 min时出现室性早搏二联律，在给药10.8±2.6 min时出现室颤，并在给药13.4±3.9 min后出现呼吸困难后死亡。
　　Ber对AC诱发的迟后除极和触发活动的影响：AC3×10-7 mol/L，给药后可诱发迟后除极和触发活动。给予Ber1×10-5 mol/L的基础上，进一步给予AC3×10-7 mol/L，未见明显迟后除极的发生，进一步增大AC浓度到1×10-6 mol/L，仍可出现迟后除级和触发活动。
　　结论：Ber对AC所致心律失常有一定的作用，这一作用与Ber可以延缓迟后除极的发生有关。