2019, Vol. 45扩展功能
文章信息
- 何琦, 史华, 丹阳, 邵素菊
- HE Qi, SHI Hua, DAN Yang, SHAO Suju
- 加味丹参饮对慢性心力衰竭大鼠心脏功能和血清炎性因子IL-6及TNF-α的影响
- Effects of Jiawei Danshen Yin on cardiac function and serum inflammatory factors IL-6 and TNF-α in rats with chronic heart failure
- 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(01): 63-68
- Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2019, 45(01): 63-68
- 10.13481/j.1671-587x.20190112
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文章历史
- 收稿日期: 2018-04-28
2. 河南省中医院儿童脑病康复科, 河南 郑州 450002;
3. 河南中医药大学外语学院, 河南 郑州 450046;
4. 河南中医药大学第三附属医院针灸科, 河南 郑州 450006
2. Department of Children's Encephalopathy, Henan Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450002, China;
3. School of Foreign Languages, Henan University of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450046, China;
4. Department of Acupuncture and Moxibustion Third Affiliated Hospital, Henan University of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450006, China
慢性心力衰竭是由各种原因导致心室功能及结构异常引起的心室射血功能减少的临床综合征[1]，其发病机制较为复杂。心力衰竭发生时，会出现心排血量不足和心肌细胞缺血缺氧等情况，从而导致多种神经-内分泌因子和细胞因子的激活和释放。现代医学在慢性心力衰竭的治疗中常使用强心剂、利尿剂和血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)等药物来减轻心脏负荷、加强心肌收缩力，从而改善心衰症状，但用药禁忌证和不良反应较多。中医从整体观出发，对相应的病症进行辨证论治，将慢性心力衰竭归于喘证、水肿和心悸等本虚标实证范畴，认为其为心气虚致运血无力出现筋脉瘀阻、日久结聚而发病[2]。加味丹参饮是从《时方歌括》中化裁而来，由檀香、红花、生地黄、赤芍、当归、川芎和丹参组成，具有活血化瘀，行气止痛的功效。国内研究[3-5]表明：加味丹参饮能够有效地缓解心血管疾病患者心脏缺血的状况，对冠心病和心肌缺血再灌注损伤等均有很好的改善作用。
本研究拟通过建立对慢性心力衰竭大鼠模型并给予加味丹参饮，观察各组大鼠心脏功能及血清中炎性因子白细胞介素6(interleukin-6, IL-6)和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)变化，阐明加味丹参饮对慢性心力衰竭治疗的作用机制。
1 材料与方法 1.1 实验动物、药物、主要试剂和仪器SD雄性大鼠100只(SPF级)，体质量200~250g，购自湖南嘉泰实验动物有限公司，动物许可证号：SCXK(湘)2015-0006。注射用盐酸阿霉素(H33021980，浙江海正药业股份有限公司)，卡托普利(H31022986，中美上海施贵宝制药有限公司，将卡托普利研磨成粉，蒸馏水溶解，制备成浓度为15g·L-1的溶液，4℃保存)，加味丹参饮(按处方煎煮后，浓缩至生药浓度2g·mL-1，由本实验室制备，4℃保存)，IL-6和TNF-α酶联免疫分析试剂盒(20150896T，西门子医学诊断产品上海有限公司)，HE染液(本实验室配制)。电子天平(AB-135S，法国梅特勒-托利多公司)，彩色多普勒超声诊断仪(IE33，美国惠普公司)，动物呼吸机(HX300S，成都泰盟软件有限公司)，酶标仪(iMark，美国伯乐公司)，低温高速离心机(CR21，日本日立公司)
1.2 心力衰竭大鼠模型的制备选用SPF级SD雄性大鼠100只，进行心功能检测，确定操作各大鼠心功能无异常，适应性喂养1周后，随机选取15只作为空白对照组，其余85只大鼠用于制备心力衰竭模型。参照参文[6]中的方法，每周1次按4 mg·kg-1剂量给予造模大鼠腹腔注射阿霉素溶液(2 g·L-1)，每次0.4mL，连续注射6周后取造模组大鼠，称体质量，以10%水合氯醛(4.5mL·kg-1)麻醉，经彩色多普勒超声进行左室射血分数(LVEF)检测，以LVEF≤60%视为造模成功。
1.3 动物分组和给药建模成功并存活的大鼠随机分为模型组，卡托普利组，低、中和高剂量加味丹参饮组。空白对照组和模型组大鼠给予等体积蒸馏水灌胃，卡托普利组大鼠给予15 mg·kg-1·d-1卡托普利灌胃，低、中和高剂量加味丹参饮组大鼠分别给予6.4、12.8和25.6g·kg-1·d-1加味丹参饮灌胃。以上各组大鼠均每日1次灌胃，连续给药4周。
1.4 大鼠一般情况观察定时观察大鼠的状态(进食、进水、活动、精神、皮毛、大小便和死亡等)，及时记录出现的异常情况。
1.5 大鼠心脏功能评价① 大鼠LVEF检测:大鼠禁食不禁水过夜，末次给药后2h，称体质量，腹腔注射10%水合氯醛(4.5mL·kg-1)麻醉。将大鼠仰卧固定于手术台，胸前区剃毛，涂抹超声耦合剂后利用彩色多普勒超声仪连续监测LVEF。取3个心动周期计算平均值。②大鼠血流动力学检测：常规备皮、消毒后，对大鼠进行插管，连接动物呼吸机，于主动脉近心位置放置探头进行心排出量(CO)测定，于右颈动脉处插入探针，记录大鼠心率(HR)、颈动脉收缩压(SBP)、颈动脉舒张压(DBP)、左心室舒张期末压(LVEDP)、左心室收缩压(LVSP)和左心室内压最大上升及下降速率(±dp/dtmax)。稳定10min后记录数据，每个样本指标选取5个连续监测值，求其平均值。
1.6 各组大鼠血清中IL-6和TNF-α水平检测心功能指标测定后，采用真空采血管采集大鼠腹主动脉血约5mL，标号，放置2h后用低温高速离心机在4℃条件下3000r·min-1离心15 min，取上清液进行分装，置于－80℃冰箱保存备用。采用ELISA法测定大鼠血清中IL-6和TNF-α水平，严格按照相关试剂盒说明书上所提供的方法及步骤操作，检测前将所用试剂和样本恢复至室温。
1.7 大鼠心脏和肺脏指数测定采血后，立即取大鼠的心、肺组织，剔除残留血管、筋膜及脂肪组织后，用滤纸吸干表面血液，用电子天平称取其心和肺质量，计算心脏指数(全心质量/体质量)和肺脏指数(肺质量/体质量)。
1.8 统计学分析采用SPSS 19.0统计软件进行统计学分析。各组大鼠LVEF、血流动力学指标、血清中IL-6和TNF-α水平、心脏和肺脏质量指数均以x±s表示，在符合正态分布前提下进行单因素方差分析，多重比较采用LSD(L)检验。以P < 0.05表示差异有统计学意义。
2 结果 2.1 各组大鼠一般情况造模组大鼠实际造模成功并存活80只，其中不符合标准2只，造模过程中死亡2只，心功能检查中死亡1只。空白对照组大鼠实验过程中无死亡，在后期恢复及给药饲养期间情况良好，饮食正常，毛色光亮，行为灵活，精神状态良好，体质量增加。与空白对照组比较，模型组造模6周后大鼠饮食量相对减少，活动量减少；8周后大鼠毛色暗淡，身体蜷缩，精神倦怠，反应迟钝；9周后部分大鼠出现水肿、呼吸急促和爪背紫青等现象。与模型组比较，低、中、高剂量加味丹参饮组和卡托普利组大鼠给药后饮食情况均有所改善，活动量有所增加，反应较灵敏。
2.2 各组大鼠LVEF与空白对照组比较，模型组，卡托普利组和低、中、高剂量加味丹参饮组大鼠LVEF降低(P < 0.05)；与模型组比较，卡托普利组和低、中、高剂量加味丹参饮组大鼠LVEF升高(P < 0.05)；与卡托普利组比较，低、中和高剂量加味丹参饮组LVEF差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1。
| (x ±s，η/%) | ||
| Group | n | LVEF |
| Blank control | 15 | 78.98±8.22 |
| Model | 16 | 44.88±7.48* |
| Captopril | 16 | 65.71±12.67*△ |
| Jiawei Danshen Yin | ||
| Low dose | 16 | 60.65±13.53*△ |
| Medium dose | 16 | 61.78±12.56*△ |
| High dose | 16 | 61.85±13.12*△ |
| *P < 0.05 compared with blank control group; △P < 0.05compared with model group. | ||
与空白对照组比较，模型组大鼠HR、SBP、DBP、CO、LVSP和±dp/dtmax降低(P＜0.05)，LVEDP升高(P＜0.05);与模型组比较，卡托普利组和低、中、高剂量加味丹参饮组大鼠SBP、DBP、CO、LVSP和±dp/dtmax升高(P＜0.05)，HR和LVEDP降低(P＜0.05);与低剂量加味丹参饮组比较，卡托普利组和中、高剂量加味丹参饮组大鼠CO和±dp/dtmax升高(P＜0.05)，LVEDP降低(P＜0.05)。见表 2。
| (x±s) | |||||
| Group | n | HR(beat·min-1) | SBP(P/mmHg) | DBP(P/mmHg) | CO(mL/bit) |
| Blank control | 15 | 361.85±40.90 | 135.2±9.0 | 101.3±7.4 | 69.8±6.1 |
| Model | 16 | 323.44±31.61* | 101.4±9.2* | 70.1±6.5* | 32.2±4.8* |
| Captopril | 16 | 301.12±28.61△ | 123.2±7.6△ | 86.8±7.2△ | 60.1±5.3△# |
| Jiaweidanshen Yin | |||||
| Low dose | 16 | 309.28±28.03△ | 113.7±8.1△ | 80.2±7.2△ | 42.3±5.6△ |
| Medium dose | 16 | 302.32±35.69△ | 118.1±6.9△ | 83.0±7.8△ | 50.6±4.6△# |
| High dose | 16 | 308.34±23.48△ | 117.8±8.1△ | 84.2±6.8△ | 54.6±6.9△# |
| Group | n | LVEDP(P/mmHg) | LVSP(P/mmHg) | +dp/dtmax(mmHg·s-1) | -dp/dtmax(mmHg·s-1) |
| Blank control | 15 | 1.5±0.3 | 137.7±13.1 | 6 753.7±730.9 | 5 427.5±611.3 |
| Model | 16 | 7.8±0.6* | 90.8±14.3* | 3 307.1±727.8* | 2 337.9±599.7* |
| Captopril | 16 | 4.9±0.6△# | 111.6±17.5△ | 5 245.5±409.1△# | 3 958.3±412.8△# |
| Jiaweidanshen Yin | |||||
| Low dose | 16 | 6.2±0.5△ | 100.0±14.5△ | 4 107.5±654.6△ | 3 345.6±446.2△ |
| Medium dose | 16 | 5.3±0.7△# | 100.4±16.1△ | 4 865.6±589.7△# | 3 650.3±487.7△# |
| High dose | 16 | 5.2±0.4△# | 110.3±15.5△ | 5 035.6±504.7△# | 3 950.3±434.4△# |
| *P < 0.05compared withblank control group; △P < 0.05 compared with model group; #P < 0.05 compared with low dose of Jiawei Danshen Yin group. | |||||
与空白对照组比较，其他各组大鼠血清中IL-6和TNF-α水平均明显升高(P＜0.05)；与模型组比较，卡托普利组和低、中、高剂量加味丹参饮组大鼠血清中IL-6和TNF-α水平均明显降低(P＜0.05)；与低剂量加味丹参饮组比较，卡托普利组和中、高剂量加味丹参饮组大鼠血清中IL-6和TNF-α水平均降低(P＜0.05)；与卡托普利组比较，中、高剂量加味丹参饮组大鼠血清中IL-6和TNF-α水平差异无统计学意义(P＞0.05)。见表 3。
| [x±s，ρB/(ng·L-1)] | |||
| Group | n | IL-6 | TNF-α |
| Blank control | 15 | 115.33±14.29 | 158.27±12.57 |
| Model | 16 | 288.42±23.26* | 247.40±16.04* |
| Captopril | 16 | 200.44±16.35*△# | 172.82±14.86*△# |
| Jiawei Danshen Yin | |||
| Low dose | 16 | 243.57±24.45*△ | 201.61±17.57*△ |
| Medium dose | 16 | 190.44±26.90*△# | 184.22±16.07*△# |
| High dose | 16 | 202.77±29.36*△# | 187.45±19.06*△# |
| *P < 0.05compared with blank control group; △P < 0.05compared with model group; #P < 0.05compared with low dose of Jiawei Danshen Yin group. | |||
与空白对照组比较，模型组大鼠心脏明显增大、心肌肥厚；卡托普利组和低、中、高剂量加味丹参饮组大鼠心脏较模型组大鼠明显改善，且随加味丹参饮剂量的增加，心脏逐渐缩小，心肌肥厚逐渐改善，但中和高剂量加味丹参饮组改善程度相似。
与空白对照组比较，模型组，卡托普利组和低、中、高剂量加味丹参饮组大鼠心脏及肺脏指数均升高(P＜0.05)；与模型组比较，卡托普利组和低、中、高剂量加味丹参饮组大鼠的心脏及肺脏指数均降低(P＜0.05)；与低剂量加味丹参饮组比较，中和高剂量加味丹参饮组大鼠心脏指数明显降低(P＜0.05)；与卡托普利组比较，中和高剂量加味丹参饮组大鼠心脏和肺脏指数差异无统计学意义(P＞0.05)。见表 4。
| [x±s, ωB/(g·kg-1)] | |||
| Group | n | Heart index | Lung index |
| Blank control | 15 | 2.59±0.29 | 5.37±0.12 |
| Model | 16 | 3.10±0.26* | 7.51±0.22* |
| Captopril | 16 | 2.65±0.28*△# | 5.84±0.17*△# |
| Jiawei Danshen Yin | |||
| Low dose | 16 | 2.80±0.26*△ | 6.52±0.14*△ |
| Medium dose | 16 | 2.69±0.21*△# | 6.12±0.20*△# |
| High dose | 16 | 2.70±0.19*△# | 5.95±0.26*△# |
| *P < 0.05 compared with blank control group; △P < 0.05 compared with model group; #P < 0.05 compared with low dose of Jiawei Danshen Yin group. | |||
目前制备心力衰竭动物模型的常用方法包括心脏超负荷法(主动脉及肺动脉缩窄法)、容量超负荷型(结扎冠状动脉法)、心肌收缩力减弱型(快速心室起搏法)和药物注射法(腹腔注射阿霉素法)等[7]。研究[8]表明：通过腹主动脉缩窄术制备心力衰竭动物模型的方法与实际心力衰竭的发病机制比较接近，但是其手术创伤较大，建模周期长，模型动物死亡率高。腹腔注射阿霉素主要是利用阿霉素的心脏毒性作用来建立慢性心力衰竭动物模型，造模操作简便，造模动物死亡率相对于腹主动脉缩窄术的造模方法低[9-10]。综合考虑造模方法的简易程度、可行性及经济适用性，本研究采用大鼠腹腔注射阿霉素的方法来制备大鼠心力衰竭模型。
目前研究[11-12]显示:促炎性因子TNF-α和IL-6是与心力衰竭有关的细胞因子。TNF-α为抗肿瘤活性细胞因子，在人体受到脂多糖和病毒等刺激后产生。TNF-α参与心力衰竭的病理过程，正常心肌细胞不产生TNF-α，当患者出现心力衰竭时，其血流动力学异常，左心室舒张末期压力升高，导致心肌细胞受到牵张刺激而产生TNF-α[13]。当TNF-α水平降低时，其心肌收缩能力等相应指标也在恢复[14]。本研究结果显示：TNF-α与心肌收缩能力有关联，造模成功后，模型组大鼠的LVEF值明显降低，而其TNF-α水平明显升高，可能与大鼠出现心衰时产生的TNF-α对心脏的收缩功能产生影响有关。IL-6主要由单核细胞和血管内皮细胞产生，参与心功能异常的调节[15]，在实验研究中，IL-6水平的变化与TNF-α相似，在心衰时水平升高。LOMMI等[16]研究发现：IL-6与心输出量呈负相关关系，与心室充盈压呈正相关关系，反映了IL-6水平可以间接反映慢性心力衰竭患者血流动力学状态。总之，TNF-α和IL-6能够直接或者间接参与炎性细胞的活化，参与左心室重塑和心肌纤维化过程从而使其功能失调，加重心力衰竭过程中心肌缺血缺氧等炎性损伤反应[17]。因此本实验选择TNF-α和IL-6作为血清炎性因子评价指标。慢性心力衰竭会出现心排血量减少、心脏负荷增加、心脏收缩力下降和心肌肥厚等病理现象[18-19]。卡托普利是一种血管紧张素转化酶抑制剂，除了能够直接抑制心脏局部血管紧张素Ⅱ的生成，还能间接抑制心肌肥厚，阻断缓激肽降解，增加血液中前列腺素水平，减轻心脏纤维化，从而起到改善心功能，治疗慢性心力衰竭的作用[20]。
心脏指数是指心脏质量与体质量的比值，反映了心脏的左心室功能，且与LVEF的改变呈负相关关系[21]。LVEF作为临床诊断和治疗心功能不全的首选指标，能准确客观的反映心功能，也有助于慢性心力衰竭患者预后的评价。
本实验结果显示：成功建立了大鼠心力衰竭模型，心力衰竭大鼠心肌出现不同程度的增厚及心脏功能恶化，其LVEF值明显降低，而血清中TNF-α和IL-6水平明显升高，表明在心力衰竭过程中出现了炎性损伤反应；经加味丹参饮的治疗后，其TNF-α和IL-6水平较模型组下降，心肌肥大和肺水肿等病理现象明显改善，且在剂量范围内随着剂量的增加具有剂量依赖效应，中剂量加味丹参饮能够获得最大受益。
综上所述，本研究在一定程度上说明心力衰竭会出现相应的炎性损伤反应，其血流动力学亦会有改变，加味丹参饮能够通过逆转相关血流动力学参数和降低血清炎性因子IL-6和TNF-α水平来改善慢性心力衰竭大鼠的心脏功能以及炎症反应，本研究结果为阐明加味丹参饮对慢性心力衰竭治疗的机制提供了理论依据。
| [1] | COLES A H, FISHER K A, DARLING C, et al. Recent trends in post-discharge mortality among patients with an initial acute myocardial infarction[J]. Am J Cardiol, 2012, 110(8): 1073–1077. |
| [2] | 李凌华, 左英, 汪君, 等. 芪苈强心胶囊治疗慢性心力衰竭的疗效及对脑钠素和血清炎性因子的影响[J]. 陕西中医, 2015, 36(7): 824–825. DOI:10.3969/j.issn.1000-7369.2015.07.028 |
| [3] | 彭菂, 蔡红靖. 加味丹参饮治疗冠心病心绞痛心血瘀阻证的临床观察[J]. 光明中医, 2018, 33(1): 7–9. DOI:10.3969/j.issn.1003-8914.2018.01.003 |
| [4] | 陈聪, 戴玉微, 谭开云, 等. 加味丹参饮不同组方抗心肌缺血再灌注损伤的作用研究[J]. 湖南中医杂志, 2016, 32(6): 164–166. |
| [5] | 金香兰. 加味丹参饮联合西药治疗冠心病心绞痛心血瘀阻证35例疗效分析[J]. 中国实用医药, 2016, 11(25): 181–182. |
| [6] | 成忠煌, 胡雪峰, 彭敏, 等. 阿霉素诱导大鼠慢性心力衰竭模型给药剂量和频率的优化[J]. 湖北中医杂志, 2011, 33(4): 9–11. DOI:10.3969/j.issn.1000-0704.2011.04.004 |
| [7] | 徐创业, 蔺嫦燕. 大动物心衰模型研究进展[J]. 北京生物医学工程, 2013, 32(5): 536–540. DOI:10.3969/j.issn.1002-3208.2013.05.18 |
| [8] | 曾瑾, 崔凤娟, 王海珍, 等. 阿霉素诱导和腹主动脉缩窄术复制大鼠慢性心力衰竭模型的比较[J]. 皖南医学院学报, 2014, 33(3): 189–192. DOI:10.3969/j.issn.1002-0217.2014.03.001 |
| [9] | 李玉玲, 杨建业, 唐俊明, 等. 阿霉素诱导大鼠心衰模型的不同方案的比较[J]. 中国比较医学杂志, 2006, 16(2): 93–96, 127. DOI:10.3969/j.issn.1671-7856.2006.02.008 |
| [10] | 王靓, 黄金玲, 施慧, 等. 对慢性心力衰竭实验动物模型制作方法的研究进展[J]. 当代医药论丛, 2014, 12(10): 291–293. DOI:10.3969/j.issn.2095-7629.2014.10.254 |
| [11] | 陈白玉, 李熙芹, 陈晓利. 肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、-6水平与充血性心力衰竭关系的临床研究[J]. 临床内科杂志, 2006, 23(3): 184–185. DOI:10.3969/j.issn.1001-9057.2006.03.012 |
| [12] | KANDA T, TAKAHASHIT. Interleukin-6 and cardiovascular diseases[J]. Jpn Heart J, 2004, 45(2): 183–193. DOI:10.1536/jhj.45.183 |
| [13] | LEVINE B, KALMAN J, MAYER L, et al. Elevated circulating levels of tumor necrosis factor-alpha in severe chronic heart failure[J]. N Engl J Med, 1990, 323(4): 236–241. DOI:10.1056/NEJM199007263230405 |
| [14] | MANN D L, YOUNG J B. Basic mechanisms in congestive heart failure. Recognizing the role of proinflammatory cytokines[[J]. Ches, 1994, 105(3): 897–904. DOI:10.1378/chest.105.3.897 |
| [15] | NURAL-GUVENER H, ZAKHAROVA L, FEEHERY L, et al. Anti-fibrotic effects of class Ⅰ HDAC inhibitor, mocetinostat is associated with IL-6/Stat 3 signaling in ischemic heart failure[J]. Int J Mol Sci, 2015, 16(5): 11482–11499. |
| [16] | LOMMI J, PUIKKIT K, KOSKINEN P, et al. Haemodynamic, neuroendoerine and metabolic correlates of circulating cytokine concentrations in congestive heart failure[J]. Eur Heart J, 1997, 18(10): 1620–1625. DOI:10.1093/oxfordjournals.eurheartj.a015142 |
| [17] | 王佳涛. 慢性心力衰竭并贫血患者铁调节素、血清转铁蛋白受体肿瘤坏死因子-α、白介素-6的水平及意义[J]. 贵州医药, 2016, 40(5): 480–481. DOI:10.3969/j.issn.1000-744X.2016.05.012 |
| [18] | 唐利萍, 何一婷, 张斌霞. 养心2号方对慢性心力衰竭模型大鼠血清炎性细胞因子的影响[J]. 中医学报, 2017, 32(11): 2158–2161. |
| [19] | 张海涛, 杜雨, 曹芳芳, 等. 低心排血量综合征中国专家共识[J]. 解放军医学杂志, 2017, 42(11): 933–944. DOI:10.11855/j.issn.0577-7402.2017.11.01 |
| [20] | 孙冠军, 王军, 倪子琴. 卡托普利联合美托洛尔治疗慢性心力衰竭50例疗效观察[J]. 医学理论与实践, 2009, 22(12): 1440–1441. DOI:10.3969/j.issn.1001-7585.2009.12.012 |
| [21] | 陈茂, 范忠才, 饶莉, 等. 心脏重量指数评价左心功能不全价值的研究[J]. 四川医学, 2005, 26(5): 483–484. DOI:10.3969/j.issn.1004-0501.2005.05.002 |