人参皂苷Re对异丙肾上腺素诱导大鼠心肌缺血损伤的保护作用及机制

背景:心肌缺血是一种常见的心血管类疾病,可导致不可逆性心肌损伤,在全世界范围内有极高的发病率和死亡率,而缺血性损伤可以导致心肌纤维化(MF),引发心肌收缩和(或)舒张功能障碍,最终形成心力衰竭。人参作为传统中药可用于心血管疾病的治疗,对一些心肌疾病发挥着有益作用。现代研究表明人参的主要活性成分是人参皂苷,不同人参皂苷有着不同的药理活性,有些人参皂苷药理活性较好,但在人参中含量较低,导致其难以开发利用,人参皂苷Re在人参中含量较高,且易于分离纯化。人参皂苷Re是否能够减轻缺血性心肌损伤,减少MF,改善缺血性心肌病心功能尚少有报导。目的:此研究旨在探讨人参皂苷Re对异丙肾上腺素诱导大鼠心肌缺血损伤的保护作用,以及其在抑制异丙肾上腺素致大鼠MF并缓解心力衰竭的作用机制。方法:(1)Wistar雄性大鼠随机分组:对照组、异丙肾上腺素组、人参皂苷Re组(5、20mg/kg)。人参皂苷Re组每天灌胃给予5 mg/kg和20 mg/kg剂量的人参皂苷Re,对照组和异丙肾上腺素组大鼠每天灌胃给予同体积0.5%羧甲基纤维素钠(CMC-Na),1次/天,连续7天。在第6天和第7天,异丙肾上腺素组及人参皂苷Re组均皮下注射异丙肾上腺素20mg/kg/d,连续注射2天诱导心肌缺血损伤模型,对照组皮下注射同体积生理盐水。末次注射异丙肾上腺素24小时后,测定肌钙蛋白T水平和肌酸激酶-同工酶(CK-MB)活性。心脏组织HE染色,进行组织病理学检查。测定心脏组织中丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(GSH)含量。Western blot测定心脏组织中核因子E2相关因子2(Nrf2)、谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC)和谷氨酸-半胱氨酸连接酶调节亚基(GCLM)蛋白表达。(2)Wistar雄性大鼠随机分组:对照组、异丙肾上腺素组、人参皂苷Re组(5、20mg/kg)。异丙肾上腺素组、人参皂苷Re组大鼠均皮下注射异丙肾上腺素5mg/kg/d,1次/天,连续7天构建MF和心力衰竭模型,对照组皮下注射同体积生理盐水。同时,人参皂苷Re组大鼠灌胃给予人参皂苷Re(5,20 mg/kg),1次/天,对照组和异丙肾上腺素组大鼠灌胃给予同体积0.5%CMC-Na,1次/天,连续28天。血流动力学分析系统评估大鼠心脏功能,检测心脏重量指数,测定羟基脯氨酸(HYP)含量,天狼星红染色观察心肌组织纤维化程度,ELISA法测定血清转化生长因子β1(TGF-β1)含量,Western blot测定Smad3、p-Smad3与Ⅰ型胶原的表达水平。结果:(1)在大鼠心肌缺血损伤模型中,人参皂苷Re(5,20 mg/kg)可降低异丙肾上腺素诱导心肌缺血大鼠的肌钙蛋白T水平和CK-MB活性。组织病理学检查表明人参皂苷Re可减轻心肌细胞坏死、炎性细胞浸润和心肌纤维断裂。人参皂苷Re可抑制心肌组织中MDA含量,增加GSH含量。而且,人参皂苷Re促使细胞核内Nrf2含量以及GCLC和GCLM表达显著增加。(2)在大鼠MF和心力衰竭模型中,异丙肾上腺素组大鼠左心室压力最大上升速率(+dp/dt max)、左心室压力最大下降速率(-dp/dt max)与左心室收缩压(LVSP)显著降低,而左心室舒张末压(LVEDP)显著上升,与异丙肾上腺素组相比,人参皂苷Re组显著缓解LVSP、±dp/dt max的降低,LVEDP升高也被抑制,表明人参皂苷Re能够改善心肌缺血大鼠心脏功能。异丙肾上腺素能够引起心肌肥大、心脏重量指数升高、心肌组织中HYP含量及胶原纤维增加,而人参皂苷Re能够抑制心肌肥大,降低心脏重量指数和心肌组织中HYP含量,减少胶原纤维生成,抑制MF。人参皂苷Re可降低血清TGF-β1水平,抑制心肌组织中Smad3磷酸化,降低心脏组织中Ⅰ型胶原表达。结论:人参皂苷Re具有抗心肌缺血损伤的作用,其作用机制与调节Nrf2介导GCLC和GCLM的表达,提高抗氧化功能有关。人参皂苷Re能够抑制心肌缺血所致的MF,改善心功能,其作用机制与调节TGF-β1/Smad3通路有关。