姜黃素對大鼠缺血再灌注損傷心肌能量代謝的影響

姜黃素對大鼠缺血再灌注損傷心肌能量代謝的影響

curcumin是姜黃素、郁金香、莪術(shù)、菖蒲等傳統(tǒng)中醫(yī)藥的單體成分。它具有多種抗逆性、抗高血壓、脈象硬化、腫瘤和其他生物學(xué)活性。近年來還發(fā)現(xiàn)姜黃素能有效減輕心肌缺血再灌注損傷,保護(hù)缺血再灌注心肌的結(jié)構(gòu)及功能。姜黃素發(fā)揮心肌保護(hù)作用是否與其干預(yù)心肌缺血再灌注損傷的關(guān)鍵因素-能量代謝有關(guān),目前尚未見報(bào)道。本研究旨在探討姜黃素對大鼠缺血-再灌注損傷心肌能量代謝的影響。1jeol和姜黃素31P-核磁共振分光儀[(GS×270W),日本JEOL公司];姜黃素(美國Sigma公司);其他試劑均為分析純;Wistar大鼠(♂,體重200~250g,華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)部)。2方法2.1灌注液及輸注后氧合物的控制0.3%戊巴比妥鈉(40mg·kg-1)腹腔注射麻醉大鼠,經(jīng)股靜脈肝素化(3mg·kg-1)后,迅速取出心臟,在Langendorff灌注模型上,37℃、9.98kPa壓力下進(jìn)行30min預(yù)灌注,120min停搏、30min再灌注。灌注液用改良的Krebs-Henseleit液[成分(mmol·L-1):NaCL118,KCL4.7,CaCl22.0,MgSO4·7H2O1.2,KH2PO41.2,NaHCO320,Glucose11.1]。灌注液經(jīng)過持續(xù)氧合,pH值控制在7.35~7.4。預(yù)灌注30min后,用圣托馬斯停搏液(StThomas停搏液,本院配制)(15mL·kg-1)于主動(dòng)脈根部灌注,2min內(nèi)注完,心臟停搏120min、再灌注30min。于缺血前及再灌注30min測左室壓(LVP)和左室壓力變化速率(±dp/dt)的值。2.2pcr、pi和-atp值的測定分別于缺血前及再灌注30min后,各取心肌組織用31P-核磁共振分光儀測量心肌磷酸肌酸(PCr)、磷酸鹽(Pi)和β-ATP水平。PCr、Pi和β-ATP值通過光譜峰值積分計(jì)算。用與心臟缺血前對應(yīng)值的比(%)來表示。胞內(nèi)高能磷酸鹽水平通過與Pi的比值表達(dá)出來。2.3上清離心10g分別于上述時(shí)間點(diǎn)取心肌組織,0℃冰浴,采用差速離心法分離線粒體,勻漿離心(700g·min-1)7min,除去細(xì)胞碎片、細(xì)胞核等,上清離心(10000g·min-1)10min。棄上清,加入相應(yīng)量的分離介質(zhì)(甘露醇225mmol·L-1,蔗糖75mmol·L-1,EDTA1.0mmol·L-1,BSA0.25%,以Tris-HCl調(diào)pH至7.4),懸浮沉淀(線粒體),按上法再離心一次,純化線粒體。2.4線條調(diào)理和sod試驗(yàn)MDA和SOD測定試劑盒由南京聚力生物醫(yī)學(xué)工程研究所提供并按說明書操作。2.5關(guān)于x射線超微結(jié)構(gòu)的觀察于再灌注30min后,各取左室心內(nèi)膜下心肌,常規(guī)固定,包埋,超薄切片,透射電鏡觀察線粒體超微結(jié)構(gòu)。2.6統(tǒng)計(jì)處理用SPSS10.0統(tǒng)計(jì)分析軟件包對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。3結(jié)果3.1心臟血流動(dòng)力學(xué)姜黃素組LVP和±dp/dt均顯著高于對照組(P<0.01),見表1。3.2磷酸鹽水平以PCr/Pi和β-ATP/Pi反映心肌高能磷酸鹽水平。結(jié)果顯示,再灌注30min后,姜黃素組PCr/Pi和β-ATP/Pi明顯高于對照組(P<0.01),見表2。3.3線條調(diào)理和sod與對照組相比,姜黃素組線粒體MDA含量顯著降低,而SOD明顯提高(P<0.01),見表2。3.4體基質(zhì)的破碎對照組心肌線粒體明顯腫脹,線粒體嵴斷裂,線粒體基質(zhì)嚴(yán)重破壞,失去正常的顆粒密度。姜黃素組心肌線粒體僅有部分輕度腫脹,線粒體嵴基本無斷裂,基質(zhì)無破壞,外膜仍完整,糖原顆粒保存完好。4姜黃素的心血管系統(tǒng)細(xì)胞保護(hù)作用本研究觀察了中藥單體成分姜黃素對大鼠缺血-再灌注損傷心肌能量代謝的影響,結(jié)果顯示心肌缺血-再灌注損傷時(shí)心肌高能磷酸鹽水平明顯降低。姜黃素顯著提高心肌高能磷酸鹽水平,明顯改善了缺血-再灌注損傷心肌的能量代謝,促進(jìn)缺血后左室功能的恢復(fù),有效減輕了心肌缺血再灌注損傷。姜黃素發(fā)揮有效的心血管系統(tǒng)細(xì)胞保護(hù)作用的機(jī)制可能為:①姜黃素能阻止活性氧的產(chǎn)生,減少氧自由基對心肌線粒體的損害;②姜黃素能下調(diào)心肌c-jun的表達(dá),阻斷再灌注損傷的關(guān)鍵途經(jīng)-應(yīng)激蛋白激酶信號途徑,從而減輕心肌的缺血再灌注損傷。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn),姜黃素能顯著降低線粒體內(nèi)MDA含量,明顯提高線粒體內(nèi)SOD含量。提示姜黃素在阻止外源性自由基對線粒體攻擊的同時(shí),還可增強(qiáng)線粒體內(nèi)源性抗氧化能力,從而對線粒體起“雙重保護(hù)”,這也較好地解釋了姜黃素組線粒體超微結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于對照組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),姜黃素能“雙重保護(hù)”線粒體,顯著提高再灌注時(shí)心肌高能磷酸鹽水平,從而有