研究背景心肌梗死是心肌组织的缺血性坏死,具有发病快速、发病率高等特点,是心血管疾病死亡的重要原因,它严重危害人类的健康。心肌梗死后的组织逐渐坏死,心脏肥大,在心脏自我修复过程中会发生心肌重塑,此时心脏的耗能会增加。由于心脏本身就是一个高耗能的器官,在这种缺血缺氧的环境下,心肌组织会出现“能量饥饿”的现象,此时心肌细胞中葡萄糖、脂肪酸等相关底物代谢异常,心功能逐渐恶化,能量代谢发生紊乱,导致心肌结构和功能异常,心肌纤维化加重,成为心力衰竭的一大诱因,因此开展对心肌梗死能量代谢物的相关研究,寻找调节能量代谢物的药物和靶标,优化心肌能量代谢表型,可能为心肌梗死的治疗提供新思路和新方向。心肌梗死后心功能逐渐恶化,若无药物及时干预,随着病情的发展,会逐渐发展为心力衰竭。心力衰竭是各种心血管疾病发展的终末阶段,临床上会表现为呼吸困难、疲劳、水肿等症状。心力衰竭患者症状易反复发作、病程较长,严重者体力活动受限,甚至生活无法自理。心力衰竭的患者不仅面连着躯体损伤还有沉重的心理负担,因此心力衰竭的患者在后期往往会伴发抑郁症。抑郁症的出现,影响患者再治疗的效果,加重患者再入院的风险,同时心力衰竭程度的加深也会增加患抑郁的可能,加重抑郁症的程度,心力衰竭与抑郁之间互相影响,形成恶性循环,从而增加患者死亡率。脑心通方源于中医经典名方“补阳还五汤”,是益气活血方的代表方剂,基于脑心通方开发的脑心通胶囊在临床中治疗心脑血管疾病应用极其广泛,疗效显著,一直以来位于心脑血管疾病用药的前列。但是脑心通方从优化能量代谢这一角度改善心肌梗死的心功能以及改善由心力衰竭引起的抑郁障碍鲜有人报道,因此本研究以脑心通胶囊为探针,通过构建大鼠心肌梗死和心力衰竭两个不同病理阶段的模型,从动物水平上展开深入研究,阐释脑心通方通过调节能量代谢治疗心肌梗死以及改善由心力衰竭引起抑郁的作用机制,进而阐释脑心通方“双心同调”的科学内涵。研究内容及结果第一部分脑心通方治疗心肌梗死的药效学及能量代谢相关研究目的:通过建立大鼠心肌梗死模型,从能量代谢的角度探讨脑心通方治疗心肌梗死的作用机制。方法:采用冠状动脉左前降支结扎手术建立大鼠心肌梗死的模型,将大鼠随机分组,分为假手术组、模型组、NXT-L组,NXT-H组以及Val组。利用彩色多普勒超声诊断仪评估心脏的功能和结构变化;通过苏木精-伊红（HE）和马松三色染色（Masson）法观察大鼠心肌组织的病理变化;免疫组化法检测心肌组织中炎症因子TNF-α和IL-6的表达;ELISA检测大鼠心肌梗死后两周血清中心肌肌钙蛋白T的含量用于评估心肌损伤程度;通过UPLC-QQQ-MS用法,靶向分析心肌组织中29种能量代谢物含量,用于研究心肌梗死后的能量代谢变化以及脑心通胶囊的作用。结果:1与假手术组比较,模型组中大鼠的左室短轴缩短率和左室射血分数降低,具有统计学差异（P＜0.05）,与模型组比较,NXT-L组,NXT-H组和Val组的LVEF和LVFS升高,具有统计学差异（P＜0.05）;ELISA结果显示,与假手术组比较,模型组中血清cTnT水平显著升高（P＜0.05）,给药后,各给药组的含量均降低并且具有统计学差异（P＜0.05）。2 HE和Masson染色显示,假手术组大鼠心肌组织排列规则紧密,心肌细胞的形态完整,无明显的胶原沉积;模型组大鼠心肌组织呈现无规则分布,炎性细胞浸润,出现大量胶原沉积,心肌纤维化程度严重,梗死面积较大（P＜0.05）;免疫组化结果显示,与假手术组比较,模型组中IL-6表达显著下降;给药组中,心肌组织排列较致密,炎症浸润不明显,可见少量胶原纤维增生,肌纤维排列较为完整,梗死面积显著减小（P＜0.05）,心肌组织损伤得到改善。3通过靶向分析29种能量代谢物的水平发现,在心肌梗死后,糖酵解代谢中3-磷酸-D-甘油酸、磷酸二羟丙酮、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸4种化合物、三羧酸循环中α-酮戊二酸、硫胺素焦磷酸、琥珀酸和草酰乙酸4种化合物、氧化磷酸化中黄素单核苷酸、NAD和ADP 3种化合物、嘌呤代谢中GMP、AMP、环磷腺苷和GTP 4种化合物、谷胱甘肽代谢中NADP和NADPH两种化合物,共17种不同能量代谢环节上的代谢物水平变化显著,且这些扰动都可以通过脑心通胶囊的干预逆转,这表明脑心通的治疗效果可能源于对能量代谢的调控。第二部分脑心通方改善心力衰竭后抑郁障碍的作用研究目的:通过建立心梗后导致心力衰竭的大鼠模型,从行为学、病理组织形态学和分子生物学等多角度探讨心力衰竭后大鼠脑部形态和功能变化;通过脑心通胶囊的干预,观察脑心通胶囊对心力衰竭后大鼠的心功能以及抑郁障碍的改善程度。方法:通过结扎冠状动脉左前降至手术建立大鼠心梗后心力衰竭的模型,在4W以后进行超声心动图检测,以射血分数＜50%作为模型成功的标准,将造模成功的大鼠随机分为假手术组、模型组、NXT-L组、NXT-H组和Val组共五组,连续灌胃7W。超声心动图检测大鼠LVEF、LVFS和心输出量（CO）;采用HE染色和Masson染色对心肌组织病理情况进行观察;采用糖水偏好实验,Morris水迷宫实验检测行为学变化;ELISA法检测CRH、ACTH、BDNF的含量变化;利用高分辨率质谱检测了 GLU、AD、NA、DA、5-HT、ACH和GABA含量变化情况;利用透射电镜观察海马组织CA1区神经细胞的超微结构。结果:1与假手术组比较,模型组中LVEF、LVFS和CO降低,具有统计学差异（P＜0.05）,与模型组比较,NXT-L、NXT-H和Val三组的LVEF、LVFS和CO均升高,具有统计学差异（P＜0.05）。2 HE和Masson染色显示,假手术组大鼠心肌组织排列规则紧密,心肌细胞形态完整,无明显的胶原沉积;模型组心肌组织呈无规则分布,炎性细胞浸润,出现大量胶原沉积,心肌纤维化程度严重;给药组中,心肌组织排列较致密,炎症浸润不明显,可见少量胶原纤维增生,肌纤维排列较为完整,心肌组织损伤得到改善。3糖水偏好实验中,模型组糖水偏好率低于假手术组,差异具有统计学意义,给药以后,NXT-L组和NXT-H组可以显著提高糖水偏好率（P＜0.05）,Val组无统计学差异（P＞0.05）;Morris水迷宫实验中,模型组的逃避潜伏期长于假手术组,穿台次数少于假手术组,差异显著（P＜0.05）;与模型组相比,NXT-H和Val组的逃避潜伏期缩短,穿台次数增加,具有统计学差异（P＜0.05）。4 ELISA结果显示,与假手术组比较,模型组的CRH和ACTH含量明显升高,BDNF含量降低,且均具有统计学差异（P＜0.05）;与模型组比较,NXT-L、NXT-H组和Val组的CRH和ACTH含量降低,具有统计学差异（P＜0.05）,NXT-H组的BDNF含量升高,具有统计学差异（P＜0.05）,NXT-L和Val组BDNF含量虽然由增加的趋势,但是无统计学差异。5通过对GLU、AD、NA、DA、5-HT、ACH和GABA等7种神经递质检测发现,与假手术组比较,模型组5-HT、DA和GABA的含量降低,具有统计学差异（P＜0.05）,NE、AD、GLU和ACH的变化不具有统计学差异。与模型组比较,NXT-H组的DA和GABA的含量能明显回升,具有统计学差异（P＜0.05）,NXT-L和Val组的DA含量虽然有回升的趋势,但是不具有统计学差异（P＞0.05）。6海马CA1区超微结构显示,假手术组中神经细胞整体结构尚可,细胞膜完整,细胞核核膜完整,染色质均匀,核仁较大,结构紧密,线粒体未见明显肿胀,线粒体嵴平行排列,细胞中未出现自噬结构;模型组中,神经细胞出现水肿,细胞膜局部破损,大多数细胞器崩解,线粒体呈现肿胀,线粒体嵴出现断裂,有自噬溶酶体的出现;NXT-H和Val组中,神经细胞呈轻度水肿,细胞膜完整,胞内细胞器丰富。细胞核局部轻微凹陷,核膜界限较为清晰,染色质均匀。线粒体呈轻度肿胀,大多数线粒体嵴均存在,部分出现线粒体嵴减少,NXT-H组未观察到自噬溶酶体的出现,Val组中发现有自噬溶酶体。研究结论1脑心通方对心肌梗死大鼠具有保护作用脑心通胶囊可以有效减少炎症细胞浸润,改善心肌纤维化,减少梗死面积缓解心梗大鼠的心肌损伤,增强心功能,并从能量代谢的角度阐释其调控机制,同时也为寻找新靶点,新药物提供理论基础。2脑心通方对心力衰竭大鼠具有保护作用心力衰竭后大鼠心功能减低,脑心通胶囊可以通过提高LVEF,LVFS和CO等改善大鼠心功能,起到对心脏损伤的保护作用。3脑心通方对心力衰竭导致的抑郁障碍具有改善作用心力衰竭后的大鼠,CRH和ACTH水平升高,HPA轴亢进,BDNF水平下降,糖水偏好程度降低,快感缺乏,学习记忆能力下降,神经递质变化异常,超微结构显示心力衰竭后对脑组织形态上一定程度的损伤,以上结果均表明心力衰竭后大鼠出现了明显的抑郁障碍,一定程度上体现了“心损及脑”。脑心通胶囊不仅可以改善心功能,针对由心力衰竭引起的抑郁行为学、脑部超微结构损伤、神经递质变化以及HPA轴亢进也能起到改善和调节作用。创新点1第一部分实验中,利用靶向代谢组学方法,准确检测心肌梗死后与能量代谢相关的代谢物变化情况,并研究了脑心通方的干预作用,这为从代谢角度通过优化能量代谢的途径治疗心肌梗死提供理论基础。2在本文第二部分实验中,通过心力衰竭诱发大鼠出现抑郁障碍这一模型与临床中心力衰竭后形成抑郁的患者情况高度接近,而脑心通方对心力衰竭引起的抑郁障碍的治疗作用,研究较少。本部分实验在动物水平上,研究并阐释了脑心通方从心力衰竭到抑郁,从心脏到心理的“双心”治疗作用,为扩大中医药的临床应用,提供理论依据。