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背景:心力衰竭可定义为:心输出量不足以满足代谢需求,或代偿性神经激素激活后心输出量充足。心力衰竭是一种复杂的临床综合征,其特征是心脏泵血和/或充血能力下降,心力衰竭在临床上并非一种独立的疾病。近年来,关于氧化应激在心力衰竭发生中的作用机制得到了广泛研究。机体内不适当地活性氧(ROS)增加是机体氧化/抗氧化失衡的重要表现,且这一机制在心力衰竭的发生发展以及治疗过程中都扮演着重要角色。Keap1-Nrf2-ARE通路是一种重要的氧化应激信号通路。设计和研发相应的药物改善机体氧化应激是进行心力衰竭治疗,改善患者心肌功能的理想手段。实现心力衰竭患者/动物模型的氧化/抗氧化失衡再平衡,从而减少心功能损伤,成为了临床上突破心力衰竭治疗瓶颈、改善预后的重要手段。阿魏酸属于植物组织中常见的酚酸类物质,阿魏酸的抗氧化作用机制复杂,是一种有效的调节机体氧化/抗氧化平衡的中药提取物。目的:探讨阿魏酸对心力衰竭大鼠模型的治疗效果及作用机制。方法:将大鼠随机分为7组,分别为对照组(A组)、阿魏酸组(B组)、异丙肾上腺素模型组(C组)、阿魏酸低剂量治疗组(D组)、阿魏酸中剂量治疗组(E组)、阿魏酸酸高剂量治疗组(F组)和阿魏酸联合Nrf2抑制剂ML385组(G组),每组各7只。C、D、E、F、G组各组大鼠的大鼠均采用背部皮下点状注射异丙肾上腺素3 mg/kg/d,A组分别给予等体积的生理盐水,B组给予等体积的阿魏酸溶液,连续注射4天。D、E、F、G组均给予灌胃给药治疗。D组给予阿魏酸的浓度为20 mg/kg/d,E组给予阿魏酸的浓度为40 mg/kg/d,F组给予阿魏酸的浓度为60 mg/kg/d,G组给予阿魏酸的浓度为40 mg/kg/d,给予ML385的浓度为10 mg/kg/d。A、B、C组大鼠自然生长,无灌胃给药行为。连续给药4周,于治疗结束后测量各指标:(1)左心射血分数(LVEF)、平均动脉压(MAP)、左室舒张压(LVDP)、左室收缩压(LVSP)、收缩期左心室内压上升最大变化速率(+dp/dtmax)及舒张期左心室内压下降最大变化速率(-dp/dtmax);(2)检测脑钠肽(BNP)、内皮素-1(ET-1)及一氧化氮(NO)血清生化指标水平;(3)测定心脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性以及丙二醛(MDA)的含量;(4)RT-PCR法及Western blot法检测凋亡相关蛋白ccaspase3和caspase 9的mRNA及蛋白表达水平。检测肌红蛋白Mb(CK-Mb)、心肌肌钙蛋白Ⅰ(cTnI)的水平,以及乳酸脱氢酶(LDH)的浓度;(5)RT-PCR法及Western blot法检测Nrf2信号通路相关蛋白(Nrf2,HO-1和NQO1)的mRNA及蛋白表达水平。结果:(1)造模成功后,模型组与空白对照组比较:①LVEF(37.82±3.18 vs 52.15±4.31)下降;LVSP(90.42±8.25 vs 125.33±5.74)下降;+dp/dtmax(2419.84±297.12 vs 4640.28±449.28)下降;-dp/dtmax(2667.24±314.08 vs 4274.41±409.33)下降;MAP(94.21±9.16 vs 127.63±4.52)下降;LVDP(13.37±1.65 vs 5.65±0.81)升高。②ALT(71.4±6.28 vs 72.7±8.31)、AST(120.5±9.86 vs 126.7±11.2)水平无显著变化。肌酐(18.46±1.234 vs 17.18±0.483)、尿素氮(16.24±1.329 vs 15.33±1.420)和尿蛋白(9.994±0.842 vs 9.256±0.842)水平无显著变化。③BNP 水平(4.659±0.041 vs 0.265±0.002)上升。④ET-1 水平(196.35± 15.32 vs 101.51±5.34)升高,NO 水平(4.29±0.29 vs 16.37±2.04)下降。⑤SOD 水平(41.55±4.98 vs 102.62±8.64)下降;GSH-Px(62.19±6.97 vs 198.26±15.37)下降;MDA 水平(1.525±0.12vs 0.515±0.033)升高。⑥Caspase 3 mRNA(4.352±0.261 vs 0.875±0.062)升高,Caspase 9 mRNA(6.319±0.337 vs 0.943±0.051)升高;Caspase 3 蛋白(9.126± 1.002 vs 0.012±0.001)升高;Caspase 9 蛋白(11.25±1.118 vs 0.009±0.003)升高。⑦CK-Mb(4.987±0.415 vs 1.000±0.000)升高;cTnI(2.954±0.264 vs 1.000±0.000)升高;LDH(751.39±62.03 vs 243.42±21.36)升高。⑧Nrf2 mRNA(0.218±0.009 vs 0.953±0.008)下降;HO-1 mRNA(0.496±0.015 vs 1.259±0.015)下降;NQO1 mRNA(0.525±0.027 vs 1.112±0.028)下降;Nrf2 蛋白(0.435±0.041 vs 1.211±0.094)下降;HO-1 蛋白(0.517±0.043 vs 1.854±0.126)下降;NQO1 蛋白(0.342±0.031 vs 0.966±0.087)下降。(2)经中剂量阿魏酸治疗后,阿魏酸治疗组与模型组比较:① LVEF(46.29±4.16 vs 37.82±3.18)上升;LVSP(101.35±8.46 vs 90.42±8.25)升高;+dp/dtmax(3287.14±258.46 vs 2419.84±297.12)升高;-dp/dtmax(3354.46±318.84 vs 2667.24±314.08)升高;MAP(108.34±8.46 vs 94.21±9.16)升高;LVDP(10.57± 1.27 vs 13.37±1.65)下降。②ALT(74.1±6.26 vs 71.4±6.28)、AST(119.5±10.9 vs 120.5±9.86)水平无显著变化。肌酐(20.85±1.954 vs 18.46±1.234)、尿素氮(18.21±1.697 vs 16.24±1.329)和尿蛋白(10.02±0.942 vs 9.994±0.842)水平无显著变化。③BNP 水平(2.158±0.016 vs 4.659±0.041)下降。④ET-1 水平(152.08±13.49 vs 196.35±15.32)下降;NO 水平(8.06±0.61 vs 4.29±0.29)升高。⑤SOD 水平(79.34±6.28 vs 41.55±4.98)升高;GSH-Px(108.19±9.52 vs 62.19±6.97)升高;MDA水平(0.954±0.98 vs 1.525±0.12)下降。(⑥ Caspase 3 mRNA(2.548±0.208 vs 4.352±0.261)下降,Caspase 9 mRNA(3.557±0.294 vs 6.319±0.337)下降;Caspase 3(4.336±0.517 vs 9.126±1.002)下降;Caspase 9(5.239±0.619vs 11.25±1.118)下降。⑦CK-Mb(2.943±0.328 vs 4.987±0.415)下降;cTnI(1.328±0.813 vs 2.954±0.264)下降;LDH(318.96±26.11 vs 751.39±62.03)下降。⑧Nrf2 mRNA(0.517±0.029 vs 0.218±0.009)升高;HO-1 mRNA(0.799±0.065 vs 0.517±0.043)升高;NQO1 mRNA(0.572±0.044 vs 0.342±0.031)升高;Nrf2蛋白(0.801 ±0.072 vs 0.435±0.041)升高;HO-1 蛋白(0.799±0.065 vs 0.517±0.043)升高;NQO1 蛋白(0.572±0.044 vs 0.342±0.031)升高。(3)Nrf2抑制剂抑制后,与中剂量阿魏酸治疗组比较:① LVEF(41.38±3.53 vs 46.29±4.16)下降;LVSP(91.26±7.31 vs 101.35±8.46)下降;+dp/dtmax(2516.37±266.34 vs 3287.14±258.46)下降;-dp/dtmax(2684.34±155.59 vs 3354.46±318.84)下降;MAP(98.26±6.47 vs 108.34±8.46)下降;LVDP(13.28±1.94vs 13.37±1.65)升高。②ALT(72.9±5.46 vs 74.1±6.26)、AST(118.8±10.3 vs 119.5±10.9)水平无显著变化。肌酐(19.55±1.645 vs 22.46±2.016)、尿素氮(15.22±1.634 vs 17.55±1.233)和尿蛋白(8.236±0.572 vs 10.02±0.942)水平无显著变化。③BNP 水平(2.954±0.017 vs 2.158±0.016)上升。④ET-1 水平(182.31±14.73 vs 152.08±13.49)升高;NO 水平(4.91±0.44 vs 8.06±0.61)下降。⑤SOD 水平(45.31±4.27 vs 79.34±6.28)下降;GSH-Px(71.33±7.91 vs 108.19±9.52)下降,MDA 水平(1.367±0.17 vs 0.954±0.98)升高。⑥Caspase 3 mRNA(2.974±0.188 vs 2.974±0.188)升高,Caspase 9 mRNA(4.166±0.396 vs 4.166±0.396)升高;Caspase 3(8.674±0.844 vs 4.336±0.517)升高;Caspase 9(10.25±0.933 vs 5.239±0.619)升高。⑦CK-Mb(4.693±0.520 vs 2.943±0.328)升高;cTnI(2.816±0.337 vs 1.328±0.813)升高;LDH(708.35±52.15 vs 318.96±26.11)升高。⑧Nrf2 mRNA(0.487±0.026 vs 0.801±0.072)下降;HO-1 mRNA(0.508±0.033 vs 0.799±0.065)下降;NQO1 mRNA(0.339±0.028 vs 0.572±0.044)下降;Nrf2 蛋白(0.487±0.026 vs 0.801±0.072)下降;HO-1 蛋白(0.508±0.033 vs 0.799±0.065)下降;NQO1 蛋白(0.339±0.028 vs 0.572±0.044)下降。结论:(1)阿魏酸能够有效减轻异丙肾上腺素引起的心力衰竭。(2)阿魏酸对抗心力衰竭的作用机制极可能与保护心脏舒缩功能、抑制细胞脂质过氧化、减轻组织凋亡等相关。(3)阿魏酸对异丙肾上腺素所致心脏损伤的保护作用及相关机制与Nrf2信号通路的调控具有相关性。(4)本研究为阿魏酸在治疗心力衰竭及保护心脏损伤的临床应用上提供了强有力的科学依据。