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背景:心力衰竭(HF)是各种心血管疾病发展的最终目的地。缺血性心脏病在冠状动脉粥样硬化的基础上,最终会演变为慢性HF,围绕慢性HF开展发病机制和干预策略的研究对临床防治水平的提高具有重要意义。中药益气治疗HF和改善HF患者心脏能量代谢的思想有一些共同的特点,参麦(SM)及其主要成分人参总皂苷(TSPG)都对心功能改善均具有很好的作用。目的:本研究从HF患者能量代谢的血清学相关指标和心肌细胞能量代谢的分子学水平进行分析,通过两部分的研究,综合分析论证SM对HF能量代谢的作用机制。方法:第一部分:SM改善HF患者的能量代谢:随机对照试验采用单盲、随机、对照研究将符合纳入标准及排除标准的120位HF患者分为3组,对照组(control;Heart failure HF)、参麦组(HF+SM)、阳性对照曲美他嗪组(HF+TMZ)。HF组按照治疗指南标准治疗,SM组和TMZ组HF患者标准治疗加对应分组药物治疗7天。治疗前后评估各组NYHA功分级、心衰中医临床症状评分(TCM-s)和BNP水平。采用代谢底物检测试剂盒检测各组HF患者治疗前后血清中代谢底物游离脂肪酸(FFA)、葡萄糖、丙酮酸(PA)、支链氨基酸(branched chain amino acids BCAA)和乳酸(LA)的变化。第二部分:SM通过能量代谢途径对缺血再灌注损伤(I/R)的原代心肌细胞的保护机制从SD乳鼠(出生24h)中提取原代心肌细胞,分为6组,正常组(control)、缺血再灌注组(Ischemia-Reperfusion I/R)、参麦组(Ischemia-Reperfusion+Shenmai I/R+SM)、左卡尼汀组(Ischemia-Reperfusion+L-carnitine I/R+LC)、人参总皂甙组(Ischemia-Reperfusion+total saponins of Panax ginseng I/R+TSPG)和曲美他嗪组(Ischemia-Reperfusion+Trimetazidine I/R+TMZ),采用无糖培养基及缺氧装置构建缺血模型,各组分别加入对应的药物,采用相关试剂盒检测心肌细胞的凋亡、培养基中乳酸脱氢酶(LDH)和丙酮酸激酶(pyruvate kinase PK)释放活性、能量代谢底物及直接供能物质ATP及产生能量的底物ADP的变化。通过蛋白质印迹法(Western blot)和反转录-聚合酶链式反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction RT-PCR)检测技术检测各组心肌能量代谢过程中关键酶及转运体的表达。结果:纳入的三组HF患者基线水平无明显差异。SM组和TMZ组治疗后NYHA功能分级较对照治疗明显改善,且SM的作用效果比TMZ更显著(p<0.01)。SM对TCM-s的改善作用明显优于对照组(P<0.01)和TMZ治疗组(P<0.05)。与对照组相比,SM处理显著降低了BNP水平(p<0.05)。此外,SM组和TMZ组的BNP(C-BNP)变化比值明显大于对照组(p<0.01)。治疗7d后,各组血清FFA和LA含量均明显低于基线水平,但血糖水平无明显变化。SM组较TMZ组与对照组摄取利用FFA、PA水平明显增加。此外,SM组治疗7d后BCAA含量明显升高,且SM组BCAA水平显著高于TMZ组和对照组。心肌细胞水平的研究结果显示,SM及其主要成分TSPG均能减轻I/R处理后心肌细胞的损伤,显著降低细胞凋亡率。SM组LDH释放较TSPG组明显减少(P<0.01)。SM组PK释放水平明显低于TSPG组(P<0.05)。SM可明显升高I/R处理后心肌细胞FFA和葡萄糖代谢路径的关键酶及转运体的蛋白表达。SM可明显增加心肌细胞在I/R处理后对培养液中FFA和葡萄糖的摄取(P<0.01),明显的减少了LA的生成(P<0.01)。SM可提高I/R组处理后心肌细胞ATP含量,降低ADP/ATP比值。结论:HF患者在标准药物治疗的基础上加用SM综合治疗可以改善心功能,从而改善临床症状。同时,通过调节代谢底物的摄取利用,改善HF患者的机体供能,纠正HF患者的能量代谢紊乱,其作用效果比阳性对照TMZ更为显著,从能量代谢的角度证明了中药复合成分药物用于HF临床治疗的价值。通过SM及其主要成分TSPG明显减轻I/R对心肌细胞的损伤,改善I/R处理后心肌细胞的能量底物利用障碍,提高线粒体ATP的能量产生,纠正心肌细胞I/R处理后ADP和ATP的能量代谢失衡,调节心肌细胞的能量供应,在细胞学水平上论证了SM作用于HF的代谢机制。