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1、三羟基异黄酮对豚鼠右心室乳头肌的正性肌力作用_医学论文 【摘要】 目的 观察三羟基异黄酮（GST）对离体豚鼠右心室乳头肌收缩功能的影响，并探讨其作用机制。方法 将离体豚鼠右心室乳头肌置于装有K-H液的灌流肌槽中，待平衡后，加入各种药物观察乳头肌收缩活动的变化。结果 GST和异丙肾上腺素相似，可增强豚鼠右心室乳头肌的收缩活动，GST（1100 molL-1）的作用具有明显的剂量依赖性；普萘洛尔（1 molL-1）和异搏定（0.5 molL-1）可明显阻断异丙肾上腺素（1 molL-1）的正性肌力作用，但对GST（50 molL-1）的心肌收缩增强效应无明显改变；GST（1、10 molL-1）对
2、细胞外液Ca2+ 浓度升高而诱发的心肌收缩力增强也无明显影响；它莫西芬（1 molL-1）及SQ22536（1 molL-1）可明显减弱GST的正性肌力作用，bpV（1 molL-1）也可明显阻断GST的这种作用。结论 GST可增强心肌收缩活动，具有正性肌力作用，其作用与心肌细胞膜上的肾上腺素能受体、钙通道激活、雌激素受体无关，可能与cAMP的胞内信号转导以及酪氨酸激酶途径有关。 【关键词】 三羟基异黄酮 乳头肌 右心室 正性肌力作用 豚鼠 Abstract: Objective To study the effect of genistein (GST) on the contractili
3、ty of isolated right ventricular papillary muscles of guinea pig and its mechanisms. Methods Isolated guinea pig papillary muscles were suspended in organ baths containing K-H solution. After an equilibration period, the effect of GST on the contraction of myocardium was observed. Results GST, simil
4、ar to isoprenaline hydrochloride, showed positive inotropic effects on the contractility of myocardium, with the effect of GST (1 100 molL-1) varying in a dose-dependent manner. Propranolol (1 molL-1) and verapamil hydrochloride (0.5 molL-1) attenuated the positive inotropic effect of isoprenaline h
5、ydrochloride (1 molL-1). But they did not change the effect of GST (50 molL-1), nor the enhancement of the contraction induced by elevation of extracellular Ca2+ concentration in papillary muscles after the pretreatment with GST (1 and 10 molL-1). The positive inotropic effect of GST could be inhibi
6、ted by tamoxifen (1 molL-1) and SQ22536 (1 molL-1), and also, be partially attenuated by bpV (1 molL-1). Conclusion GST has positive inotropic effect on guinea pig ventricular muscles, which is not related to the activation of Ca2+ channel on cell membrane, adrenoceptor or estrogen receptor; but may
7、 involve the cAMP of intracellular signal transduction and tyrosine kinase pathway. Key words: genistein; papillary muscle; positive inotropidsm; guinea pig 三羟基异黄酮(GST) 属于植物雌激素中的异黄酮类，主要来源于豆类，其结构和功能与雌二醇相似。据报道，GST具有多种生理和生化作用，例如它的雌激素样作用、抗动脉粥样硬化、抗骨质疏松和减少绝经期症状等。GST被认为能够通过直接或间接作用发挥心血管的保护效应，降低心血管疾病的发病率1。而且
8、，GST与雌二醇相似，可使预收缩血管平滑肌产生明显的舒张作用，此效应已被大多数实验资料所证实2-3。Liew等4却发现GST对豚鼠心肌细胞具相反作用，即增强心肌收缩。由此可见GST的心血管作用与血管平滑肌和心肌细胞膜上的肾上腺素能受体效应很相似。因此本实验以心肌收缩功能变化为指标，以异丙肾上腺素作为阳性对照，观察GST对离体豚鼠右心室乳头肌收缩活动的影响，主要探讨其作用与心肌细胞膜上的肾上腺素能受体、胞外Ca2+ 内流、cAMP通路、雌激素受体（estrogen receptor, ER）以及酪氨酸激酶途径之间的关系。 1 材料和方法 1.1 动物和材料 成年雄性豚鼠，（3877）g，由徐州医
9、学院实验动物中心提供。用木棒击其头部致昏，迅速取出心脏并放置于通有混合气体（体积分数，95 % O2 和5% CO2）的K-H液中（mmolL-1：NaCl 118，KCl 4.7，CaCl2 2.5，MgSO4 1.2，NaHCO3 24.9，KH2PO4 1.2，glucose 11.1，ascorbic acid 0.057 和 EDTA 0.027，pH 7.37.4）。轻轻挤压心脏以排除心脏剩余血液，然后转入盛K-H液的标本制备培养皿中，心脏背面朝上，心尖朝前，用大头针固定，眼科剪沿室间沟剪开右心室，选择直径约0.8 mm的乳头肌，用手术线结扎乳头肌腱索端和乳头肌与心室肌交界处，并将
10、其剪下，长度约4 mm，随后悬挂于盛有5 ml K-H液的浴槽中，温度保持在（37 0.5）。 1.2 乳头肌电刺激 将乳头肌一端固定于浴槽中自制的氯化银双极电极的两极之间，另一端连接张力换能器（JH-2，北京航天医学工程研究院）。电极与刺激器相接，以1 Hz、1 ms和2倍阈刺激值来刺激标本。乳头肌的静息张力调为1.0 g，温育90 min左右，每15 min换K-H液一次，当电刺激诱发的心肌节律性收缩稳定后（基础收缩），开始实验。心肌收缩活动应用BL- 420E+ 生物信号采集系统（成都泰盟电子有限公司）通过计算机记录。 1.3 药品及试剂 GST、它莫西芬（tamoxifen, TAM）
11、和SQ22536购自Sigma公司，bpV购自于Alexis公司，普萘洛尔（propranolol, Prop）购自Aldrich Chem. Co，异丙肾上腺素（isoprenaline hydrochloride, Iso）和异博定（verapamil hydrochloride, Ver）均购自上海禾丰制药有限公司。GST和 TAM由二甲基亚砜（DMSO）溶解，每次加入DMSO 的量不超过1；SQ22536和bpV由生理盐水溶解配制。 1.4 统计学处理 以基础收缩的百分比作为收缩功能指标4，结果以s表示。两组间比较用t检验，多组间比较用方差分析（ANOVA），GST作用的剂量依赖性应用
12、pearson相关检验，P0.05认为具有显著性差异。 2 结 果 2.1 GST对右心室乳头肌收缩活动的影响 乳头肌平衡于K-H液大约90 min开始实验。GST（1 100 molL-1）、Iso（1 molL-1）或等量的溶媒分别加入浴槽中，观察30 min内乳头肌收缩活动的变化，并检测其收缩变化与药物浓度的依赖性关系。结果发现GST和Iso相似，可增强豚鼠右心室乳头肌的收缩活动（图1、2），GST（1 100 molL-1）的正性肌力作用还具有明显的剂量依赖性（r=0.99，P0.01，图 1），同时发现50 molL-1和100 molL-1的GST均在加药后24 min左右使乳头肌
13、的收缩幅度达到最大（图3）。 2.2 Prop、Ver对GST和Iso心肌正性肌力作用的影响 待乳头肌平衡后，加入Prop（1 molL-1）或Ver（0.5 molL-1）温育5 min后再加入GST（50 molL-1）或Iso（1 molL-1），观察心肌收缩活动的变化。结果发现：Prop和Ver对GST的正性肌力作用无明显影响，但可使Iso的作用明显减弱（图 2）。 2.3 GST对细胞外Ca2+ 浓度升高所引起的右心室乳头肌收缩功能增强的影响 不同浓度CaCl2（2.5、5、10 mmolL-1）累计加入浴槽后，心肌收缩活动明显增强。分别用1 molL-1 或10 molL-1 GS
14、T温育处理后，CaCl2所引起的心肌收缩功能增强无显著变化（图 4）。 2.4 TAM、SQ22536和bpV 对GST的心肌正性肌力作用的影响 分别加入TAM（1 molL-1）、SQ22536（1 molL-1）和bpV（1 molL-1）温育8 min后，再加入GST（50 molL-1），观察右心室乳头肌收缩功能的变化。结果发现：TAM、SQ22536可明显减弱GST的正性肌力作用，并且bpV也可明显阻断GST的这种作用（图 5）。 3 讨 论 由于GST可通过直接和间接作用保护心血管，降低心血管疾病的发病率，因而越来越受到人们的关注。本实验结果显示：GST可剂量依赖性地增强离体豚鼠右
15、心室乳头肌的收缩功能，表现出正性肌力作用。GST在心肌上表现出的兴奋作用和在血管平滑肌上表现出的舒张效应与心肌细胞膜和血管平滑肌细胞膜上的肾上腺素能受体作用相似。心肌细胞膜上的1肾上腺素能受体主要介导心肌的正性肌力作用。当1受体与配体结合后，可以激活腺苷酸环化酶，使肌质中的cAMP浓度提高，cAMP激活蛋白激酶使胞内蛋白质磷酸化，一方面使心肌细胞膜上钙通道开放概率增加，使心肌动作电位平台期Ca2+ 内流增加；另外一方面通过触发钙释放机制使肌质网释放的Ca2+ 增多，肌质中Ca2+ 浓度增加，从而使心肌收缩能力明显增强。非特异性的肾上腺素能受体抑制剂普萘洛尔，对异丙肾上腺素激活1受体后介导的心肌
16、收缩力增强具有明显的抑制作用。但在本实验中普萘洛尔对GST的正性肌力作用却无明显影响，表明GST的正性肌力作用可能与心肌细胞膜上的肾上腺素能受体激活无关。 心肌细胞作为横纹肌，其肌质网不如骨骼肌的发达，贮Ca2+量很少，收缩过程中有赖于胞外Ca2+的内流。在心肌动作电位平台期，细胞外的Ca2+通过L型Ca2+通道流入细胞内，使胞质内Ca2+浓度升高，Ca2+浓度的升高再触发肌质网释放大量的Ca2+，使胞质内的Ca2+浓度升高约100倍，从而发动心肌收缩。异博定作为钙离子通道拮抗剂，不能阻断GST对心肌收缩功能的增强作用，同时由胞外Ca2+浓度升高而诱发的心肌收缩力增强也不被GST所影响。上述结果表明GST的正性肌力作用可能与心肌细胞膜上的L型Ca2+通道的激活无关。 第二信使是激素、递质、细胞因子等信号分
