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选择性5-羟色胺再摄取抑制药类效应中成药对心肌梗死合并抑郁大鼠5-羟色胺系统的调节作用

2018-04-04 10:36:53

【摘要】目的  探讨选择性5-羟色胺(5-HT)再摄取抑制药类效应中成药对心肌梗死合并抑郁大鼠5-HT系统的调节作用。方法  30Sprague Dawley大鼠完全随机分为对照组、西药组和中药组,各10只。对照组给予2 ml 0.9%氯化钠注射液灌胃,西药组给予舍曲林20 mg/kg2 ml 0.9%氯化钠注射液配成混悬液灌胃,中药组给予心灵丸40 mg/kg2 ml 0.9%氯化钠注射液配成混悬液灌胃,3组均药物预处理4周后,建立心肌梗死合并抑郁模型。3组成模数量及成模率均为8(80.0%),造模成功3 d后处死。检测血清5-HT水平及血小板的5-HT 5-HT2A受体(5-HT2AR)5-HT转运体(SERT)水平。结果  西药组和中药组血清5-HT水平明显高于对照组[(373±52)(442±23)ng/L(182±10)ng/L];中药组血清5-HT水平明显高于西药组,差异均有统计学意义(P<0.05)。西药组和中药组血小板5-HT5-HT2AR水平明显高于对照组[(221±22)(265±29) ng/L(181±11) ng/L(231±13)(281±49) ng/L(206±15) ng/L],血小板SERT水平明显低于对照组[(180±5)(180±7) ng/L(282±22) ng/L];中药组血小板5-HT5-HT2AR水平明显高于西药组,差异均有统计学意义(P<0.05)结论  中药组心灵丸与西药组舍曲林在治疗心肌梗死合并抑郁的机制上有相似的双心效应。

 

20多年前引进“双心医学”的概念后,心理心脏病(双心病)在我国便开始受到关注。近年来,双心病逐渐成为医学界研究的热点和重点。“双心医学”着重研究心脏病与精神心理的关系,双心病主要包括:冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)与抑郁、心力衰竭与焦虑抑郁、高血压与焦虑、心脏症状与惊恐发作、经皮冠状动脉介入术后焦虑抑郁等。冠心病是导致人类死亡的首要原因,冠心病伴发抑郁亦是发病率最高的双心病。据美国卫生所研究与质量机构荟萃分析显示20%冠心病患者符合重型抑郁的诊断,高达47%的患者有抑郁症状。其中急性心肌梗死患者伴发抑郁的发病率较高,为20%。但心肌梗死伴发抑郁的具体病理机制仍不清楚,目前大部分研究认为其与5-羟色胺(5-HT)引起的血小板活性变化有关。人处于抑郁状态时,中枢神经系统的5-HT水平下降,5-HT的功能活动降低。选择性5-HT再摄取抑制药(SSRI)则是通过抑制突触上的5-HT转运体(SERT),减少5-HT的再摄取,从而增加突触间隙的5-HT含量,以治疗抑郁。有研究认为,血小板与中枢神经系统5-HT神经能突触有共同的生物化学和形态学特点,5-HT转运进人血小板和5-HT储存在血小板颗粒的机制特点与中枢神经系统有相似的过程,并且发现抑郁患者血小板5-HT再摄取亦减少。根据GoldstonBaillie研究表明SSRI不仅对抑郁有治疗作用,对心肌梗死同样具有治疗作用。Serebruany等研究中,舍曲林治疗对心脏病事件有改善作用,使用舍曲林治疗的患者比不治疗的患者死亡率和心肌梗死再发率减少。Berkman等研究分析中对1849例服用SSRI的抑郁患者进行为期29个月的随访,与未服用SSRI的患者相比,前者的死亡或心肌梗死再发风险明显降低43%。可见SSRI具有治疗双心病的作用。心灵丸是根据祖国医学的传统名方改进而制成,在临床上应用于治疗冠心病、心功能不全、心律失常、高血压等,并取得了很好的疗效,同时对人的精神心理有调节作用。由于心灵丸为复方药,由熊胆、麝香、蟾酥、牛黄、冰片、珍珠、人参、三七等药物组成,具有“宁心安神,活血益气”的作用,然而其具体的作用机制并不清楚,故不便于循证医学研究。为进一步探讨祖国医学在双心治疗上的作用,本研究比较了西药舍曲林与中药心灵丸进行预处理后心肌梗死伴发抑郁大鼠5-HT5-HT2A受体(5-HT2AR)、SERT的水平。


1、材料与方法

1.1 实验材料及来源 清洁级健康Sprague Dawley大鼠30只,4周龄,体质量180~220 g,雌雄各半,由江苏省医学实验动物中心提供(动物合格证号:1608250017)。大鼠5-HT5-HT2ARSERT的酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒由南京翼飞雪生物科技有限公司提供(产品批号:EFXER 00123)。

1.2 实验分组及动物模型建立 将30只大鼠完全随机分为对照组、西药组和中药组,各10只。对照组给予2 ml 0.9%氯化钠注射液灌胃,西药组给予舍曲林20 mg/kg2 ml 0.9%氯化钠注射液配成混悬液灌胃,中药组给予心灵丸40 mg/kg2 ml 0.9%氯化钠注射液配成混悬液灌胃,3组均药物预处理4周后,建立心肌梗死合并抑郁模型:大鼠心肌梗死模型,将100 mg氯胺酮与10 mg甲苯噻嗪混合于0.9%氯化钠注射液中,配制成10 ml麻醉合剂,根据小鼠体质量,每10 g给予0.1 ml上述合剂,小鼠肌肉松弛充分后取仰卧位将头部和四肢固定于手术台上,参照Akbay0nu的手术方法建立急性心肌梗死大鼠动物模型;造模成功的标准:手术后大鼠心脏梗塞区域由鲜红色变成苍白色,心肌紫绀,室壁活动减弱;大鼠心电表现为ST段弓背抬高或/T波高耸或与其形成单向曲线;心肌梗死模型建立3 d后,给予强迫游泳试验(FST)以建立抑郁模型:按照Porsolt等改良的方法,采用FST系统建立抑郁症动物模型,采用透明圆柱形Pyrex游泳筒,底部直径21 cm,高46 cm,水温2325℃,水深30 cm,将大鼠置于圆柱形透明容器中,进行15 min“前游泳”,然后将大鼠从游泳池中取出,烘干。成模判断标准:“前游泳”应激24 h后,将大鼠再次置于泳池中,进行5 min“测试游泳”并录像,测评大鼠游泳行为与不动行为的频率,分析干预措施对大鼠行为的影响。成模数量及成模率,对照组:8只(80.0%),西药组:8只(80.0%),中药组:8只(80.0%)。造模成功3 d后心脏取血后处死,测量3组大鼠血清5-HT及血小板5-HT5-HT2ARSERT的水平。

1.3 相关指标检测 所有大鼠禁食12 h后,统一于早上8点取材。大鼠给予戊巴比妥钠30 mg/kg腹腔麻醉后,心脏取血2 ml。血清的制备:室温血液自然凝固10~20 min,离心20 min(离心机转速2 000~3 000 r/min,离心半径为10 cm)。仔细收集上清液,保存过程中如出现沉淀,应再次以同样的条件离心。血小板的制备:取1 ml心脏血于乙二胺四乙酸二钾抗凝管(美国BD公司,货号:367844)中,室温下离心15 min(离心机转速2 000 r/min,离心半径为10 cm),得到富含血小板血浆(PRP),取PRP 4℃下再次离心10 min(离心机转速2 000 r/min,离心半径为10 cm),弃上清液得到血小板。5-HT测定:采用Immuno-Biological Laboratory推荐的标准化ELISA测定方法检测血小板5-HT水平,将标准品、等体积血清、血小板裂解液加入酶标板(标准品和每个样本做2个复孔),37℃孵育30 min,磷酸盐缓冲液(氯化钠137 mmol/L,氯化钾2.7 mmol/L,磷酸氢二钠10 mmol/L,磷酸二氢钠2 mmol/LpH7.4)洗板后再加人酶标试剂孵育30 min,加入显色液,10 min后用稀硫酸终止反应。酶标仪450 nm波长下测定吸光度,通过标准曲线计算样品中5-HT浓度(取2个复孔的平均值),血清与血小板裂解液中的5-HT浓度单位为ng/L5-HT2ARSERT测定:同5-HT测量方法。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0统计软件进行数据处理。计量资料采用x±s


2、结果

3组心肌梗死合并抑郁大鼠5-HT系统的水平比较西药组和中药组血清5-HT水平明显高于对照组;中药组血清5-HT水平明显高于西药组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。西药组和中药组血小板5-HT5-HT2AR水平明显高于对照组,血小板SERT水平明显低于对照组;中药组血小板5-HT5-HT2AR水平明显高于西药组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表1

1  24只药物预处理后心肌梗死合并抑郁大鼠5-HT系统的水平(ng/Lx±s

组别

鼠数

血清

 

血小板

 

5-HT

5-HT

5-HT2AR

SERT

对照组

8

182±10

181±11

206±15

282±22

西药组

8

373±52a

221±22a

231±13a

180±5a

中药组

8

442±23ab

265±29ab

281±49ab

180±7ab

注:对照组给予2 ml 0.9%氯化钠注射液灌胃;西药组给予舍曲林20 mg/kg2 ml 0.9%氯化钠注射液配成混悬液灌胃;中药组给予心灵丸40mg/kg2 ml 0.9%氯化钠注射液配成混悬液灌胃;5-HT5-羟色胺;5-HT2AR5-HT2A受体;SERT5-HT转运体;与对照组比较, aP<0.05;与西药组比较,bP<0.05


3、讨论

5-HT作为一种血清素被发现,并于牛血清中提取,近半个世纪,众多的科学家、医学家对5-HT从多个角度进行了研究。目前,广为熟知的是5-HT是一种神经递质,主要由肠嗜铬细胞合成;,99%5-HT储存于人体的血小板内,其具有收缩和舒张血管的作用,对心血管系统、神经系统均有调节作用,其机制较复杂,甚至有相互冲突的研究结果。5-HT的浓度和调节作用与其转运体和受体有密切关系。

SERT是一种跨膜蛋白,肽链穿越脂双层,能使被转运的物质通过细胞膜,SERT只转运5-HT5-HT在细胞内外的浓度由SERT调节,通过SERT结合位点的变化,调节5-HT的再摄取率,以维持细胞内外5-HT的平衡状态。而据Brenner等研究表明SERT的结合位点变化与5-HT在细胞外的浓度有关,当细胞外5-HT浓度适当上升时,SERT水平上升35%,其再摄取率提高32%,起转运5-HT的作用,但当5-HT水平持续上升超过一定的范围后,SERT再摄取率反而下降31%,而质膜表面浓度下降30%,这种现象对于研究5-HTSERT的关系有重要作用,其具体机制仍不详。

5-HT2AR是一种G蛋白偶联受体,是一类存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白质,能特异性识别并结合细胞外的5-HT,进而激活胞内一系列生物化学反应,使细胞对外界刺激产生相应的效应。5-HT本身不能引起血小板发生反应,但5-HT可通过与5-HT2A受体的结合,同时启动与血小板活性相关的因子,如凝血因子、肾上腺素能、二磷酸腺苷等,以发生相应的反应,调节血小板的活性,适量的5-HT5-HT2AR反应能激动血小板,增加血小板的活力,但是当过量的5-HT激动5-HT2AR,血小板活性过度增强,则会导致血小板的黏附聚集,导致血栓形成,与心肌梗死的发病有密切关系,故有研究用5-HT2AR阻滞剂酮色林阻断5-HT2AR,以改善心肌梗死症状。Gomez-Gil等研究表明抑郁患者5-HT2AR水平明显升高。这有可能是心肌梗死合并抑郁共病的机制之一。


心肌梗死合并抑郁在临床上越来越常见,其共病的机制尚不清楚,目前研究倾向于5-HT引起的血小板活性变化与其共病有关。心肌梗死为心血管系统疾病的典型代表,而抑郁为一种精神疾病,与神经系统有密切关系,其共病可能与5-HT具有同时调节这2个系统的作用有关。因血小板可作为中枢神经5-HT调节的外周镜像,故本研究着重探讨血清及血小板5-HT系统。SSRI类药物对5-HT再摄取的抑制作用选择性更强,对其他递质和受体作用甚微,多用于脑内5-HT减少所致的抑郁症,也可用于病因不清,但其他药物疗效不佳或不能耐受其他药物的抑郁症患者。以SADHART为主的诸多对SSRI(包括舍曲林、艾司西酞普兰、帕罗西汀等)的研究发现,SSRI不仅能治疗抑郁,同时能降低抑郁患者急性心肌梗死、急性冠状动脉综合征等心血管疾病的发生率和死亡率,也即其具有“双心效应”。


心灵丸作为传统的中药,虽然已经取得了明显的临床疗效,但对其作用机制的药理研究甚少,不利于其与现代医学的结合。故本研究着重从药理机制对其进行研究。心灵丸的组成药物都对心血管有调节作用,能抗心肌缺血缺氧,增加冠状动脉血流量,其中蟾酥的蟾酥毒有明显的类地黄样强心作用,能兴奋心肌与神经,抗心肌缺血,增加心肌营养性血流量,改善微循环;人参具有增加心肌收缩力,减慢心率,增加心输出量和冠状动脉血流量,抗心肌缺血、缺氧,强心,抑制血小板聚集的作用;三七具有增加动物冠状动脉血流量,增加心输出量,降低心肌耗氧量,促进冠心病冠状动脉梗死区侧支循环的形成,抗心律失常、抗动脉粥样硬化的作用。


本研究发现,在药物预处理后的心肌梗死合并抑郁大鼠中,西药组和中药组血清5-HT水平明显高于对照组;中药组血清5-HT水平明显高于西药组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。西药组和中药组血小板5-HT5-HT2AR水平明显高于对照组,血小板SERT水平低于对照组;中药组血小板5-HT5-HT2AR水平明显高于西药组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。SSRI能与SERT结合,下调SERT的量,5-HTSERT结合位点的下降,阻断了SERT5-HT的再摄取功能,故血小板对5-HT的再摄取减少,从而增加血清5-HT的水平;对血小板而言,由于SERT的封闭,血小板仪颗粒功能受影响,向外分泌5-HT的能力下降,从而增加血小板对5-HT的储存能力,故血小板的5-HT相对上升。


随着5-HT水平的增加,血小板上调5-HT2AR同时受到影响,出现一定量的上调,然而据部分研究表明,抗抑郁药物的机制并非调节5-HT2AR的水平,Hrdina等研究中用SSRI5-HT2AR水平不变,其认为5-HT2AR水平并不能反映抗抑郁治疗的疗效;HrdinaVu发现大鼠用氟西汀治疗3周后,脑组织的5-HT2AR水平升高,在我们的研究中则是发现了血小板5-HT2AR水平的上调,我们推测此结果的可能性为:①与血小板活动度有关,适当范围内的5-HT2AR水平的升高,有利于5-HT5-HT2AR发生反应,适度增加血小板活性,而不至于引起血小板的聚集;②与受体的特性相关,经SSRI治疗后血清中的5-HT水平明显升高,与5-HT2AR的结合达到了饱和,当受体达到饱和的时候,便不再与相应的配体结合,也就是此时5-HT2AR5-HT的结合相对减少,甚至可能与5-HT解离,故出现了5-HT2AR的相对的升高;③可能与用药的剂量、疗程长短有关。由此,我们推测中药组心灵丸与西药组舍曲林在治疗心肌梗死合并抑郁的机制上有相似的双心效应。


长期以来,中医学用自己的理论体系解释中药的作用,中医医师是很容易理解的,然而,对于不懂中医的西医医师、国外的科学工作者,均是巨大的挑战,中药的现代药理研究有助于把中药的进一步运用向世界推广。本研究发现,依据祖国医学传统名方所研制的心灵丸,与西药SSRI类对心肌梗死合并抑郁的治疗机制有异曲同工的效应,这将为心灵丸在治疗双心病奠定理论基础,让心灵丸为广大西医医师进一步认识理解。