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氢气吸入或可保护心肌及改善心功能,杭白菊的

时间:2019-08-15 06:01来源:科学研究
继一氧化氮、一氧化碳、硫化氢等气体分子的医用价值逐步被发现,氢气的临床应用价值近年来也逐渐显现。记者11月22日从哈尔滨医科大学附属第四医院获悉,该院心内科主任杨巍团队

继一氧化氮、一氧化碳、硫化氢等气体分子的医用价值逐步被发现,氢气的临床应用价值近年来也逐渐显现。记者11月22日从哈尔滨医科大学附属第四医院获悉,该院心内科主任杨巍团队在动物实验中发现,通过给予氢气吸入的方式,有助于改善心功能,且对心肌缺血再灌注急性损伤具有独立的保护效果。

核心提示:全新的大鼠胚胎干细胞体外分化模型新近建立,并在国际上率先证实了rESCs可以在体外分化为具有功能性的心肌细胞。该模型由中国科学院上海生命科学研究院/上海交通大学医学院健康科学研究所等研究建立,相关论文于近日在线发表在国际学术刊物《细胞研究》杂志上。

功效与作用

相关论文近期陆续刊发在瑞士杂志《细胞生理与生化》和英国期刊《炎症介质》上。

生技网资讯: 全新的大鼠胚胎干细胞体外分化模型新近建立,并在国际上率先证实了rESCs可以在体外分化为具有功能性的心肌细胞。该模型由中国科学院上海生命科学研究院/上海交通大学医学院健康科学研究所等研究建立,相关论文于近日在线发表在国际学术刊物《细胞研究》杂志上。

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心血管疾病的发病率呈逐年增加趋势,虽然各种药物不断涌现及再灌注手段日趋成熟,已能够有效延长患者生命,但各种心脏疾病的终末状态心力衰竭所致的医疗负担却愈加沉重。

据介绍,大鼠是最早被用于科学研究的实验动物。与最为常用的模式生物小鼠相比,大鼠的生理特征与药物反应性与人更为接近。大鼠疾病模型也已成功应用于心脏衰竭、高血压、糖尿病、神经性疾病等的研究。然而,由于缺乏类似于小鼠胚胎干细胞系,大鼠在实验研究中的应用受到了极大限制。

杭白菊在中医临床上为常用中草药,我国已有300多年的栽培史。具有散风清热、平肝明目之功效,用于治疗风热感冒、头痛眩晕、目赤肿痛、眼目昏花。《本草备要》记载:“菊花味兼甘苦,性察平和,备受四气,饱经霜露,得金水之精,益肺肾二脏”;《本草纲目拾遗》记载:“治诸风头眩,明目祛风,搜肝气,益血润容”。现代药理学研究表明,菊花具有抗菌、抗炎、抗氧化、舒血管、降血脂、抗肿瘤、驱铅等多种药理作用。

在国家自然科学基金和黑龙江省创新基金的支持下,杨巍等人着手应用氢气开展保护心肌细胞、改善心脏功能的动物实验,以期最终让病人能尽早在临床获益。团队发表于《炎症介质》的研究,通过给予大鼠腹腔注射富含氢气的生理盐水,显著降低了由常见化疗药多柔比星所致的心脏和肝脏损伤,减轻了药物的细胞毒反应,缓解了器官障碍,并最终减少死亡率。研究同时揭示了这种保护机制是通过调节炎症与凋亡过程而实现的。

研究组博士研究生曹楠在和中国科学院上海生命科学研究院生化与细胞研究所肖磊研究组廖婧博士建立的rESCs系基础上,通过系统的筛选和摸索,建立了可同时分化为内、中、外3个胚层的rESCs体外分化模型,并成功获得了具有典型大鼠胚胎心肌细胞形态和肌丝结构特征的心肌细胞,该分化系统分化的细胞包括了3种主要的心肌细胞类型:心室肌细胞、心房肌细胞和窦房结细胞。有关专家认为,该研究建立的rESCs体外分化模型,为研究心脏发生、发育的分子机制、心肌细胞药物毒性检测和促进心肌细胞分化、改善心肌细胞收缩和心电功能的化合物筛选提供了新的工具,也为进一步开展细胞治疗研究提供了新途径。

杭菊主要产于浙江桐乡等地,这些产地的质量也最优,其朵大瓣宽,白色或黄白色,中心黄色,气清香、味甘微苦,特别适合居家做茶饮用。杭白菊肉质肥厚,味道清醇甘美,特别适合泡茶饮用,与枸杞同服可增强养肝明目的作用,是整日与电脑为伴的上班族的护眼良方。杭菊中又以胎菊为优,即未完全开发的杭菊花蕾,香气浓郁,口感清甜。需要注意的是,杭菊中的胎菊虽然是最受欢迎的,但是目前市场上假冒产地、农残超标,细菌超标,杂质、碎末多,硫熏等问题严重,饮用容易引起不适。研究表面胎菊的感官品质优于朵菊,且其各主要活性成分的含量也显著高于朵菊。杭白菊更适于在花蕾期采摘饮用,饮用菊市场对胎菊的热捧有其科学性。

发表于《细胞生理与生化》的研究,是通过结扎—松解大鼠冠状动脉模拟出临床常见的心肌缺血再灌注损伤,随后比较了给予动物模型不同的处理方式如常见的缺血后处理以及氢气吸入来观察对心肌细胞的影响。课题组采用透射电镜、病理学特殊染色、免疫组化等方法,发现氢气吸入的方式可有效保护心肌缺血再灌注的急性损伤。

关键字:大鼠胚胎干细胞 体外分化模型

对心血管作用 浙江医科大学的相关研究得出,菊花的制剂能够明显的增加离体的兔子心脏的冠状动脉血流量,改善心电图中经过脑中枢刺激后出现的缺血性的ST段的压低情况,从而显示提高了动物对缺氧的耐受的能力。根据菊花扩张心脏冠状动脉,增加动脉血流量,提高心肌细胞对缺氧的耐受能力,临床可用作降压药物。

对胆固醇作用 相关的资料中记录,菊花的水煎制剂可以抑制大鼠肝脏微粒体中经甲基戊二酞辅酶A还原酶活力,激活了胆固醇的某些经化酶,从而是胆固醇的代谢加快。在胡春等学者的研究中也发现,菊花的某些提取成分能够明显改善实验中大鼠胆固醇的升高作用,保持血清中胆固醇的水平基本维持不变,提高了保护性的高密度脂蛋白的浓度,降低了对机体有危害的低密度脂蛋白的浓度。当机体摄人过高的胆固醇的时候,菊花中的某些成分就能够加快胆固醇的代谢,抑制甘油三醋的升高,最终达到预防或者治疗临床上辅助治疗高血脂的疾病。

抗病原体 菊花对某些革兰阳性细菌和人体结核杆菌具有明显的抑制作用。国外的一些研究还证明菊花对单纯性的疤疹病毒、麻疹病毒以及脊髓灰质炎病毒也有一定的杀伤抑制能力。另外,菊花的另一个重要的特性就是研究中发现的抗艾滋的作用。某些文献杂志中的研究报道,某些菊花能够抑制一些转录酶和HLV的复制活性,分离出来的金合欢素一7-0-B-D-O毗喃半乳糖贰为对抗HIV的新型的活性成分,并且对人体的毒性作用比较的低,可以应用到抗艾滋的相关研究中。

抗菌的作用相 关资料表明,杭菊对体外的大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、变形菌以及绿脓杆菌和霍乱弧菌等细菌具有完全的抑制作用,对人体的结核杆菌有某些抑制效果。

抗衰老作用 菊花的这种作用主要体现在菊花的某些成分可以明显的提高脑细胞的活性,防止脑血管的意外或病变,延缓脑功能减退,能够保护细胞生物膜超氧阴离子自由基,达到抗衰老目的,此外,还能帮助扩张脑部血管,增加脑部的血流供应,对大脑起到良好的保护作用。

抗氧化作用 菊花中所含有的黄酮类化合物能够清除经自由基和超氧阴离子,发挥出抗氧化的能力。

临床应用

一、杭白菊的正性肌力作用

1.杭白菊总提取物的正性肌力作用

将大鼠心脏进行Langendorff 灌流,并以MedLah生物信号采集处理系统记录左室收缩曲线,计算心脏的收缩力学指标,包括:左室发展压、左心室发展压与心率之积、心室内压最大上升速率(±dp/dtmax),结果显示,不同浓度抗白菊提取液能剂量依赖性地增加灌流心脏的 LVDP、±dp/dtmax及LVDP× HR。杭白菊中、高浓度时可导致心率减慢。

2.杭白菊不同溶剂草取物正性肌力作用的差异

将杭白菊总提取物用不同溶剂萃取,仍可以显著增加离体大鼠心脏LVDP、±dP/dtmax、HR×LVDP,但作用强度存在显著差异,各萃取物对心肌收缩力的影响大小顺序与其对冠脉流量的顺序一致。

3.杭白菊对离体心室肌细胞收缩力的影响

应用酶解心室肌细胞,观察机白菊提取物对单个心室肌细胞的影响,用MedEase视频跟踪计算机图像分析系统记录并分析心室肌细胞的收缩幅度、最大收缩速度( dL/dtmax)、最大舒张速度(- dL/dtmax)和舒张木心肌细胞的长度。杭白菊总提取物及杭白菊不同溶剂萃取物中作用强度最大的部分,均可以浓度依赖性地增加单个心肌细胞收缩指标(±dL/dtmax 及dL)。

因此,不论从离体心脏,还是单个心肌细胞,杭白菊均显示其正性肌力作用。杭白菊对整体动物心脏是否也有正性肌力作用的研究正在进行中。

二、杭白菊的抗心肌缺血作用

1.杭白菊对心脏冠脉流量的影响

对大鼠心脏进行Langendorff 灌流,并在灌流液中加入不同浓度的杭白菊总提取物,结果表明,杭白菊总提取物浓度依赖性地增加大鼠心脏CF,3倍于抗白菊高浓度的丹参注射液对 CF的增加作用仍低于杭白菊高浓度的作用。

杭白菊不同溶剂革取物仍可使大鼠心脏CF增加,但增加幅度差异较大。萃取物中作用强度最大的部分,其作用程度与同浓度总提取物相当,而其体积远远小于总提取物。选取抗白菊总提取物及不同溶剂萃取物中作用强度最大的部分,进行抗心肌缺血实验,发现两者均可以显著改善心肌缺血再灌注时 CF的减少。

2.杭白菊对心肌缺血再灌注时CF及心肌收缩力的影响

结扎离体大鼠冠状动脉左前降支30min,再灌注30min,造成缺血再灌注损伤,实验过程中记录CF、LVDP、LVDP×HR、±dp/dt max。结果表明,一定剂量的杭白菊总提取物明显改善缺血再灌注对 LVDP、±dP/dtmax、LVDP×HR和 CF的减低作用;杭白菊总提取物还可显著对抗缺血再灌注引起的心肌组织超氧化物歧化酶活性的降低及丙二醛含量的升高。

将不同溶剂革取物中对心肌收缩力及CF作用强度最大的部分进行Langendorff大鼠心脏灌流实验,以全心停灌30min。复灌30min造成心肌缺血再灌注损伤,结果也证明该部分可以显著对抗缺血再灌注后CF以及心肌收缩力指标LVDP、 ±dP/dtmax、LVDP×HR的降低表明该部分仍具有显著的抗心肌缺血作用。

3.杭白菊提取物对缺氧引起的心肌细胞收缩力降低的改善作用

应用酶解单个心室肌细胞,观察杭白菊提取物对抗缺氧/复氧对心肌细胞的的影响。结果显示:在单纯缺氧/复氧组,缺氧5min使± dL/dtmax和dL明显降低,对LO无明显影响;复氧1min时,±dL/dtmax 和dL略回复,LO无明显变化,但随复氧时间延长±dL/dtmax、dL和 LO明显降低;与单纯缺氧/复氧组相比,杭白菊可以明显减弱缺氧/复氧对±dL/dtmax、dL 和LO的抑制作用。

  1. 杭白菊提取物对缺氧引起的细胞内钙降低的抑制作用

在分离心室肌细胞上,观察到缺氧1、3和5min后电刺激诱导的细胞内钙浓度的变化幅度与对照相比分别降低22.91%、 32.68%和32.87%;在复氧1、3、5、 10min时[Ca2 ]i的幅度分别为对照的76.04%、84.46%。86.41%和 85.25%,与单纯缺氧/复氧组比较,含有一定浓度杭白菊的缺氧液使缺氧1、3和5min后电刺激诱导的[Ca2 ]i的幅度与对照相比仅分别降低4.6%、5.7%和8.4%,在复氧1、3.5.10min时[Ca2 ]i的幅度分别为对照的91.7%、97.6%、 100.3%和99.6%,显著高于同时点的单纯缺氧/复氧组。因此,缺氧可以引起心肌细胞内游离钙离子浓度降低,而杭白菊可以显著抑制这种降低。

三、杭白菊抗心律失常作用研究

1.杭白菊抗乌头碱诱发的大鼠心律失常作用

大鼠分别腹腔注射高剂量、低剂量杭白菊提取物及生理盐北、丹参注射液4.0ml/kg,以乌头碱30μg/kg诱发心律失常。研究结果显示,杭白菊高、低剂量组及丹参阳性对照组均能使室性心动过速发生次数降低,持续时间缩短,VT出现时间显著延迟,心室颤动出现时间延迟,心律失常评分显著低于对照组,且所用抗白菊剂量小于丹参,而对上述指标的改善作用大于丹参组。

2.杭白菊抗氯仿诱发小鼠心律失常作用

小鼠分别ip一定剂量的杭白菊,奎尼丁、生理盐水,然后以氯仿诱发心律失常。研究表明,杭白菊组及奎尼丁组VF发生率显著小于生理盐水组,而转律率显著高于生理盐水组。在本实验中,杭白菊的作用大于奎尼丁。

从上述结果看,杭白菊对心脏具有多种作用。在目前进行的研究中,我们还发现杭白菊对血管有显著的舒张作用,此种舒血管作用为非内皮依赖性,具体机制正在研究中。因此杭白菊是一个具有良好前景的潜在的。肝血管活性药物。

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