編者按 細胞膜離子通道結(jié)構(gòu)異常、功能失調(diào)是產(chǎn)生心律失常的關(guān)鍵原因。目前的4類抗心律失常西藥:鈉、鈣離子通道阻滯劑,β受體阻滯劑和動作電位延時藥(以鉀通道阻滯劑為主)中,有的品種因具有抗心律失常藥的致心律失常副作用,尤其是導致尖端扭轉(zhuǎn)性心律失??芍禄颊咚劳雎噬?,加之其遠期療效不佳,這構(gòu)成了抗心律失常藥物臨床應用和研發(fā)的瓶頸。只有能夠改善離子通道紊亂并恢復其正常生理功能的藥物,才能阻止心律失常的發(fā)生并提高遠期療效。
為此,阜外心血管病醫(yī)院浦介麟教授等以膜片鉗技術(shù)為核心,對心肌細胞離子通道蛋白的結(jié)構(gòu)、功能及其與心律失常發(fā)生的關(guān)系進行了深入研究,并在參松養(yǎng)心膠囊對心室肌細胞鉀通道影響的最新研究中,探討了其治療心律失常的細胞電生理學作用機制。他們的系列研究在第二屆國際絡(luò)病學大會上進行了報告。其研究結(jié)果證實,參松養(yǎng)心膠囊干粉提取溶液對豚鼠單個心室肌細胞內(nèi)向整流鉀電流(IKI)、瞬時外向鉀電流(Ito)以及豚鼠心肌細胞延遲整流鉀電流(IK)均具有不同程度的阻滯作用。他們繼對L 型鈣離子通道電流(ICa L)、鈉離子通道電流(INa)的研究之后,再次揭示:參松養(yǎng)心膠囊的抗心律失常作用可能是通過對心肌細胞離子通道的影響來實現(xiàn)的。
摘要
目的 觀察參松養(yǎng)心膠囊干粉提取溶液對單個大鼠心室肌細胞內(nèi)向整流鉀電流(IKI)、瞬時外向鉀電流(Ito)以及豚鼠心肌細胞延遲整流鉀電流(IK)的影響。
方法 用酶解法分離單個心室肌細胞,并用全細胞膜片鉗技術(shù)記錄鉀通道電流。
結(jié)果 當藥物濃度為0.5%時,可以使大鼠心肌細胞IKI內(nèi)向成分降低,使 -100mV時IKI電流密度從(-10.78±1.80)pA/pF降至(-7.18±2.05)pA/pF,平均抑制率為(33.1±16.85)%(n=11,P
結(jié)論 參松養(yǎng)心膠囊干粉提取溶液對IKI、Ito和IK均具有不同程度的阻滯作用,這可能是其抗心律失常藥理機制的一部分。
參松養(yǎng)心膠囊是由十幾種中藥組成的復方制劑,方中多數(shù)藥物均有較好的抗心律失常作用。動物模型研究報告顯示,參松養(yǎng)心膠囊能明顯抑制藥物誘發(fā)的心律失常,并對缺血再灌注所致心律失常有明顯的保護作用。曾有隨機雙盲臨床試驗顯示,參松養(yǎng)心膠囊對治療冠心病心律失常有明顯療效。但未見其對心肌細胞離子通道影響的報告。鉀離子通道是影響細胞膜復極的重要通道,本研究采用全細胞膜片鉗記錄技術(shù),探討參松養(yǎng)心膠囊對大鼠單個心室肌細胞鉀離子通道IKI、Ito的影響,了解其藥理作用的電生理機制,為其臨床應用進一步提供理論和實驗依據(jù)。
材料和方法
材料
1.試劑 參松養(yǎng)心膠囊提取干粉,由石家莊以嶺藥業(yè)股份有限公司提供。Ⅱ型膠原酶(collagenase Ⅱ)為Gibico 公司產(chǎn)品。鏈蛋白酶E為Merck公司產(chǎn)品。N-2-羥乙基哌嗪-N’-2-乙磺酸(HEPES)、乙二醇-雙四乙酸(EGTA)、谷氨酸(L-Glutamic acid)、?;撬?Taurine)、天門冬氨酸、磷酸肌酸二鈉、氯化膽堿(Choline-Cl,ChCl)、氯化鈣(CaCl2)、K2ATP為Sigma公司產(chǎn)品。4-氨基吡啶(4-AP)為Fluka公司產(chǎn)品。其余試劑為國產(chǎn)分析純,由北京化學試劑公司提供。
2.溶液 ①無鈣臺氏液(mmol/L):NaCl136、KCl5.4、MgCl21.0、NaH2PO40.33、HEPES10、Glucose10,用NaOH調(diào)pH至7.4。②KB液(mmol/L):KCl40、KH2PO420、MgSO43.0、KOH80、L-谷氨酸50、?;撬?0、HEPES10、Glucose10、EGTA0.5,用KOH調(diào)pH至7.4。③記錄全細胞鉀電流的灌流液(mmol/L):Choline-Cl136、MgCl21.2、KCl5.4、NaH2PO40.33、CaCl21.8,CdCl20.15,HEPES10、Glucose10,用LiOH調(diào)pH至7.4。記錄IK時加1mmol/L BaCl2以阻斷IKI電流。④記錄全細胞鉀電流的電極內(nèi)液(mmol/L):天門冬氨酸鉀120、KCl20、HEPES5、MgCl21.0、K2ATP4、EGTA10、磷酸肌酸二鈉2,用KOH調(diào)pH至7.3。所用電極內(nèi)液均經(jīng)過直徑0.22μm微孔濾膜過濾。⑤參松養(yǎng)心膠囊藥物溶液的配制:將參松養(yǎng)心膠囊提取干粉,先用無KCl的細胞外灌流液配制成質(zhì)量濃度0.5%溶液,再調(diào)整K+濃度至5.4mmol/L,離心取上層溶液備用。
3.動物 雄性SD大鼠,體重250~300g,由北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司提供。
方法
1.單個心肌細胞的分離
參考文獻并加以改進,用急性酶解法制備心室肌單個細胞。取大鼠用50mg/kg戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后,開胸取出心臟,在4℃無鈣Tyrode液中去除脂肪和心包膜,分離主動脈并插管,行Langendorff心臟灌流(圖1),速度為6~8ml/min。先以無鈣臺氏液灌流3分鐘(灌注壓為20cm水柱),洗凈冠脈內(nèi)血液,再用低鈣酶解液(CaCl2為0.05mmol/L低鈣臺氏液,含Ⅱ型膠原酶0.4mg/ml,鏈蛋白酶E0.04mg/ml)循環(huán)灌流,大約20分鐘后,將心臟從Langendorff裝置上取下,置入室溫KB液中,剪去心房和基底部的組織,持眼科鑷將心室組織輕輕撕拉,用粗開口的吸管緩慢吹打,使心肌細胞從心肌組織上脫離,獲得單個心室肌細胞,上清液用120目的尼龍過濾網(wǎng)過濾,心肌細胞收藏在含KB液的試管中。整個灌流系統(tǒng)溫度保持在37℃,所有的灌流液和KB液均通以100%的O2飽和30分鐘以上。將細胞在室溫下靜置半小時左右復鈣至0.25mmol/L,室溫保存?zhèn)溆?。豚鼠心肌細胞的分離方法基本相同。
2.全細胞膜片鉗實驗記錄
實驗前吸取少許富含細胞的KB懸液于0.5ml的灌流槽中,靜置5~10分鐘,待細胞沉底附壁后,用100%O2飽和的細胞外液 實驗前吸取少許富含細胞的KB懸液于0.5ml的灌流槽中,靜置5~10分鐘,待細胞沉底附壁后,用100%O2飽和的細胞外液進行表面灌流5~10分鐘,流速約2ml/分鐘。在倒置顯微鏡(OLYMPUS1×70)下選擇邊緣清楚、表面光滑、橫紋清晰、無收縮的細胞。實驗在22~24℃室溫下進行。采用Hamill 等人的標準全細胞膜片鉗記錄方法,在電壓鉗制模式下記錄通道電流。膜片鉗放大器(Axopatch700B,美國Axon公司),通過A/D和D/A數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(Digidata1322,美國Axon公司)同計算機相連接。刺激信號及電壓、電流輸入信號的采集均由軟件(pClampex10.0,美國Axon公司)控制。玻璃毛胚管(中國科學院物理所提供)經(jīng)微電極拉制儀(p-97,美國Sutter公司)進行4步拉制而成,經(jīng)拋光儀(MF-830,日本Narishige公司)拋光后尖端直徑2~3μm。充灌電極內(nèi)液后入水電阻為1.5~3MΩ,補償液接電位后,調(diào)節(jié)三維操縱器(MHW-3,日本NARISHIGE公司)使電極尖端移向細胞表面,形成高阻封接(giga seal),封接電阻為1GΩ以上。補償快電容并吸破細胞膜形成全細胞記錄模式。電容測定時給予-10mV躍階的刺激,采用Cm=τ·Iss/△V求膜電容。調(diào)節(jié)慢電容補償和串聯(lián)電阻補償80%~90%以減少瞬時充放電電流和鉗位誤差。信號經(jīng)截止頻率為1kHz的4階貝塞爾低通濾波器,采樣率為10kHz。
在記錄時,為避免電流衰減(run down)現(xiàn)象的影響,電極內(nèi)液中加入ATP,并控制實驗在細胞破膜后25分鐘內(nèi)完成。根據(jù)實驗設(shè)計,將配制好的藥物溶液,用恒流蠕動泵以2ml/分鐘速度向細胞灌流槽分別灌流,同時使用整負壓吸引裝置將廢液從灌流槽中吸除。記錄方法為破膜后穩(wěn)定5分鐘記錄給藥前的電流值,給藥5分鐘后記錄藥物作用下的電流值。采樣后數(shù)據(jù)存貯在電腦硬盤內(nèi),供測量及分析用。為消除細胞間誤差,電流值以電流密度(pA/pF)表示。
3.各電流刺激方案設(shè)定及觀察指標
記錄IKI時刺激方案 維持電位(Vh)-40mV,指令電位-120mV~0mV,躍階10mV,鉗制時間400ms,刺激頻率0.2Hz。以測試電壓-100mV的IKI穩(wěn)態(tài)電流密度在用藥前后的變化作為觀察指標。
記錄Ito電流電壓關(guān)系時刺激方案
維持電位(Vh)-90mV,先給予-40mV20ms前刺激,再給予-40mV~+60mV去極化刺激,躍階10mV,鉗制時間400ms,刺激頻率0.2Hz。以測試電壓60mV Ito峰值電流密度在用藥前后的變化作為觀察指標。
記錄Ito穩(wěn)態(tài)失活的刺激方案 維持電壓-90mV,給予400ms從-120mV~60mV躍階10mV的前刺激,然后鉗制在60mV300ms記錄Ito電流,并比較用藥前后的變化。
無器質(zhì)性心臟病,但患者有心慌氣短、乏力、失眠癥狀伴或不伴早博,均可單獨用參松養(yǎng)心膠囊,一日3次、一次2-4粒。
有器質(zhì)性病變,如冠心病/心肌炎/心肌病/高血壓等合并各類早博,早博并不重,可用參松養(yǎng)心膠囊既可以抗心律失常,又可以協(xié)助基礎(chǔ)藥物改善患者冠心病基礎(chǔ)病變。單獨應用或聯(lián)合改善基礎(chǔ)病變的西藥應用。一日3次、一次2-4粒。
西藥治療棘手的心律失常,如快慢綜合征,房室傳導阻滯伴早博,可以應用參松養(yǎng)心膠囊。一日3次、一次2-4粒。
緩慢性心律失常,包括竇緩、房室傳導阻滯伴早搏、慢快綜合癥等,不僅改善患者的癥狀,而且提高患者的心率。
更年期綜合征、心臟神經(jīng)官能征、過度緊張、勞累、情緒、壓力及神經(jīng)衰弱等引起引起的心慌、氣短、乏力、失眠等癥狀。20、參松養(yǎng)心膠囊對哪些早搏(室早和房早)效果顯著
根據(jù)詞條的解釋,心律失常(arrhythmia)是由于竇房結(jié)激動異?;蚣赢a(chǎn)生于竇房結(jié)以外,激動的傳導緩慢、阻滯或經(jīng)異常通道傳導,即心臟活動的起源和(或)傳導障礙導致心臟搏動的頻率和(或)節(jié)律異常。事實上,心律失常的病因主要有三種:第一種是情緒刺激:在日常生活中,如果壓力過大,導致情緒波動,也可以引發(fā)心律失常;第二種是藥物因素:有些藥物如果使用不當也可以引起心律失常,許多抗心律失常藥可以引起心律失常,如D受體阻滯劑、胺碘酮等,維生素C也可以引起心律失常。第三種是不良生活習慣:平時如果生活作息不規(guī)律以及不良的生活習慣,日積月累,也是會引發(fā)心律失常的。
事實上,從現(xiàn)在的情況來看,抗心律失常的藥物主要有四大類,其中Ⅰ類主要是用于阻斷心肌和心臟傳導系統(tǒng)的鈉通道,具有膜穩(wěn)定作用,減慢傳導速度;Ⅱ類β受體阻滯藥,主要是為了抑制交感神經(jīng)興奮所致的起搏電流、降低自律性,減慢傳導性,藥物主要包括普萘洛爾、阿替洛爾、美托洛爾等;Ⅲ類主要作用是延長動作電位時程藥,抑制多種鉀電流,藥物有胺碘酮;Ⅳ類鈣通道阻滯藥,主要包括維拉帕米、地爾硫卓等。
事實上,不管是哪類藥,都是有副作用的,我們不妨分別來介紹一下:
第一,Ⅰ類的副作用主要是胃腸道反應、低血壓、心動過緩、傳導阻滯。
第二,Ⅱ類的副作用是導致竇性心動過緩,房室傳導阻滯,并可能誘發(fā)心力衰竭和哮喘、低血壓等。長期應用對脂質(zhì)代謝和糖代謝有不良影響,故高脂血癥、糖尿病患者應慎用。突然停藥可產(chǎn)生反跳現(xiàn)象。
第三,Ⅲ類的副作用主要是口干、惡心、腹脹、腹瀉、頭痛、頭暈等。靜注過快可出現(xiàn)血壓下降、心動過緩,嚴重者可致心臟停搏。
第四,IV類的不良反應一般與劑量有關(guān),比較常見的副作用有竇性心動過緩、房窒傳導阻滯及Q-T間期延長,少數(shù)患者發(fā)生甲狀腺功能亢進或減退及肝壞死,個別患者出現(xiàn)間質(zhì)性肺炎或肺纖維化。
事實上,不管是哪類抗心律失常的藥物,基本上都是有副作用的,畢竟“是藥三分毒”,由于心律失常的發(fā)生機制比較復雜,各種抗心律失常藥物的作用及副作用也多不相同。從這里來看,當我們在選擇藥物時,一定要做好全面的考慮,同時也應該講究用藥的劑量及方法,才能取得預期應有的效果。
2010年1月11日,國家科學技術(shù)獎勵大會在人民大會堂隆重舉行,由吳以嶺院士主持,以嶺醫(yī)藥集團、北京阜外醫(yī)院等承擔的國家科技部創(chuàng)新基金資助項目“參松養(yǎng)心膠囊治療心律失常應用研究”獲得2009年度國家科技進步二等獎,系2009年度全國醫(yī)藥類科技成果最高榮譽,這也是以嶺醫(yī)藥集團自2000年以來第四次獲得國家大獎。
參松養(yǎng)心膠囊之所以能獲得國家科技進步二等獎,是由于它在國內(nèi)首先開展了中藥抗心律失常的循證醫(yī)學研究。循證醫(yī)學是近年來在世界范圍內(nèi)興起的最權(quán)威、客觀的藥物療效評價方法,它的研究特點是:大范圍、多樣本、隨機雙盲。通過循證醫(yī)學研究就能得出國際公認的藥物療效,選出真正值得醫(yī)生和患者信賴的藥物。我國中藥開展循證醫(yī)學研究的極少,應該說這項研究剛剛起步。參松養(yǎng)心膠囊抗心律失常循證醫(yī)學研究在全國各地36家大型綜合性三甲醫(yī)院中展開,其中包括北京阜外心血管病醫(yī)院、首都醫(yī)科大學朝陽醫(yī)院、南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院、山東大學齊魯醫(yī)院等,參與的醫(yī)學專家達500多名。研究結(jié)果表明,參松養(yǎng)心膠囊治療非器質(zhì)性室性早搏顯著優(yōu)于對照組,治療器質(zhì)性室性早搏顯著優(yōu)于西藥慢心律;治療陣發(fā)性房顫療效與西藥心律平相當,并且對目前尚無有效藥物治療的緩慢性心律失常如竇緩、病竇、傳導阻滯、慢快綜合征等也具有較好療效,填補了緩慢性心律失常藥物治療的空白。這標志著中藥在某些治療領(lǐng)域堪比西藥甚至超過西藥,并且長期用藥安全。目前西藥治療心律失常存在的最大問題就是它的毒副作用,而且許多藥物治療有效劑量與引發(fā)毒副反應劑量非常相近,用不夠劑量控制不住心律失常,用足劑量有可能引發(fā)更嚴重的心律失常,甚至增加心血管病的死亡率。
參松養(yǎng)心膠囊的研究成功為眾多心律失常患者提供了安全有效藥物,為我國中成藥臨床研究起到了積極的示范作用,并向國內(nèi)外醫(yī)學界表明,中藥接受主流醫(yī)學科研方法評價,可以取得令人信服的療效,這對中藥現(xiàn)代化、國際化具有重大意義。
參松養(yǎng)心膠囊是以中醫(yī)絡(luò)病理論為指導開發(fā)的治療心律失常的有效藥物,具有整合調(diào)節(jié)抗心律失常的特點,參松養(yǎng)心膠囊可以對鈉、鈣、鉀等多種心臟離子通道起到明顯的調(diào)節(jié)作用,可以改善心肌細胞代謝紊亂,調(diào)整心臟起搏傳導系統(tǒng)功能,調(diào)節(jié)心臟自主神經(jīng)功能,改善心肌供血。參松養(yǎng)心膠囊同時具備多離子通道阻滯與非離子通道調(diào)節(jié)的優(yōu)勢成為其臨床快慢兼治心律失常的電生理基礎(chǔ)。
參松養(yǎng)心膠囊是科技部創(chuàng)新基金資助項目、國家高技術(shù)產(chǎn)品、國家重點新產(chǎn)品。每年服用參松養(yǎng)心膠囊治療心律失常的患者達300萬人以上。
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