编者按 细胞膜离子通道结构异常、功能失调是产生心律失常的关键原因。目前的4类抗心律失常西药:钠、钙离子通道阻滞剂,β受体阻滞剂和动作电位延时药(以钾通道阻滞剂为主)中,有的品种因具有抗心律失常药的致心律失常副作用,尤其是导致尖端扭转性心律失常可致患者死亡率升高,加之其远期疗效不佳,这构成了抗心律失常药物临床应用和研发的瓶颈。只有能够改善离子通道紊乱并恢复其正常生理功能的药物,才能阻止心律失常的发生并提高远期疗效。
为此,阜外心血管病医院浦介麟教授等以膜片钳技术为核心,对心肌细胞离子通道蛋白的结构、功能及其与心律失常发生的关系进行了深入研究,并在参松养心胶囊对心室肌细胞钾通道影响的最新研究中,探讨了其治疗心律失常的细胞电生理学作用机制。他们的系列研究在第二届国际络病学大会上进行了报告。其研究结果证实,参松养心胶囊干粉提取溶液对豚鼠单个心室肌细胞内向整流钾电流(IKI)、瞬时外向钾电流(Ito)以及豚鼠心肌细胞延迟整流钾电流(IK)均具有不同程度的阻滞作用。他们继对L 型钙离子通道电流(ICa L)、钠离子通道电流(INa)的研究之后,再次揭示:参松养心胶囊的抗心律失常作用可能是通过对心肌细胞离子通道的影响来实现的。
摘要
目的 观察参松养心胶囊干粉提取溶液对单个大鼠心室肌细胞内向整流钾电流(IKI)、瞬时外向钾电流(Ito)以及豚鼠心肌细胞延迟整流钾电流(IK)的影响。
方法 用酶解法分离单个心室肌细胞,并用全细胞膜片钳技术记录钾通道电流。
结果 当药物浓度为0.5%时,可以使大鼠心肌细胞IKI内向成分降低,使 -100mV时IKI电流密度从(-10.78±1.80)pA/pF降至(-7.18±2.05)pA/pF,平均抑制率为(33.1±16.85)%(n=11,P
结论 参松养心胶囊干粉提取溶液对IKI、Ito和IK均具有不同程度的阻滞作用,这可能是其抗心律失常药理机制的一部分。
参松养心胶囊是由十几种中药组成的复方制剂,方中多数药物均有较好的抗心律失常作用。动物模型研究报告显示,参松养心胶囊能明显抑制药物诱发的心律失常,并对缺血再灌注所致心律失常有明显的保护作用。曾有随机双盲临床试验显示,参松养心胶囊对治疗冠心病心律失常有明显疗效。但未见其对心肌细胞离子通道影响的报告。钾离子通道是影响细胞膜复极的重要通道,本研究采用全细胞膜片钳记录技术,探讨参松养心胶囊对大鼠单个心室肌细胞钾离子通道IKI、Ito的影响,了解其药理作用的电生理机制,为其临床应用进一步提供理论和实验依据。
材料和方法
材料
1.试剂 参松养心胶囊提取干粉,由石家庄以岭药业股份有限公司提供。Ⅱ型胶原酶(collagenase Ⅱ)为Gibico 公司产品。链蛋白酶E为Merck公司产品。N-2-羟乙基哌嗪-N’-2-乙磺酸(HEPES)、乙二醇-双四乙酸(EGTA)、谷氨酸(L-Glutamic acid)、牛磺酸(Taurine)、天门冬氨酸、磷酸肌酸二钠、氯化胆碱(Choline-Cl,ChCl)、氯化钙(CaCl2)、K2ATP为Sigma公司产品。4-氨基吡啶(4-AP)为Fluka公司产品。其余试剂为国产分析纯,由北京化学试剂公司提供。
2.溶液 ①无钙台氏液(mmol/L):NaCl136、KCl5.4、MgCl21.0、NaH2PO40.33、HEPES10、Glucose10,用NaOH调pH至7.4。②KB液(mmol/L):KCl40、KH2PO420、MgSO43.0、KOH80、L-谷氨酸50、牛磺酸20、HEPES10、Glucose10、EGTA0.5,用KOH调pH至7.4。③记录全细胞钾电流的灌流液(mmol/L):Choline-Cl136、MgCl21.2、KCl5.4、NaH2PO40.33、CaCl21.8,CdCl20.15,HEPES10、Glucose10,用LiOH调pH至7.4。记录IK时加1mmol/L BaCl2以阻断IKI电流。④记录全细胞钾电流的电极内液(mmol/L):天门冬氨酸钾120、KCl20、HEPES5、MgCl21.0、K2ATP4、EGTA10、磷酸肌酸二钠2,用KOH调pH至7.3。所用电极内液均经过直径0.22μm微孔滤膜过滤。⑤参松养心胶囊药物溶液的配制:将参松养心胶囊提取干粉,先用无KCl的细胞外灌流液配制成质量浓度0.5%溶液,再调整K+浓度至5.4mmol/L,离心取上层溶液备用。
3.动物 雄性SD大鼠,体重250~300g,由北京维通利华实验动物技术有限公司提供。
方法
1.单个心肌细胞的分离
参考文献并加以改进,用急性酶解法制备心室肌单个细胞。取大鼠用50mg/kg戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后,开胸取出心脏,在4℃无钙Tyrode液中去除脂肪和心包膜,分离主动脉并插管,行Langendorff心脏灌流(图1),速度为6~8ml/min。先以无钙台氏液灌流3分钟(灌注压为20cm水柱),洗净冠脉内血液,再用低钙酶解液(CaCl2为0.05mmol/L低钙台氏液,含Ⅱ型胶原酶0.4mg/ml,链蛋白酶E0.04mg/ml)循环灌流,大约20分钟后,将心脏从Langendorff装置上取下,置入室温KB液中,剪去心房和基底部的组织,持眼科镊将心室组织轻轻撕拉,用粗开口的吸管缓慢吹打,使心肌细胞从心肌组织上脱离,获得单个心室肌细胞,上清液用120目的尼龙过滤网过滤,心肌细胞收藏在含KB液的试管中。整个灌流系统温度保持在37℃,所有的灌流液和KB液均通以100%的O2饱和30分钟以上。将细胞在室温下静置半小时左右复钙至0.25mmol/L,室温保存备用。豚鼠心肌细胞的分离方法基本相同。
2.全细胞膜片钳实验记录
实验前吸取少许富含细胞的KB悬液于0.5ml的灌流槽中,静置5~10分钟,待细胞沉底附壁后,用100%O2饱和的细胞外液 实验前吸取少许富含细胞的KB悬液于0.5ml的灌流槽中,静置5~10分钟,待细胞沉底附壁后,用100%O2饱和的细胞外液进行表面灌流5~10分钟,流速约2ml/分钟。在倒置显微镜(OLYMPUS1×70)下选择边缘清楚、表面光滑、横纹清晰、无收缩的细胞。实验在22~24℃室温下进行。采用Hamill 等人的标准全细胞膜片钳记录方法,在电压钳制模式下记录通道电流。膜片钳放大器(Axopatch700B,美国Axon公司),通过A/D和D/A数据转换器(Digidata1322,美国Axon公司)同计算机相连接。刺激信号及电压、电流输入信号的采集均由软件(pClampex10.0,美国Axon公司)控制。玻璃毛胚管(中国科学院物理所提供)经微电极拉制仪(p-97,美国Sutter公司)进行4步拉制而成,经抛光仪(MF-830,日本Narishige公司)抛光后尖端直径2~3μm。充灌电极内液后入水电阻为1.5~3MΩ,补偿液接电位后,调节三维操纵器(MHW-3,日本NARISHIGE公司)使电极尖端移向细胞表面,形成高阻封接(giga seal),封接电阻为1GΩ以上。补偿快电容并吸破细胞膜形成全细胞记录模式。电容测定时给予-10mV跃阶的刺激,采用Cm=τ·Iss/△V求膜电容。调节慢电容补偿和串联电阻补偿80%~90%以减少瞬时充放电电流和钳位误差。信号经截止频率为1kHz的4阶贝塞尔低通滤波器,采样率为10kHz。
在记录时,为避免电流衰减(run down)现象的影响,电极内液中加入ATP,并控制实验在细胞破膜后25分钟内完成。根据实验设计,将配制好的药物溶液,用恒流蠕动泵以2ml/分钟速度向细胞灌流槽分别灌流,同时使用整负压吸引装置将废液从灌流槽中吸除。记录方法为破膜后稳定5分钟记录给药前的电流值,给药5分钟后记录药物作用下的电流值。采样后数据存贮在电脑硬盘内,供测量及分析用。为消除细胞间误差,电流值以电流密度(pA/pF)表示。
3.各电流刺激方案设定及观察指标
记录IKI时刺激方案 维持电位(Vh)-40mV,指令电位-120mV~0mV,跃阶10mV,钳制时间400ms,刺激频率0.2Hz。以测试电压-100mV的IKI稳态电流密度在用药前后的变化作为观察指标。
记录Ito电流电压关系时刺激方案
维持电位(Vh)-90mV,先给予-40mV20ms前刺激,再给予-40mV~+60mV去极化刺激,跃阶10mV,钳制时间400ms,刺激频率0.2Hz。以测试电压60mV Ito峰值电流密度在用药前后的变化作为观察指标。
记录Ito稳态失活的刺激方案 维持电压-90mV,给予400ms从-120mV~60mV跃阶10mV的前刺激,然后钳制在60mV300ms记录Ito电流,并比较用药前后的变化。
无器质性心脏病,但患者有心慌气短、乏力、失眠症状伴或不伴早博,均可单独用参松养心胶囊,一日3次、一次2-4粒。
有器质性病变,如冠心病/心肌炎/心肌病/高血压等合并各类早博,早博并不重,可用参松养心胶囊既可以抗心律失常,又可以协助基础药物改善患者冠心病基础病变。单独应用或联合改善基础病变的西药应用。一日3次、一次2-4粒。
西药治疗棘手的心律失常,如快慢综合征,房室传导阻滞伴早博,可以应用参松养心胶囊。一日3次、一次2-4粒。
缓慢性心律失常,包括窦缓、房室传导阻滞伴早搏、慢快综合症等,不仅改善患者的症状,而且提高患者的心率。
更年期综合征、心脏神经官能征、过度紧张、劳累、情绪、压力及神经衰弱等引起引起的心慌、气短、乏力、失眠等症状。20、参松养心胶囊对哪些早搏(室早和房早)效果显著
根据词条的解释,心律失常(arrhythmia)是由于窦房结激动异常或激动产生于窦房结以外,激动的传导缓慢、阻滞或经异常通道传导,即心脏活动的起源和(或)传导障碍导致心脏搏动的频率和(或)节律异常。事实上,心律失常的病因主要有三种:第一种是情绪刺激:在日常生活中,如果压力过大,导致情绪波动,也可以引发心律失常;第二种是药物因素:有些药物如果使用不当也可以引起心律失常,许多抗心律失常药可以引起心律失常,如D受体阻滞剂、胺碘酮等,维生素C也可以引起心律失常。第三种是不良生活习惯:平时如果生活作息不规律以及不良的生活习惯,日积月累,也是会引发心律失常的。
事实上,从现在的情况来看,抗心律失常的药物主要有四大类,其中Ⅰ类主要是用于阻断心肌和心脏传导系统的钠通道,具有膜稳定作用,减慢传导速度;Ⅱ类β受体阻滞药,主要是为了抑制交感神经兴奋所致的起搏电流、降低自律性,减慢传导性,药物主要包括普萘洛尔、阿替洛尔、美托洛尔等;Ⅲ类主要作用是延长动作电位时程药,抑制多种钾电流,药物有胺碘酮;Ⅳ类钙通道阻滞药,主要包括维拉帕米、地尔硫卓等。
事实上,不管是哪类药,都是有副作用的,我们不妨分别来介绍一下:
第一,Ⅰ类的副作用主要是胃肠道反应、低血压、心动过缓、传导阻滞。
第二,Ⅱ类的副作用是导致窦性心动过缓,房室传导阻滞,并可能诱发心力衰竭和哮喘、低血压等。长期应用对脂质代谢和糖代谢有不良影响,故高脂血症、糖尿病患者应慎用。突然停药可产生反跳现象。
第三,Ⅲ类的副作用主要是口干、恶心、腹胀、腹泻、头痛、头晕等。静注过快可出现血压下降、心动过缓,严重者可致心脏停搏。
第四,IV类的不良反应一般与剂量有关,比较常见的副作用有窦性心动过缓、房窒传导阻滞及Q-T间期延长,少数患者发生甲状腺功能亢进或减退及肝坏死,个别患者出现间质性肺炎或肺纤维化。
事实上,不管是哪类抗心律失常的药物,基本上都是有副作用的,毕竟“是药三分毒”,由于心律失常的发生机制比较复杂,各种抗心律失常药物的作用及副作用也多不相同。从这里来看,当我们在选择药物时,一定要做好全面的考虑,同时也应该讲究用药的剂量及方法,才能取得预期应有的效果。
2010年1月11日,国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行,由吴以岭院士主持,以岭医药集团、北京阜外医院等承担的国家科技部创新基金资助项目“参松养心胶囊治疗心律失常应用研究”获得2009年度国家科技进步二等奖,系2009年度全国医药类科技成果最高荣誉,这也是以岭医药集团自2000年以来第四次获得国家大奖。
参松养心胶囊之所以能获得国家科技进步二等奖,是由于它在国内首先开展了中药抗心律失常的循证医学研究。循证医学是近年来在世界范围内兴起的最权威、客观的药物疗效评价方法,它的研究特点是:大范围、多样本、随机双盲。通过循证医学研究就能得出国际公认的药物疗效,选出真正值得医生和患者信赖的药物。我国中药开展循证医学研究的极少,应该说这项研究刚刚起步。参松养心胶囊抗心律失常循证医学研究在全国各地36家大型综合性三甲医院中展开,其中包括北京阜外心血管病医院、首都医科大学朝阳医院、南京医科大学第一附属医院、山东大学齐鲁医院等,参与的医学专家达500多名。研究结果表明,参松养心胶囊治疗非器质性室性早搏显著优于对照组,治疗器质性室性早搏显著优于西药慢心律;治疗阵发性房颤疗效与西药心律平相当,并且对目前尚无有效药物治疗的缓慢性心律失常如窦缓、病窦、传导阻滞、慢快综合征等也具有较好疗效,填补了缓慢性心律失常药物治疗的空白。这标志着中药在某些治疗领域堪比西药甚至超过西药,并且长期用药安全。目前西药治疗心律失常存在的最大问题就是它的毒副作用,而且许多药物治疗有效剂量与引发毒副反应剂量非常相近,用不够剂量控制不住心律失常,用足剂量有可能引发更严重的心律失常,甚至增加心血管病的死亡率。
参松养心胶囊的研究成功为众多心律失常患者提供了安全有效药物,为我国中成药临床研究起到了积极的示范作用,并向国内外医学界表明,中药接受主流医学科研方法评价,可以取得令人信服的疗效,这对中药现代化、国际化具有重大意义。
参松养心胶囊是以中医络病理论为指导开发的治疗心律失常的有效药物,具有整合调节抗心律失常的特点,参松养心胶囊可以对钠、钙、钾等多种心脏离子通道起到明显的调节作用,可以改善心肌细胞代谢紊乱,调整心脏起搏传导系统功能,调节心脏自主神经功能,改善心肌供血。参松养心胶囊同时具备多离子通道阻滞与非离子通道调节的优势成为其临床快慢兼治心律失常的电生理基础。
参松养心胶囊是科技部创新基金资助项目、国家高技术产品、国家重点新产品。每年服用参松养心胶囊治疗心律失常的患者达300万人以上。
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