左旋精氨酸对离体大鼠心脏功能的影响
作者：田牛 燕纯伯 黄德嘉
单位：田牛 燕纯伯(610031 四川省,成都第三人民医院,成都心血管病研究所,心内科)；黄德嘉(华西医科大学附属第一医院,心内科)
关键词：左旋精氨酸；一氧化氮；心功能
中国循环杂志000327 摘要
目的：对不同剂量的左旋精氨酸(L-Arg)对心脏的作用进行初步探讨。
方法：将40只大鼠分成5组,每组8只,分别为L-Arg 0.1、1、10、20及40 mmol/L组。用Langendorff离体大鼠心脏逆行灌流法,记录用药前后左心室收缩压、左心室内压正负相最大变化速率以及心率的变化。
结果：与自身对照(用药前)比较,L-Arg 0.1 mmol/L组所有观察指标无统计学差异;L-Arg 1 mmol/L组所有观察指标显著升高(P<0.01);L-Arg 10 mmol/L组仅左心室内压正负相最大变化速率值降低(P<0.01);L-Arg 20 mmol/L组及40 mmol/L组所有观察指标显著降低(P<0.01)。
, 百拇医药
结论：①生理浓度L-Arg 0.1 mmol/L对大鼠离体心脏功能无明显影响。②L-Arg 1 mmol/L对大鼠离体心脏功能有正性变时,变力作用。③L-Arg 20 mmol/L及40 mmol/L时对大鼠离体心脏左心室压力指标及心率产生明显抑制作用。
中图分类号:R540.4+7 文献标识码:A
文章编号:1000-3614(2000)03-0179-03
Cardiac Function Effect of L-Arginine on Isolated Rat Heart
Tian Niu,Yan Chunbo,Huang Dejia.
(Department of Cardiology,Chengdu Cardiovascular Diseases Institute,the Third People's Hospital of Chengdu,Chengdu 610031,Sichuan)
, 百拇医药
Abstract
Objective:To explore the effects of various doses of L-Arginine (L-Arg) on cardiac function.
Methods:The isolated rat hearts were perfused on a constant flow non-paced Langendorff preparation.Changes of left ventricular contractile parameters including left ventricular pressure (LVP),±dp/dt max and heart rate(HR)were recorded before and after the drugs were used.
Results:Compared with their own controls,L-Arg(0.1 mmol/L)group,no change of LVP was observed and no significant change of ± dp/dt max and HR occurred (p>0.05);L-Arg(1 mmol/L)group,all parameters increased significantly (p<0.01);L-Arg(10 mmol/L)group,only ±dp/dt max was decreased significantly(p<0.01);L-Arg(20 mmol/L above)group,all parameters were decreased significantly(p<0.01).
, 百拇医药
Conclusion:①Physiological concentration of L-Arg(0.1 mmol/L)does not affect the cardiac function of isolated rat heart.②L-Arg(1 mmol/L)has a positive inotropic and chronotropic effect on isolated rat cardiac function.③L-Arg(20 mmol/L above) have a depressive effect on both left ventricular pressure parameters and HR in isolated rat heart.
Key words L-Arginine;Nitric oxide;Cardiac function
越来越多的证据显示一氧化氮(NO)参与体内多种生理病理过程,尤其在心血管系统发挥重要作用[1],从心肌细胞[2]、心脏乳头肌组织[3]、离体心脏[4]的研究表明:由P物质、缓激肽等一氧化氮合酶激动剂的刺激,经心脏内皮细胞、尤其是冠状动脉内皮细胞所产生的内源性NO,旁分泌作用于心肌,通过改变肌纤维的收缩特性(对钙离子的敏感性变化)[2],使心脏舒张提前出现和心脏舒张早期加速,并可能由此对心脏生理功能产生重要调节作用[5]。然而,NO合成前体物左旋精氨酸(L-Arg)对心功能的影响仍缺乏研究。目前,尚无足够资料证实:生理剂量及超生理剂量、尤其是大剂量的L-Arg对心功能的影响。
, 百拇医药
本研究的目的,旨在应用大鼠Langendorff离体灌注心脏实验模型对以上问题进行初步探讨。
1 材料与方法
材料 L-Arg购自美国Sigma公司;Krebs-Hensileit灌流液,用前新鲜配制,使用时充混合气体(95% O2和5%CO2,购自中科院成都分院有机化学研究所);RM-6200型四道生理记录仪,YH-3型生理压力传感器;Wistar大鼠40只(1999年1月～4月由四川省抗生素研究所实验动物中心提供),体重200～250 g。
方法 实验分组:将40只大鼠分成5组,每组8只,分别为L-Arg0.1、1、10、20及40 mmol/L组。实验前15分给大鼠腹腔注射肝素500 IU抗凝。猛击大鼠后脑致昏,迅速开胸取出大鼠心脏,固定于Langendorff离体心脏逆行灌流装置,用灌流液进行冠状动脉灌注。左心室插入导管,连接生理压力传感器,将左心室收缩压、左心室内压正负相最大变化速率及心率同步记录在四道生理记录仪上。以上各组在用药前以37℃氧合灌流液灌注,测量基础值作为自身溶剂对照(用药前),将用药前后进行比较。
, 百拇医药
统计分析 检验给药前后的差异用自身对照配对t检验,实验数据用均数±标准差(
±s)表示。
2 结果
不同浓度的L-Arg对大鼠离体心脏左心功能及心率的影响:L-Arg0.1 mmol/L组对左心室收缩压无影响,左心室内压正负相最大变化速率及心率变化值无统计学差异；L-Arg 1 mmol/L组所有观察指标值均显著升高(P<0.01);L-Arg 10 mmol/L组仅左心室内压正负相最大变化速率值开始降低(P<0.01);而L-Arg20 mmol/L组及40 mmol/L组所有观察指标均显著降低(P<0.01)。(附表)
附表 各种浓度的左旋精氨酸对大鼠离体心脏左心室
收缩压、左心室内压正负相最大变化速率及心率的影响(±s) 组别
, 百拇医药
只数
LVP(mmHg)
+dp/dt max(mmHg/s)
-dp/dt max(mmHg/s)
HR(次/分)
L-Arg 0.1 mmol/L组
8
用药前
62
±10
1250
±277
, 百拇医药
925
±208
278
±25
用药后
62
±10
306
±302
912
±184
272
±27
, http://www.100md.com
L-Arg 1 mmol/L组
8
用药前
65
±9
1287
±246
1000
±208
242
±24
用药后
73
, 百拇医药
±5*
1381
±271*
1087
±229*
260
±26*
L-Arg 10 mmol/L组
8
用药前
71
±5
, http://www.100md.com
1475
±41
1112
±135
280
±45
用药后
71
±5
1396
±141*
1031
±116*
, 百拇医药
272
±44
L-Arg 20 mmol/L组
8
用药前
69
±6
1462
±132
1162
±180
271
±29
, http://www.100md.com
用药后
64
±10*
1343
±120*
1056
±184*
246
±28*
L-Arg 40 mmol/L组
8
用药前
, 百拇医药
68
±7
1512
±281
1281
±327
283
±41
用药后
36
±16*
687
±186*
, 百拇医药
425
±88*
176
±65*
注:与本组用药前比较*P<0.01。LVP:左心室收缩压 ±dp/dt max:左心室内压正负相最大变化速率 HR:心率 L-Arg:左旋精氨酸。1 mmHg=0.133 kPa
3 讨论
生理剂量的L-Arg(0.1 mmol/L)[6]对大鼠离体心脏心功能的影响:曾有学者[7]将生理浓度的外源性NO用于心肌细胞和心脏乳头肌,结果未发现其对心肌有负性肌力作用。本实验发现,生理剂量的L-Arg(0.1 mmol/L)经冠状动脉灌流产生的内源性NO对大鼠离体心脏舒缩指标及心率同样无或无明显影响。
, 百拇医药
超生理剂量的L-Arg(1 mmol/L)[8]对离体大鼠心脏心功能的影响:目前一般认为内源性NO对心功能的作用仅使舒张早期提前出现,并使舒张早期加速,但不影响其它舒缩、心率指标[5]。仅有极少数最近的实验结果反对这一观点[8],认为超生理剂量的L-Arg在冠状动脉内仍产生内源性NO,且NO作为一个正性肌力剂参与了心肌功能的调节。本实验也显示超生理剂量的L-Arg(1 mmol/L)使离体大鼠心脏舒缩指标及心率明显增加,从而支持后者的结论。
大剂量的L-Arg对离体大鼠心脏心功能的影响是递增的:大剂量的L-Arg对心脏功能的影响曾经在心脏乳头肌及心肌细胞模型上有过个别报道[7]。Hishikwa等[6]在观察不同剂量的L-Arg对人类血液动力学、尤其是血压影响的实验中,也曾将L-Arg最大剂量用至8 mmol/L。但至今在离体心脏模型上尚无类似实验。本实验首次应用大剂量L-Arg于离体心脏灌注,发现浓度增至10 mmol/L时,左心室内压正负相最大变化速率开始降低,但尚未出现左心室收缩压变化。然而,当L-Arg浓度超过20 mmol/L时,所观察的心功能指标及心率全面受抑。
, 百拇医药
鉴于目前已有关于L-Arg通过增加体内NO释放产生降压作用的报道[9],我院(所)也已进行了L-Arg治疗高血压的实验与临床系列研究(未发表),本文利用大鼠离体心脏实验模型对各种剂量的L-Arg对心脏的作用进行探讨,不仅对L-Arg/NO通路影响心功能的基础研究有积极意义,而且对L-Arg将来临床应用对心脏的影响提出了新的思考。
田牛(1964-)男,主治医师,硕士研究生,主要从事心血管生理研究
参考文献
1，Iganrro IJ,Buga GM,Wood SK,et al.Endothelium-derived relaxing factor produced and released from artery and vein is nitric oxide.Proc Natl Acad Sci USA,1987,84:9265.
, 百拇医药
2，Shah AM,Spurgeon H,Sollott SJ,et al.EG 8-bromocyclic GMP reduces the myofilament response to calcium in intact cardiac myocytes.Cire Res,1994,74:970—978.
3，Smith JA,Shah AN,Lewis MJ.Factors released from the endocardium of the ferret and pig modulate myocardial contraction.J Physiol,1991,439:1—14.
4，Grocott-Mason RM,Anning PB,Evans H,et al.Modulation of left ventricular relaxation in isolated ejection heart by endogenous nitric oxide,Am J Physiol,1994,267:1804—1813.
, http://www.100md.com
5，Pinsky DJ，Patton S,Mesaros S,et al.Mechanical transduction of nitric oxide in the beating heart.Circ Res,1997,81:372—379.
6，Hishikwa K,Nakaki T,Tsnda M.Effect of systemic L-arginine administration on hemodynamics and nitric oxide release in man.Jpn Heart J,1992,33:41—48.
7，Andrew W,Xinliang M,Michael B.Physiological concetrations of nitric oxide do not elicit an acute negative inotropic effect in unstimulated cardiac muscle.Circulation Research,1994,75:692—700.
, 百拇医药
8，Georg K,Karin K,Eike N.Inhibition of nitric oxide synthase and soluble guanylate cyclase induces cardiodepressive effects in normal rat hearts.European Journal of Pharmacology,1997,334:181—190.
9，高连如,刘国仗,赵云涛,等.内皮衍生舒张因子合成前体降压机制的研究.中华心血管病杂志,1996,24:245.
1999-11-01
1999-12-27, 百拇医药
单位：田牛 燕纯伯(610031 四川省,成都第三人民医院,成都心血管病研究所,心内科)；黄德嘉(华西医科大学附属第一医院,心内科)
关键词：左旋精氨酸；一氧化氮；心功能
中国循环杂志000327 摘要
目的：对不同剂量的左旋精氨酸(L-Arg)对心脏的作用进行初步探讨。
方法：将40只大鼠分成5组,每组8只,分别为L-Arg 0.1、1、10、20及40 mmol/L组。用Langendorff离体大鼠心脏逆行灌流法,记录用药前后左心室收缩压、左心室内压正负相最大变化速率以及心率的变化。
结果：与自身对照(用药前)比较,L-Arg 0.1 mmol/L组所有观察指标无统计学差异;L-Arg 1 mmol/L组所有观察指标显著升高(P<0.01);L-Arg 10 mmol/L组仅左心室内压正负相最大变化速率值降低(P<0.01);L-Arg 20 mmol/L组及40 mmol/L组所有观察指标显著降低(P<0.01)。
, 百拇医药
结论：①生理浓度L-Arg 0.1 mmol/L对大鼠离体心脏功能无明显影响。②L-Arg 1 mmol/L对大鼠离体心脏功能有正性变时,变力作用。③L-Arg 20 mmol/L及40 mmol/L时对大鼠离体心脏左心室压力指标及心率产生明显抑制作用。
中图分类号:R540.4+7 文献标识码:A
文章编号:1000-3614(2000)03-0179-03
Cardiac Function Effect of L-Arginine on Isolated Rat Heart
Tian Niu,Yan Chunbo,Huang Dejia.
(Department of Cardiology,Chengdu Cardiovascular Diseases Institute,the Third People's Hospital of Chengdu,Chengdu 610031,Sichuan)
, 百拇医药
Abstract
Objective:To explore the effects of various doses of L-Arginine (L-Arg) on cardiac function.
Methods:The isolated rat hearts were perfused on a constant flow non-paced Langendorff preparation.Changes of left ventricular contractile parameters including left ventricular pressure (LVP),±dp/dt max and heart rate(HR)were recorded before and after the drugs were used.
Results:Compared with their own controls,L-Arg(0.1 mmol/L)group,no change of LVP was observed and no significant change of ± dp/dt max and HR occurred (p>0.05);L-Arg(1 mmol/L)group,all parameters increased significantly (p<0.01);L-Arg(10 mmol/L)group,only ±dp/dt max was decreased significantly(p<0.01);L-Arg(20 mmol/L above)group,all parameters were decreased significantly(p<0.01).
, 百拇医药
Conclusion:①Physiological concentration of L-Arg(0.1 mmol/L)does not affect the cardiac function of isolated rat heart.②L-Arg(1 mmol/L)has a positive inotropic and chronotropic effect on isolated rat cardiac function.③L-Arg(20 mmol/L above) have a depressive effect on both left ventricular pressure parameters and HR in isolated rat heart.
Key words L-Arginine;Nitric oxide;Cardiac function
越来越多的证据显示一氧化氮(NO)参与体内多种生理病理过程,尤其在心血管系统发挥重要作用[1],从心肌细胞[2]、心脏乳头肌组织[3]、离体心脏[4]的研究表明:由P物质、缓激肽等一氧化氮合酶激动剂的刺激,经心脏内皮细胞、尤其是冠状动脉内皮细胞所产生的内源性NO,旁分泌作用于心肌,通过改变肌纤维的收缩特性(对钙离子的敏感性变化)[2],使心脏舒张提前出现和心脏舒张早期加速,并可能由此对心脏生理功能产生重要调节作用[5]。然而,NO合成前体物左旋精氨酸(L-Arg)对心功能的影响仍缺乏研究。目前,尚无足够资料证实:生理剂量及超生理剂量、尤其是大剂量的L-Arg对心功能的影响。
, 百拇医药
本研究的目的,旨在应用大鼠Langendorff离体灌注心脏实验模型对以上问题进行初步探讨。
1 材料与方法
材料 L-Arg购自美国Sigma公司;Krebs-Hensileit灌流液,用前新鲜配制,使用时充混合气体(95% O2和5%CO2,购自中科院成都分院有机化学研究所);RM-6200型四道生理记录仪,YH-3型生理压力传感器;Wistar大鼠40只(1999年1月～4月由四川省抗生素研究所实验动物中心提供),体重200～250 g。
方法 实验分组:将40只大鼠分成5组,每组8只,分别为L-Arg0.1、1、10、20及40 mmol/L组。实验前15分给大鼠腹腔注射肝素500 IU抗凝。猛击大鼠后脑致昏,迅速开胸取出大鼠心脏,固定于Langendorff离体心脏逆行灌流装置,用灌流液进行冠状动脉灌注。左心室插入导管,连接生理压力传感器,将左心室收缩压、左心室内压正负相最大变化速率及心率同步记录在四道生理记录仪上。以上各组在用药前以37℃氧合灌流液灌注,测量基础值作为自身溶剂对照(用药前),将用药前后进行比较。
, 百拇医药
统计分析 检验给药前后的差异用自身对照配对t检验,实验数据用均数±标准差(
±s)表示。2 结果
不同浓度的L-Arg对大鼠离体心脏左心功能及心率的影响:L-Arg0.1 mmol/L组对左心室收缩压无影响,左心室内压正负相最大变化速率及心率变化值无统计学差异；L-Arg 1 mmol/L组所有观察指标值均显著升高(P<0.01);L-Arg 10 mmol/L组仅左心室内压正负相最大变化速率值开始降低(P<0.01);而L-Arg20 mmol/L组及40 mmol/L组所有观察指标均显著降低(P<0.01)。(附表)
附表 各种浓度的左旋精氨酸对大鼠离体心脏左心室
收缩压、左心室内压正负相最大变化速率及心率的影响(
±s) 组别, 百拇医药
只数
LVP(mmHg)
+dp/dt max(mmHg/s)
-dp/dt max(mmHg/s)
HR(次/分)
L-Arg 0.1 mmol/L组
8
用药前
62
±10
1250
±277
, 百拇医药
925
±208
278
±25
用药后
62
±10
306
±302
912
±184
272
±27
, http://www.100md.com
L-Arg 1 mmol/L组
8
用药前
65
±9
1287
±246
1000
±208
242
±24
用药后
73
, 百拇医药
±5*
1381
±271*
1087
±229*
260
±26*
L-Arg 10 mmol/L组
8
用药前
71
±5
, http://www.100md.com
1475
±41
1112
±135
280
±45
用药后
71
±5
1396
±141*
1031
±116*
, 百拇医药
272
±44
L-Arg 20 mmol/L组
8
用药前
69
±6
1462
±132
1162
±180
271
±29
, http://www.100md.com
用药后
64
±10*
1343
±120*
1056
±184*
246
±28*
L-Arg 40 mmol/L组
8
用药前
, 百拇医药
68
±7
1512
±281
1281
±327
283
±41
用药后
36
±16*
687
±186*
, 百拇医药
425
±88*
176
±65*
注:与本组用药前比较*P<0.01。LVP:左心室收缩压 ±dp/dt max:左心室内压正负相最大变化速率 HR:心率 L-Arg:左旋精氨酸。1 mmHg=0.133 kPa
3 讨论
生理剂量的L-Arg(0.1 mmol/L)[6]对大鼠离体心脏心功能的影响:曾有学者[7]将生理浓度的外源性NO用于心肌细胞和心脏乳头肌,结果未发现其对心肌有负性肌力作用。本实验发现,生理剂量的L-Arg(0.1 mmol/L)经冠状动脉灌流产生的内源性NO对大鼠离体心脏舒缩指标及心率同样无或无明显影响。
, 百拇医药
超生理剂量的L-Arg(1 mmol/L)[8]对离体大鼠心脏心功能的影响:目前一般认为内源性NO对心功能的作用仅使舒张早期提前出现,并使舒张早期加速,但不影响其它舒缩、心率指标[5]。仅有极少数最近的实验结果反对这一观点[8],认为超生理剂量的L-Arg在冠状动脉内仍产生内源性NO,且NO作为一个正性肌力剂参与了心肌功能的调节。本实验也显示超生理剂量的L-Arg(1 mmol/L)使离体大鼠心脏舒缩指标及心率明显增加,从而支持后者的结论。
大剂量的L-Arg对离体大鼠心脏心功能的影响是递增的:大剂量的L-Arg对心脏功能的影响曾经在心脏乳头肌及心肌细胞模型上有过个别报道[7]。Hishikwa等[6]在观察不同剂量的L-Arg对人类血液动力学、尤其是血压影响的实验中,也曾将L-Arg最大剂量用至8 mmol/L。但至今在离体心脏模型上尚无类似实验。本实验首次应用大剂量L-Arg于离体心脏灌注,发现浓度增至10 mmol/L时,左心室内压正负相最大变化速率开始降低,但尚未出现左心室收缩压变化。然而,当L-Arg浓度超过20 mmol/L时,所观察的心功能指标及心率全面受抑。
, 百拇医药
鉴于目前已有关于L-Arg通过增加体内NO释放产生降压作用的报道[9],我院(所)也已进行了L-Arg治疗高血压的实验与临床系列研究(未发表),本文利用大鼠离体心脏实验模型对各种剂量的L-Arg对心脏的作用进行探讨,不仅对L-Arg/NO通路影响心功能的基础研究有积极意义,而且对L-Arg将来临床应用对心脏的影响提出了新的思考。
田牛(1964-)男,主治医师,硕士研究生,主要从事心血管生理研究
参考文献
1，Iganrro IJ,Buga GM,Wood SK,et al.Endothelium-derived relaxing factor produced and released from artery and vein is nitric oxide.Proc Natl Acad Sci USA,1987,84:9265.
, 百拇医药
2，Shah AM,Spurgeon H,Sollott SJ,et al.EG 8-bromocyclic GMP reduces the myofilament response to calcium in intact cardiac myocytes.Cire Res,1994,74:970—978.
3，Smith JA,Shah AN,Lewis MJ.Factors released from the endocardium of the ferret and pig modulate myocardial contraction.J Physiol,1991,439:1—14.
4，Grocott-Mason RM,Anning PB,Evans H,et al.Modulation of left ventricular relaxation in isolated ejection heart by endogenous nitric oxide,Am J Physiol,1994,267:1804—1813.
, http://www.100md.com
5，Pinsky DJ，Patton S,Mesaros S,et al.Mechanical transduction of nitric oxide in the beating heart.Circ Res,1997,81:372—379.
6，Hishikwa K,Nakaki T,Tsnda M.Effect of systemic L-arginine administration on hemodynamics and nitric oxide release in man.Jpn Heart J,1992,33:41—48.
7，Andrew W,Xinliang M,Michael B.Physiological concetrations of nitric oxide do not elicit an acute negative inotropic effect in unstimulated cardiac muscle.Circulation Research,1994,75:692—700.
, 百拇医药
8，Georg K,Karin K,Eike N.Inhibition of nitric oxide synthase and soluble guanylate cyclase induces cardiodepressive effects in normal rat hearts.European Journal of Pharmacology,1997,334:181—190.
9，高连如,刘国仗,赵云涛,等.内皮衍生舒张因子合成前体降压机制的研究.中华心血管病杂志,1996,24:245.
1999-11-01
1999-12-27, 百拇医药