色满类化合物HEF-19对家兔离体肠管平滑肌的舒张作用

摘要

目的: 探讨色满类化合物HEF-19对家兔离体小肠平滑肌的舒张作用及其机制.

方法: 采用家兔小肠离体实验法, 观察HEF-19对家兔离体小肠自发活动的影响, 研究BaCl₂诱导收缩时格列苯脲(10^-5mol/L)、维拉帕米(10^-7 mol/L )、酚妥拉明(10^-7 mol/L)和普奈洛尔(10^-7 mol/L)对HEF-19的舒张作用的影响.

结果: HEF-19可以剂量依赖性地降低家兔离体小肠平滑肌自发性收缩的张力和振幅; 分别加入格列苯脲和维拉帕米孵育后, HEF-19(10^-6 mol/L-10^-3 mol/L)的舒张量效曲线均发生明显变化, EC₅₀值分别由4.36±0.12 mol/L和4.43±0.19 mol/L转变为4.16±0.22 mol/L和3.96±0.24 mol/L, 差异具有统计学意义(P<0.05). 酚妥拉明和普奈洛尔对HEF-19的舒张作用没有影响.

结论: HEF-19具有舒张小肠平滑肌的作用并且其作用机制与ATP-敏感性钾通道和L型钙通道开放有关.而与α受体和β受体无关.

关键词: 家兔; 肠管; 平滑肌; 舒张作用

Relaxant effect of a chromane HEF-19 on intestinal smooth muscles isolated from rabbits

Yuan-Yuan Wei, Shou-Ting Fu, Chun Hu, Lan Zhu, Bing Wang, Hui-Hui Wang

Yuan-Yuan Wei, Shou-Ting Fu, Lan Zhu, Bing Wang, Hui-Hui Wang, School of the Life Science and Biopharmaceutics, Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, Liaoning Province, China

Chun Hu, School of Pharmaceutical Engineering, Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, Liaoning Province, China

Correspondence to: Shou-Ting Fu, School of the Life Science and Biopharmaceutics, Shenyang Pharmaceutical University, 103 Wenhua Road, Shenyang 110016, Liaoning Province, China. fushout@msn.com

Received: March 2, 2009
Revised: May 11, 2009
Accepted: May 28, 2009
Published online: June 28, 2009

Abstract

AIM: To study the relaxant effect of a chromane HEF-19 on isolated small intestinal smooth muscle of rabbits and its underlying mechanism.

METHODS: Routine experimental methods using isolated small intestine smooth muscle of rabbits, the effect of HEF-19 on automatic contraction of small intestinal smooth muscle was investigated. The relaxant effects of glibenclamide (10^-5 mol/L), Verapamil (10^-7 mol/L) Phentolamine (10^-7 mol/L) and Propranolol (10^-7 mol/L) on HEF-19 with contraction induced by BaCl₂were studied.

RESULTS: HEF-19 significantly attenuated the tension and amplitude of automatic contraction of isolated small intestinal smooth muscle in a dose-dependent manner. The relaxing concentration-response curves of HEF-19 (10^-6-10^-3 mol/L) were significantly different after incubation with glibenclamide (EC₅₀: 4.16 ± 0.22 mol/L vs 4.36 ± 0.12 mol/L, P < 0.05 )and Verapamil (EC₅₀: 3.96 ± 0.24 mol/L vs 4.43 ± 0.19 mol/L, P < 0.05). Phentolamine and Propranolol had no effect on relaxant effect of HEF-19.

CONCLUSION: HEF-19 relaxes isolated small intestinal smooth muscle of rabbits and the mechanism may be related to K⁺-ATP opening and L-calcium channel but not related to α- receptor and β- receptor.

Key Words: Rabbit; Intestine; Smooth muscle; Relaxation

0 引言

胃肠平滑肌痉挛可引起腹痛、腹泻, 是临床常见的疾病之一. 传统的抗胆碱能药物由于其不良反应在临床应用中受到一定限制, 寻找一种作用强大, 不良反应小的平滑肌舒张药物有着重要的意义. HEF-19是由我校有机实验室研制的色满类化合物, 性质稳定, 易溶于水, 有文献报道其类似化合物具有抗炎活性和抗血小板凝聚活性[1]. 本文发现HEF-19具有明显的肠管平滑肌舒张作用, 就其药效机制作了初步探讨.

1 材料和方法

1.1 材料

健康家兔, 雌雄兼用, 体质量2.0-3.0 kg, 合格证号SCXK20030011, 由沈阳药科大学实验动物中心提供. HEF-19由沈阳药科大学有机教研室提供. 格列苯脲(glibenclamide tablets)为北京太洋药业有限公司生产. 维拉帕米(verapamil)为天津市和平制药厂生产. 甲磺酸酚妥拉明注射液(Phentolamine methanesulfonate, Phen)上海旭东海普药业有限公司生产. 盐酸普奈洛尔片(Propranolol Hydroehloride Tablets)为沈阳东药克达制药有限公司生产, 氯化钡(BaCl₂)为沈阳市兴东试剂厂产品. 其他普通试剂均为市售分析纯, 实验用Tyrod液: NaCl 136.86 mmol/L、KCl 2.68 mmol/L、NaHCO₃ 11.9 mmol/L、MgCl₂ 1.05 mmol/L、KH₂PO₄·H₂O 0.41 mmol/L、CaCl₂ 1.8 mmol/L、Gluocses 5.6 mmol/L[2]. RM6240B型多通道生理信号采集处理系统为成都仪器厂生产.

1.2 方法

1.2.1 标本制备: 兔禁食12 h, 自由饮水. 将其击昏后剖开腹腔, 以胃幽门与十二指肠交界处为起点剪取肠管, 将其剪成约1 cm的肠段, 置于盛有Tyrode's液的浴管中, 调节基本张力为1 g左右, 恒温37 ℃±0.5 ℃水浴, 通气钩以每秒1-2个气泡的速度持续通混合气(950 mL/L O2和50 mL/L CO₂). 小肠平滑肌收缩活动及变化信号经张力换能器引至RM6240多道生理信号采集处理系统[3].

1.2.2 HEF-19对家兔离体小肠自发活动的影响: 单剂量加入溶剂和不同浓度的HEF-19(10^-6、10^-5、10^-4 mol/L), 以给药前的值为100%, 记录给药后小肠自发活动振幅和张力的百分比[4].

1.2.3 阻滞剂对HEF-19舒张作用的影响: 加入BaCl₂(8.2×10^-3 mol/L)收缩稳定后, 累积加入HEF-19(1.0×10^-6 mol/L-3×10^-3 mol/L), 得到HEF-19舒张BaCl₂收缩的累积量效曲线(实验对照组). 冲洗待标本张力稳定后, 分别加入格列苯脲溶液(10^-5 mol/L)、维拉帕米(10^-7 mol/L)、酚妥拉明(10^-7 mol/L)和普奈洛尔(10^-7 mol/L)孵育10 min, 再次得到由BaCl₂收缩时HEF-19舒张累积量效曲线[5-8], 并求出EC₅₀值.

统计学处理 RM6240多道生理信号采集及处理系统的分析软件计算EC₅₀(pD₂ = -logEC₅₀), 采用mean±SD表示. 采用组间t检验.

2 结果

2.1 HEF-19对家兔离体小肠自发活动的影响

HEF-19可抑制家兔离体小肠平滑肌自发性收缩张力和振幅, 并呈现一定的剂量依赖性. HEF-19舒张作用与溶剂组比较具有显著性差异(表1, 图1).

表1 HEF-19对家兔小肠平滑肌自发活动的影响 (n = 8, mean±SD, %).

分组	给药后
	张力	振幅
溶剂	99.82±1.03	101.22±2.67
HEF-19(mol/L)
10-6	82.75±6.09	86.91±3.66
10-5	54.43±18.32	60.56±8.16
10-4	18.88±20.56	30.65±12.13

图1 HEF-19对家兔离体小肠平滑肌自主收缩活动的影响.

2.2 阻滞剂对HEF-19舒张作用的影响

格列苯脲和维拉帕米孵育后, 由BaCl₂引起收缩的HEF-19的舒张量效曲线均右移(图2), EC₅₀值分别由4.36±0.12 mol/L和4.43±0.19 mol/L转变为4.16±0.22 mol/L和3.96±0.24 mol/L. 进行统计学t检验, 有显著差异(P<0.05). 酚妥拉明和普奈洛尔对HEF-19的舒张作用没有影响, EC₅₀值分别由4.44±0.25 mol/L和4.23±0.11 mol/L转变为4.22±0.29 mol/L 和4.27±0.14 mol/L, 统计学无显著差异.

图2 HEF-19舒张家兔离体小肠平滑肌的累积量效曲线(n = 6). ^aP<0.05, ^bP<0.01 vs 实验对照组.

3 讨论

肠壁平滑肌收缩, 细胞外Ca2+内流产生内向电流, 导致平滑肌细胞膜去极化, 从而形成动作电位升支, 同时激活细胞内K⁺外流形成外向电流, 使膜逐渐复极化至静息电位[9]. 平滑肌细胞的松弛与细胞膜超极化有关, 可能影响动作电位或减少电压依赖性钙通道(VDCs)开放机率减少Ca²⁺内流[10]. BaCl₂可能通过与钙调蛋白结合, 增加Ca2+内流引起小肠平滑肌的收缩.

ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive K channels, K_ATP channels)是电压非依赖性、配体门控通道[11]存在于平滑肌上, 实验所用的格列苯脲是K_ATP通道的特异性拮抗药[12]. 加入格列苯脲阻断K_ATP通道后, HEF-19舒张BaCl₂收缩的量效曲线右移, EC₅₀值降低, HEF-19的舒张作用被抑制. 这说明HEF-19舒张小肠平滑肌的作用同ATP敏感性钾通道开放有关. 有可能通过开放钾通道, 使细胞膜超级化, 抑制细胞外钙离子内流及细胞内贮钙释放, 降低细胞内游离钙离子的浓度, 从而降低细胞的兴奋性[13], 缓解肠痉挛.

电压依赖性的钙通道开放使外钙内流和内钙释放增加而使平滑肌收缩[14]. 胃肠平滑肌中主要的钙通道是L型电压依赖性钙通道(L-Ca²⁺). 他选择性地容许Ca²⁺跨膜通过,参与平滑肌兴奋收缩偶联[15]. 本实验观察到, HEF-19浓度依赖性地降低小肠自发性收缩的张力和振幅, 有研究表明, 胞外钙通过L型电压依赖性钙通道进入胞质而参与小肠的自发收缩活动[2], 这提示HEF-19对电压依赖性钙通道可能有阻断作用. 维拉帕米选择性的阻断L-Ca²⁺后, HEF-19在BaCl₂诱导收缩时的平滑肌舒张量效曲线明显右移, 这进一步说明HEF-19可能是阻断了L-Ca²⁺开放, 抑制外钙内流及细胞内贮钙释放而舒张由BaCl₂收缩的小肠平滑肌[8].

酚妥拉明和普奈洛尔分别为α受体和β受体阻断药, 他们不影响HEF-19作用提示HEF-19的作用机制可能与α受体和β受体无关.

总之, HEF-19性质稳定, 具有舒张家兔小肠平滑肌的作用, 作为平滑肌舒张药物具有良好的开发前景. 本实验初步证明其舒张作用机制与ATP敏感性钾通道和L型电压依赖性钙通道有关, 但其是否还有其他作用途径以及其具体作用位点尚需做深入的研究.

评论

背景资料

近年来, 药物对肠管平滑肌的舒张作用的研究比较广泛. 而离体肠管实验以其具有操作简便, 经济易行, 实验条件易控制, 影响因素少,重现性好, 结果准确可靠等优点被广泛采用去进行药物作用机制的探讨. 神经递质、胃肠道激素和药物通过受体和第二信使系统作用于离子通道, 从而对肠道平滑肌电生理和收缩活性进行调节. 因此, 通过对离子通道的研究而了解肠管平滑肌舒张药物的作用机制已逐渐成为热点.

同行评议者

许文燮, 教授, 上海交通大学生命科学院生物医学工程系; 陈贻胜, 教授, 福建省立医院消化内科

研发前沿

传统的抗胆碱能药物由于其不良反应在临床应用中受到一定限制, 近年来发现了一些非抗胆碱能药物具有良好的解痉止痛效果, 且起效迅速, 不良反应小, 易于被患者接受, 引起普遍重视.

创新盘点

本文首次报道了色满类化合物对家兔肠管平滑肌的舒张作用, 并通过研究格列苯脲、维拉帕米、酚妥拉明和普奈洛尔对此化合物舒张作用的影响研究了其舒张作用机制可能与ATP敏感性钾通道和L型电压依赖性钙通道有关, 而与α受体和β受体无关.

同行评价

本文利用药理学方法观察了色满酮类化合物HEF-19对离体家兔小肠自发收缩活动的影响, 从新药开发角度具有一定的理论和潜在的临床意义.

备注

编辑: 李军亮 电编: 何基才

参考文献

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