1、牛磺酸对心肌细胞的保护作用研究现状 中图分类号：R97 文献标识码：A 文章编号：1006-1533(2008)07-0321-03 牛磺酸(taurine，Tau)化学名为2-氨基乙磺酸，分子式为：H2N-CH2-CH2-SO2H，发现至今已有160多年的历史，1872年首次从牛胆汁中分离1。Tau以游离形式广泛存在于人体各种组织细胞和体液中，总量1218 g，在心肌中含量丰富，占总游离氨基酸的50%左右，因而对心脏的作用较为广泛, 外源性补充牛磺酸，可对抗心脏的多种病理状态。Tau的生物活性是近10年来国际学术界研究的热点之一。Tau作为一个广谱的细胞保护剂具有以下功能2: 1)维持细胞内
2、外渗透压平衡；2)直接的膜稳定作用；3)钙离子调节作用； 4)抗脂质过氧化损伤,清除氧自由基；5)调节平衡内皮舒张因子、内皮素等血管活性物质合成释放的紊乱状态。因此,细胞保护效应是Tau在抗心肌缺血、抗心律失常、再灌注损伤、心肌保护等方面的作用基础3。 1 保护缺血缺氧心肌 金寒等4在兔心肌缺血再灌注模型上，观察Tau对其血液流变学改变的影响。随机分为两组。对照组：心肌缺血45 min，再灌注180 min，未给予处理；Tau组：再灌注前 5 min从耳缘静脉注入Tau 140 mg/ kg，余同对照组。阻断冠脉前和再灌注180 min时二次取血，测定血液流变学指标。结果显示：1)对照组再灌注
3、后与阻断冠脉前相比，高、低切变率下的全血黏度、血浆黏度、红细胞流动系数明显恶化(P 崔冰等8建立家兔急性缺血再灌注心肌损伤模型，实验分对照组和Tau治疗组两组，再灌注前30 min从耳缘静脉注入Tau 140 mg/kg，5 min内完成，分别于缺血前、再灌注前和再灌注2 h取血测内皮素(ET)，结果发现，Tau治疗组再灌注2 h，ET含量与同期对照组比较有显著性差异(P 2 调节心肌细胞钙稳态 Tau 对心肌细胞许多依赖于Ca2+的生理病理现象具有明显的调节作用，低Ca2+时促进Ca2+的内流，高Ca2+时减少Ca2+的内流，拮抗Ca2+超载，具细胞保护作用。目前关于Tau对Ca2+的调节机
4、制较多倾向于双向调节作用，认为Tau对Ca2+的转运调节与下列作用有关2: 1)当胞浆内钙大量增加时，能明显提高肌浆网和线粒体钙储存量；2)刺激细胞膜上钙激活ATP酶转运效率，间接提高膜对钙的摄取；3)调节钙通道开与关的过程；4)抑制钙在细胞膜上的被动扩散作用。 康毅等11建立体外缺氧/复氧模型，通过静息、高钾去 极化以及缺氧/复氧10 min 后在细胞悬液中分别加入Tau，其终浓度分别为 10、20、30 mmol/ L，分别温孵15 min。采用Fura-2荧光技术测定 Tau对成年大鼠分离心肌细胞游离Ca2+i , 发现Tau对缺氧/再给氧诱发的Ca2+i 增高有浓度依赖性抑制作用。其保
5、护心肌细胞的重要机制是抑制钙超载。程何祥等12采用SD大鼠乳鼠进行心肌细胞培养，建立模拟心肌缺血-再灌注模型。结果表明，心肌细胞低氧-复氧导致钙超载，而Tau有明显减轻心肌细胞低氧-复氧时Ca2+超载的作用。 赵兴胜等13采用异丙肾上腺素(ISP)引起的心肌损伤模型，在Langendorff 装置进行心肌45Ca摄取与释放试验灌流，收集标本进行45Ca放射性测定。研究发现，Tau可以对抗ISP引起的钙超载, 可能是通过抑制钙摄取和促进钙释放两方面实现的。Tau可通过抑制糖尿病大鼠心肌组织肾素-血管紧张素系统的功能，增加正常和糖尿病大鼠心肌细胞内Ca2+浓度和Ca2+瞬变幅度,明显降低糖尿病大鼠
6、心肌细胞Ca2+瞬变幅度，从而起到减轻糖尿病心肌损害的作用14。 3 减少心肌细胞凋亡 李爱英等13建立缺血/再灌注心肌细胞凋亡模型。实验分3组。纯缺血再灌注损伤(I/R)组：冠状动脉穿线拉紧造成急性心肌缺血，45 min后松开结扎线，再灌注180 min；Tau 预处理(Tau + I/R)组：在心肌缺血前5 min，由耳缘静脉注射Tau (剂量为200 mg/kg)，重复I/R组的实验程序；假手术组：冠状动脉下穿线但不结扎。结果发现，Tau可减少家兔缺血再灌注心肌细胞的凋亡，其机制与降低Fas和Bax，提高Bcl-2有关。万福生等15采用结扎大鼠冠状动脉制备心肌缺血模型，分为假手术组、缺血
7、组、Tau组（在结扎冠状动脉前60 min 腹腔注射Tau 100 mg/kg）、Tau组（结扎前60 min腹腔注射Tau 200 mg/kg）和Tau 组（结扎前60 min 腹腔注射Tau 300 mg/kg）。TUNEL法(转移酶介导脱氧尿苷三磷酸缺口末端标记法)检测心肌凋亡细胞, 免疫组织化学法检测Fas/FasL蛋白水平, 反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法分析Fas基因mRNA表达变化。结果表明,Tau能明显降低心肌细胞凋亡指数，对Fas/FasL基因表达水平增高有较好的拮抗作用，抑制心肌组织MDA的生成，提高Ca2+-ATP酶活性。结果证明,Tau对心肌缺血的心肌细胞凋亡与
8、Fas/FasL基因表达水平增高有较好的拮抗作用。 Takatani T 等16采用封闭培养瓶中的新生大鼠心肌细胞所致的缺血模型来观察Tau与线粒体介导的凋亡之间的相互作用。培养液中含有20 mM的Tau可降低缺血2472 h的凋亡程度, 未用药组缺血24 h即有线粒体的去极化并伴有细胞色素C的释放，这种凋亡的级联反应中有门冬氨酸特异半胱氨酸蛋白酶-9（caspase-9）和门冬氨酸特异半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)的激活。结果显示Tau不影响线粒体的膜电位，也不影响细胞色素C的释放，但它能抑制凋亡诱导的caspase-9和caspase-3的分裂。结果证明, Tau抑制凋亡体的形成
9、而阻止心肌缺血诱导的凋亡。Takahashi等17在密封培养心肌细胞状况下，建立了再现心肌细胞损伤及凋亡的低氧、低营养缺血模型，进而使用该模型观察Tau对心肌缺血损伤的保护作用，发现Tau能显著抑制心肌细胞凋亡, 而抑制凋亡的机制则与抑制凋亡体有关18。杨薇等19利用培养的乳鼠心肌细胞，随机分成不同血管紧张素（Ang）浓度(10-9、10-5 M)诱导的细胞凋亡组和不同浓度Tau (10、20、40 mmol/ L)作用组，观察培养24 h 后的各组心肌细胞存活率，光镜和电镜观察凋亡细胞形态结构变化，以TUNEL 法检测凋亡，流式细胞仪检测细胞凋亡率，结果10-9的Ang可诱导心肌细胞发生凋亡
10、，心肌细胞呈现特征性的凋亡形态结构变化。结果表明，Tau可以明显的降低Ang诱导的心肌细胞凋亡率(P 4 抗心力衰竭 Teraoka K20等采用阿霉素致8 wk龄雄性大鼠心肌病模型，腹腔注射阿霉素1 mg/kg，3 wk内注射15次。实验分为2组：Tau组（T组）给予3.0%Tau；模型组（N组）给予不含Tau的生理盐水。观察12 wk后采用超声心电图测大鼠第4、8、12 wk心功能变化。结果表明，Tau能显著降低心力衰竭死亡率，并显著改善心脏功能。Azuma M 等21研究Tau对Ang引起细胞形态和生化培养变化的作用。Tau（20 mM）预处理心肌细胞24 h后能够削弱由Ang（100
11、nM）诱导的心肌细胞肥大，表明Tau可能在Ang活动的某些方面起到有效的抑制作用。另一项研究还发现，Tau可以对抗Ang引起的心肌肥大、心室容积过大及心肌重构22。 孙永波等23观察41例均具有心肌肥大体征的冠心病和心肌梗死患者，在对照组常规剂量应用洋地黄强心苷、髓袢利尿剂和转换酶抑制剂卡托普利的基础上, 加用盐酸L-精氨酸150 mg/kg和Tau 200 mg/kg, 溶于250 mL生理盐水, 静脉滴注, 每日1次, 疗程为6d, 部分患者同时服用阿司匹林、亚硝酸酯类、-受体阻滞剂, 严格控制其他用药。治疗1 个疗程后心功能指标明显改善, 各血管活性肽水平好转, 症状和体征较前明显改善，
12、治疗组总有效率91.68% , 对照组为71.05%。研究表明，在一般CHF治疗的基础上应用L-精氨酸和Tau可以显著改善心功能且能有效治疗心力衰竭。 5 结语 Tau作为一种内源性损伤物质和细胞保护剂，对心肌有广泛的保护作用，能有效保护心肌细胞，且简单易得，无毒，可多途径给药，特异性低。大量的动物实验及临床研究证明，Tau对心血管系统具有明显的生理、药理效应，且已引起广泛重视，可望作为治疗心血管系统疾病的辅助药物。其在抗心力衰竭方面国内研究甚少，而且确切的作用机制尚不明确,在量效关系上，心肌收缩力减弱时，小剂量Tau静脉注射可改善心脏功能，大剂量Tau静脉注射则加重对心肌收缩力的抑制,但心衰
13、时心肌中Tau的升高与心衰之间的因果关系尚不清楚。其构效关系和有效作用的持续时间还尚未阐明，值得深入研究，为临床上有效地利用Tau提供理论依据。 参考文献 1 刘莹,胡建民,富亮. 牛磺酸的性质及其生理功能J.营养与日粮，2006，(190)：14-15. 2 李金芳,周荫庄,屠淑洁. 牛磺酸对细胞的保护功能J. 首都师范大学学报,2006,27(1)：63-67. 3 王伟. 牛磺酸与心血管系统疾病的研究进展J. 长治医学院学报,2002,2(16):158-160. 4 金寒,鄢文海,李灵红,等. 牛磺酸对兔心肌缺血再灌注后血液流变学的影响J. 河南医科大学学报,2000,35(1):49
14、-51. 5 张晓敏,周巧云. 体外牛磺酸对心肌细胞缺氧损伤的影响J. 长治医学院学报, 2000,14(4):250-251. 6 万福生,曾建昭,赵小曼. 牛磺酸对大鼠心肌损伤时心肌细胞核钙转运功能异常的保护作用J. 中国临床药理学与治疗学杂志, 2000,5(1):25-27. 7 万福生,刘波,赵小曼,等. 牛磺酸对大鼠在体缺血再灌注心肌线粒体呼吸酶系的影响J. 基础医学与临床, 2000,20(4):45. 8 崔冰,韩建伟,姚孟英. 牛磺酸对心肌缺血再灌注损伤保护J.医药论坛杂志,2005,26(2):15-16. 9 Hanna J , Chahine R, Aftimos G,
15、 et al. Protective effect of taurine against free radicals damage in the rat myocardiumJ. Exp Toxico l Patho l, 2004,56(3):189-194. 10 张晓敏,李昌荣,陈铭珍,等. 心肌细胞缺氧损伤形式及牛磺酸的保护作用J. 中国误诊学杂志,2003,3(8):1143-1145. 11 康毅,林静. 牛磺酸对大鼠心肌细胞内钙浓度的影响J.中国应用生理学杂志, 2001,17(2):169-185. 12 程何祥,张荣庆,王海昌,等. 牛磺酸对低氧-复氧乳鼠心肌细胞内游离钙浓度
16、的影响J. 第四军医大学学报,2003,24 (3):226-228. 13 赵兴胜,周葆初,于维汉. 牛磺酸对大鼠心脏钙代谢的影响J.实用心脑肺血管病杂志, 2002,10(5):262-264. 14 李爱英,赵淑明,马志红. 牛磺酸对家兔缺血再灌注心肌细胞凋亡的影响J. 基础医学与临床, 2004, 24(4):475-476. 15 万福生,王青松,吴绮明,等. 牛磺酸对心肌缺血损伤细胞凋亡与Fas/FasL基因表达变化的影响J. 中国药物与临床, 2004,4(1):17-19. 16 Takatani T, Takahashi K,Uozumi Y. Taurine inhibit
17、s apoptosis by prebenting for mation of the Apaf- l/caspase-9 apop to someJ. Am J Physio Cell Physiol. 2004,287(4):C949-953. 17 Takahashi K, Ohyabu Y, Schaffer SW, et al . Cellular characterization of an invitro cell culture model of seal-induced cardiac is chaemiaJ. J Pharm Harmacol , 2001,53 :379.
18、 18 Takahashi K,Ohyabu Y, Takahashi K. Taurine renders the cell resistant to ischemia-induced injury in cultured neonatal ratcardiomyocytesJ. J Cardiovasc Pharmacol. 2003,42(5):726. 19 杨薇,罗达亚,万福生,等. 血管紧张素诱导乳鼠心肌细胞凋亡及牛磺酸的作用. 江西医学院学报,2003,43(3):7-10. 20 Teraoka K, Hirano M, Yamaguchi K. Taurine improve
19、 progressive left ventricular dysfunction in adriamycin-induced cardiomyopathy rats J. 2nd Dept. ofInternal Med, 2000:87 21 Azuma M, Takahashi K. Taurine attenuates hypertrophy induced by angiotensin in cultured neonatal rat cardiac myocytesJ . Eur J Pharmacol , 2000,403(3):181 - 188. 22 Schaffer SW , Lombardini JB, Azuma J .Interraction between the action of taurine and angiotensin IIJ. Am ino Acids, 2000,28(4):305-318. 23 孙永波,李滨,周建波,等. L-精氨酸和牛磺酸短期治疗41例充血性心力衰竭疗效观察J. 临床荟萃, 2001,16(8):353-354. (收稿日期：2008-04-03)第 9 页 共 9 页
