缺血性心脏病是临床引起死亡的主要疾病之一。冠状动脉粥样硬化导致的冠脉狭窄或闭塞引起心脏的血液灌注减少，导致心脏的供氧减少，心肌能量代谢不正常。近年来，动脉搭桥术、溶栓疗法、经皮腔内冠脉血管成形术、体外循环心脏外科手术和心肺脑复苏术等手段的建立和推广应用使得缺血心脏能在短时间内重新获得血液灌注并恢复氧供应。然而冠脉再灌注改善心肌梗死预后的同时，也加大了因灌注而引起的心肌损伤，出现心律失常、梗死面积扩大、持久性心室收缩功能低下等状况。另外一方面，在冠状动脉病变的基础上，容易发生冠状动脉血供急剧减少或中断，从而使相应的心肌严重而持久地急性缺血导致心肌梗死。心肌的代偿变化引起心室重构严重会导致心力衰竭。本文建立大鼠心肌缺血再灌注损伤（MIRI）模型，探讨人参皂苷Rb3（G-Rb3）对心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其机制；并通过大鼠急性心肌梗死（AMI）模型，观察心肌梗死不同阶段基质金属蛋白酶与金属蛋白酶组织抑制因子的变化规律及其G-Rb3的干预作用，进一步对G-Rb3的抗心室重构作用进行研究。一、人参皂苷Rb3对大鼠MIRI模型的保护作用1.实验方法120只大鼠随机分为假手术组、心肌缺血再灌注模型组及G-Rb35、10、20mg/kg组，每组24只。按照分组方式，各组大鼠连续灌胃给药3天。末次给药后，大鼠结扎冠状动脉左前降支造成心肌缺血，结扎30min后，松解结扎线进行再灌注24h。再灌注24h后，每组取10只大鼠以水合氯醛300mg·kg^-1腹腔注射麻醉，左侧颈总动脉插管，通过RM-6000型多道生理记录仪测定收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、平均主动脉压（MAP）及心率（HR）变化，右侧颈总动脉插管入左心室，通过多道生理记录仪测定左室收缩压（LVSP）、左室舒张末期压（LVEDP）及室内压最大变化率（±dp/dtmax）变化。血流动力学指标测定后，动物经左侧颈总动脉取血1mL，用3.8%枸橼酸钠按1：9比例抗凝，在光学显微镜下计数血小板数，剩余血加入LBY-F5血小板粘附仪球中，转动15min后，在光镜下计数粘附后的血小板数，计算血小板粘附率（PAR）；另取血3mL，按1：9比例用3.8%枸橼酸钠抗凝混匀，分别制备富血小板血浆（PRP）及贫血小板血浆（PPP），采用LBY-NJ2血小板聚集仪测定血小板聚集功能，求出1、3和5min的血小板聚集率（PAG）及最大血小板聚集率（MPAG）。血小板功能测定取血后，剖取大鼠心脏，用氯化钠注射液洗净心腔内残余血液，去掉血管及脂肪等非心肌组织，沿冠状沟切除心房，称左心室湿重。平行于房室沟将左心室横切4～5片，浸入NBT磷酸缓冲液中，于37℃水浴中染色。待染色完全后取出，切下缺血心肌组织，称重，用缺血心肌重与左心室湿重的百分比计算心肌梗死面积（MIS）。每组另取10只动物腹主动脉插管取血，用COBAS-FARA自动生化分析仪测定血清肌酸激酶同工酶（CK-MB）及乳酸脱氢酶（LDH）活性；按试剂盒方法测血清丙二醛（MDA）含量，超氧物歧化酶（SOD）；另取血抗凝分离血浆，用放免法测血浆内皮素（ET）、血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）及前列环素（PGI2）和血栓素A2（TXA2）水平。血清生化指标测定取血后，剖取大鼠心脏，每组6只大鼠进行HE染色，光学显微镜下观察，4只大鼠进行电镜观察。各组剩余4只动物断头处死，打开胸腔，迅速取出心脏，在无菌操作下于左心室梗死部位剪取2块心肌，分别放入处理好的道夫管内，用半定量逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）方法测定各组大鼠心肌原癌基因c-fos、c-myc及c-junmRNA的表达。2.实验结果（1）与MIRI模型组相比，G-Rb310、20mg·kg^-1均可明显增加MIRI大鼠HR、SBP、DBP、MAP、LVSP、±dp/dtmax，明显降低LVEDP（P<0.05或P<0.01）；（2）与MIRI模型组相比，G-Rb310、20mg·kg^-1均能明显降低MIRI大鼠PAR及ADP诱导的1、3、5minPAG及MPAG（P<0.05或P<0.01）；（3）与MIRI模型组相比，G-Rb35、10、20mg·kg^-1均能明显缩小MIRI大鼠MIS，明显降低血清CK-MB及LDH活性（P<0.05或P<0.01）；（4）与MIRI模型组相比，G-Rb35、10、20mg·kg^-1均能明显降低MIRI大鼠血清MDA含量，明显提高SOD活性（P<0.05或P<0.01）；（5）与MIRI模型组相比，G-Rb35、10、20mg·kg^-1均可明显降低MIRI大鼠血浆AngⅡ及ET含量（P<0.05或P<0.01）；（6）与MIRI模型组相比，G-Rb310、20mg·kg^-1均能明显降低MIRI大鼠血浆PGI2含量，升高血浆PGI2含量及PGI2/TXA2比值（p<0.05或P<0.01）；（7）与MIRI模型组相比，G-Rb35、10、20mg·kg^-1均能减轻MIRI大鼠心肌组织光学显微镜及电镜显微镜下观察到的心肌病理形态学改变；（8）与MIRI模型组相比，G-Rb320mg·kg^-1可明显抑制MIRI大鼠心肌组织原癌基因c-myc、c-fos及c-jun的高表达（P<0.05或P<0.01）。二、人参皂苷Rb3对大鼠AMI不同阶段基质金属蛋白酶的影响1.实验方法400只大鼠随机分为假手术组、心肌梗死模型组、阳性对照组及G-Rb320mg/kg组，每组100只。大鼠结扎冠脉左前降支建立心肌梗死模型，结扎后连续给药，直至实验结束。于冠脉结扎后第1、7、14、21、28d，每组分别取10只大鼠，以水合氯醛300mg·kg^-1腹腔注射麻醉，腹主动脉取血，分离血清。以COBAS-FARA自动生化分析仪测血清天门冬氨酸氨基转换酶（AST）、磷酸肌酸激酶（CPK）及乳酸脱氢酶（LDH）活性；采用ELISA方法测定血清转化生长因子-β1（TGF-β1）含量，基质金属蛋白酶-2（MMP-2）及基质金属蛋白酶-9（MMP-9）活性，金属蛋白酶组织抑制因子^-1(TIMP^-1)及金属蛋白酶组织抑制因子-3（TIMP-3）水平变化；放免法测定肿瘤坏死因子-α（TNF-α）及白介素^-1β(IL^-1β)含量变化；冠脉结扎第1、21d，每组10只大鼠摘取心脏，平行于房室沟将左心室心肌横切4⁵片，浸入NBT染色，称重，计算心肌梗死面积（MIS）；冠脉结扎第7、14、28d，每组每个时间点20只大鼠采血后剖取心脏，分别取4只大鼠，自切口处向上横向切取约2mm厚心肌，HE染色，于光学显微镜观察心肌组织病理改变，4只大鼠剖取心脏，自心尖部向上横向切取约2mm厚心肌，醋酸双氧铀及柠檬酸铅双重染色，透射电子显微镜观察心肌组织超微结构改变，4只大鼠心肌组织进行免疫组化染色，分析Ⅰ、Ⅲ型胶原变化，4只大鼠心肌组织提取总蛋白及定量，进行MMP-2，MMP-9，TIMP^-1及TIMP-3蛋白水平检测，4只大鼠心肌组织提取RNA，进行MMP-2，MMP-9，TIMP^-1及TIMP-3mRNA水平检测。2.实验结果（1）在冠状动脉结扎第1d、第7d、第14d、第21d及第28d，G-Rb320mg·kg^-1均可使血清CPK、LDH及AST活性明显降低，与心肌梗死模型组相比差异具有显著性（P<0.05或P<0.01）；（2）在冠状动脉结扎第1d、第7d、第14d、第21d及第28d，G-Rb320mg·kg^-1均可使血清TNF-α、IL^-1β、TGF-β1含量明显降低，与心肌梗死模型组相比差异具有显著性（P<0.05或P<0.01）；（3）在冠状动脉结扎第1d、第7d、第14d、第21d及第28d，G-Rb320mg·kg^-1均可使血清MMP-2及MMP-9活性明显降低，并使血清TIMP^-1及TIMP-3含量明显增加，与心肌梗死模型组相比差异具有显著性（P<0.05或P<0.01）；（4）在冠状动脉结扎第1d及第21d，G-Rb320mg·kg^-1均可使大鼠心肌梗死面积明显缩小，与心肌梗死模型组相比差异具有显著性（P<0.05或P<0.01）；（5）在冠状动脉结扎第7d、第14d及第28d，G-Rb320mg·kg^-1能明显减轻心肌组织光镜下形态病理学及电镜下超微结构的异常改变；（6）在冠状动脉结扎第7d、第14d及第28d，G-Rb320mg·kg^-1能减轻心肌梗死大鼠心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原纤维增生；（7）在冠状动脉结扎第7d、第14d及第28d，心肌梗死模型组MMP-2和MMP-9的蛋白表达明显升高，TIMP^-1，TIMP-3蛋白的表达则明显降低。在冠状动脉结扎第7d，G-Rb320mg·kg^-1对MMP-2、MMP-9、TIMP^-1及TIMP-3蛋白表达无明显影响，在第14、28d，G-Rb320mg·kg^-1能明显抑制MMP-2及MMP-9蛋白表达，增加TIMP^-1及TIMP-3蛋白表达；（8）在冠状动脉结扎第7d、第14d及第28d，心肌梗死模型组MMP-2及MMP-9mRNA水平明显升高，TIMP^-1及TIMP-3mRNA水平明显降低。G-Rb320mg·kg^-1可使MMP-2及MMP-9mRNA水平明显降低，TIMP^-1及TIMP-3mRNA水平明显升高（P<0.05或P<0.01）。结论:1.G-Rb3能明显改善心肌缺血再灌注损伤大鼠的血流动力学参数，缩小MIS，降低血清CK-MB及LDH活性，减轻心肌组织病理改变。提示其对大鼠心肌缺血再灌注损伤具有明显保护作用。2.G-Rb3保护大鼠心肌缺血再灌注损伤的作用机制可能与抗氧化作用，降低AngⅡ及ET水平，提高PGI2/TXA2比值，抑制血小板的黏附与聚集功能及抑制心肌组织原癌基因c-myc、c-fos和c-jun高表达有关。3.模型组大鼠在冠脉结扎第14天，可见血清CPK及AST活性明显升高，第21、28天一直维持平稳水平；血清LDH活性则在第7天就明显升高，第14、21、28天一直维持平稳水平。G-Rb3能明显缩小大鼠心肌梗死不同阶段的MIS，降低血清血清CPK、LDH及AST活性，减轻心肌组织病理改变。4.模型组大鼠在冠脉结扎第7天，可见血清TNF-α及TGF-β1含量明显升高，第14、21、28天一直维持平稳水平；血清血清IL^-1β含量则在第14天才明显升高，第21、28天维持平稳水平。G-Rb3能明显降低大鼠心肌梗死不同阶段血清TNF-α、IL^-1β及TGF-β1含量。5.模型组大鼠冠脉结扎第1天，血清MMP-2及MMP-9活性就有升高趋势，在第7、14、21、28天，血清MMP-2及MMP-9活性均明显升高，第7、14天达到高峰；模型组大鼠血清TIMP^-1水平于冠脉结扎第14天明显降低，血清TIMP-3水平于第7天明显降低，两者均一直维持至28天。血清MMP-2及MMP-9活性变化与血清TIMP^-1及TIMP-3水平标尺一致。G-Rb3能明显降低大鼠心肌梗死不同阶段血清MMP-2及MMP-9活性，并升高血清TIMP^-1及TIMP-3含量。6.模型组大鼠冠脉结扎第7、14、28天，可见心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原纤维增生；MMP-2和MMP-9蛋白表达明显升高，TIMP^-1，TIMP-3蛋白表达明显降低；MMP-2及MMP-9mRNA水平明显升高，TIMP^-1及TIMP-3mRNA水平明显降低。G-Rb320mg·kg^-1可明显抑制大鼠心肌梗死不同阶段心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原纤维的增生；可使MMP-2及MMP-9mRNA水平及蛋白水平表达明显降低，TIMP^-1及TIMP-3mRNA水平及蛋白水平表达明显升高。综上所述，G-Rb3一方面通过降低TNF-α、IL^-1β、TGF-β1含量，一方面通过调节TIMP^-1和TIMP-3的水平变化，从而影响心肌梗死不同阶段基质金属蛋白酶的表达，进而抑制心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原纤维增生，防治心肌梗死后心室重构的发生。