曲美他嗪在防治脓毒症心功能不全中的新作用
【技术领域】
[0001]本发明涉及药物新用途领域，具体为曲美他嗪在防治脓毒症心功能不全中的新用途。
【背景技术】
[0002]盐酸曲美他嘆(Trimetazidine)，化学名称为:1-(2，3，4_三甲氧基苯甲基)呢嘆二盐酸盐。正常心肌的能量(ATP)供给60%?70%来自游离脂肪酸β氧化，20%?25%为葡萄糖氧化，5%?10%为糖酵解。游离脂肪酸氧化产生等量ATP的耗氧量比葡萄糖氧化的耗氧量高，而且高水平游离脂肪酸氧化可明显抑制葡萄糖氧化的速率。心肌缺血时交感神经兴奋，儿茶酚胺水平升高，继而导致血中游离脂肪酸水平升高；心肌能源供给中游离脂肪酸氧化增加至80%?90% ;葡萄糖酵解和葡萄糖氧化的耦联失调，致使心肌细胞内H+、Ca2+及Na+超载，引起细胞酸中毒和损害，使心肌工作效率降低，同时耗能增加。因此，优化心肌能量代谢，尤其是抑制游离脂肪酸氧化，加强心肌葡萄糖代谢有利于减轻心肌缺血引起的组织损伤，改善心肌功能。曲美他嗪可抑制游离脂肪酸代谢，使游离脂肪酸代谢减少，从而使心肌以葡萄糖代谢为主产生能量，在冠状动脉病变而心肌供氧受到限制时，提高氧的利用度，产生更多的高能磷酸键，以缓解心肌缺血症状，并维持心肌的存活和心脏的功能。另夕卜，曲美他嗪使游离脂肪酸代谢产生的乙酰辅酶A减少，从而刺激丙酮酸脱氢酶，间接使葡萄糖氧化得到加强。
[0003]曲美他嗪还能提供代谢性心肌细胞保护作用，主要是通过减少细胞内H+、Ca'Na+的超载，提高乳酸的利用率，减少细胞的酮体产生，有效抑制缺氧所致的细胞酸中毒来实现的。在实验性心肌缺血模型中，曲美他嗪可改善心肌收缩力，缩小梗死面积；抑制细胞内pH值和ATP的降低；减少中性粒细胞堆积，抑制自由基对心肌细胞的损害，增加心肌细胞对低氧应激的耐受能力。曲美他嗪还具有维持线粒体的正常功能、使心肌细胞内氧自由基产生减少、抑制心肌组织中中性粒细胞浸润等作用，均对其抗心肌缺血作用有利。
[0004]曲美他嗪能降低血管阻力，增加冠脉血流量及周围循环血流量，促进心肌代谢及心肌能量的产生；能减低心脏工作负荷，降低心肌耗氧量及心肌能量的消耗，从而改善心肌氧的供需平衡。尚能增加对强心甙的耐受性。临床适用于冠脉功能不全、心绞痛、陈旧性心肌梗死等。对伴有严重心功能不全者可与洋地黄并用。
[0005]脓毒症是指各种致病微生物或其毒素存在于血液或组织中，是机体对感染的一种全身性炎性反应，进一步发展可导致感染性休克和多器官功能障碍综合征，是临床危重症患者死亡的主要原因之一。脓毒症患者中有40%?50%合并心脏功能不全，其中出现严重心力衰竭者约占7%。迄今为止，其发生机制尚未定论。细菌毒素、细胞因子等通过不同的途径造成心肌灌注不足、心肌能量代谢障碍及心肌细胞凋亡等，是脓毒症导致心脏损伤的重要机制。心肌能量代谢障碍是脓毒症心功能不全心肌细胞损伤的始动环节，是引起和促进心功能障碍发生、发展的重要因素。目前尚无治疗脓毒症心功能不全的药物。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术中的不足，本发明公开了曲美他嗪在防治脓毒症心功能不全中具有作为心功能保护药物的新用途，在细菌诱发的脓毒症心功能不全中有明显的保护作用。
[0007]本发明的目的是这样实现的:
[0008]曲美他嗪在防治脓毒症心功能不全中的具有作为心功能保护药物的新用途:
[0009]心肌能量代谢障碍是脓毒症心功能不全心肌细胞损伤的始动环节，是引起和促进心功能障碍发生、发展的重要因素。目前认为以下因素参与其中:
[0010]1.线粒体功能损伤:心肌线粒体是心肌能量代谢的主要场所，脓毒症时心肌线粒体也发生了一系列变化，线粒体功能障碍(如氧化磷酸化损伤、Ca2+超载)是心肌能量代谢改变的关键机制。在严重脓毒症病程中降低的是细胞氧耗而非组织氧供。由于>90%氧耗用于线粒体生成三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate，ATP)，因此，线粒体功能障碍可能在脓毒症心肌抑制中有重要作用。
[0011]2.心肌脂类代谢紊乱:正常心肌ATP来源于线粒体氧化代谢，其中脂肪酸为60%?80%，丙酮酸氧化为10%?40%，糖酵解很少。脓毒症时心肌细胞能量氧化代谢由优先利用游离脂肪酸(free fatty acid,FA)变为优先利用葡萄糖供能。FA氧化减少的原因是过氧化合物酶体增值激活受体活性降低而引起参与FA运输与代谢的基因表达下调。
[0012]3.心肌糖代谢异常:脓毒症时心肌能量代谢的底物发生改变，由优先利用FA变为优先利用葡萄糖作为能量代谢的底物。尽管FA作为能量来源不如葡萄糖有效，需要多消耗10%的氧才能产生等量的ATPdS FA氧化减少并不能完全被葡萄糖代谢增强所代偿。脓毒症时心肌细胞酶学发生改变，可导致心肌糖代谢异常和心肌存在进行性的能量衰竭，最终导致心脏功能的降低。
[0013]本发明所述的曲美他嗪还可以通过抑制心肌巨噬细胞浸润、增殖，抑制炎症反应，同时减少心肌细胞活性氧的产生，减轻氧化应激反应造成的心肌细胞损伤，减少心肌细胞凋亡。
[0014]与现有技术相比，预防性给药和治疗性研究结果均显示，曲美他嗪不仅具有显著减轻心肌细胞水肿、减少心肌细胞凋亡、改善心肌收缩功能、提高射血分数的疗效，还具有改善低血压、降低死亡率的显著疗效。并且其静脉注射制剂的疗效相比，口服制剂效果类似。
【附图说明】
[0015]图1 口服曲美他嗪对脓毒症心功能不全的预防作用。图1A为心肌HE染色及细胞面积测定。预防性口服曲美他嗪可改善脓毒症心功能不全小鼠心肌细胞水肿。图1B为心肌TUNEL染色检测细胞凋亡。预防性口服曲美他嗪可改善脓毒症心功能不全小鼠心肌细胞凋亡。图1C为心脏超声检测心功能。预防性口服曲美他嗪可改善脓毒症心功能不全小鼠心脏射血分数和短轴缩短率下降。图1D为心脏超声检测心脏内径。预防性口服曲美他嗪可改善脓毒症心功能不全小鼠心肌水肿。图1E为心导管检测心功能。预防性口服曲美他嗪可改善脓毒症心功能不全小鼠心脏功能损伤。
[0016]图2 口服曲美他嗪对脓毒症心功能不全的治疗作用。图2A为心脏超声检测心功能。口服曲美他嗪治疗可改善脓毒症心功能不全小鼠心脏射血分数和短轴缩短率下降。图2B为心脏超声检测心脏内径。口服曲美他嗪治疗可改善脓毒症心功能不全小鼠心肌水肿。图2C为心导管检测心功能。口服曲美他嗪治疗可改善脓毒症心功能不全小鼠心脏功能损伤。图2D为尾动脉血压监测。口服曲美他嗪治疗可改善脓毒症心功能不全小鼠低血压状态。图2E为生存率。口服曲美他嗪治疗可改善脓毒症心功能不全小鼠的生存率。
[0017]图3静脉注射曲美他嗪对脓毒症心功能不全的预防及治疗作用。图3A为心导管检测心功能。预防性静脉注射曲美他嗪可改善脓毒症心功能不全小鼠心脏功能损伤。图3B为心导管检测心功能。静脉注射曲美他嗪治疗可改善脓毒症心功能不全小鼠心脏功能损伤。图3C为尾动脉血压监测。静脉注射曲美他嗪治疗可改善脓毒症心功能不全小鼠低血压状态。图3D为生存率。静脉注射曲美他嗪治疗可改善脓毒症心功能不全小鼠的生存率。
[0018]图4 口服曲美他嗪对脓毒症心功能不全炎症反应的抑制作用。图4A为外周血炎症因子检测。曲美他嗪可改善脓毒症心功能不全小鼠的全身炎症反应。图4B为心脏组织炎症因子检测。曲美他嗪可改善脓毒症心功能不全小鼠的心脏炎症反应。图4C为免疫组化检测心肌的巨噬细胞浸润。曲美他嗪可减少脓毒症心功能不全小鼠心肌的巨噬细胞浸润。
[0019]图5 口服曲美他嗪对巨噬细胞氧化应激反应和炎症反应的抑制作用。图5A为DHE染色检测巨噬细胞氧化应激。曲美他嗪可改善巨噬细胞的氧化应激反应。图5B为巨噬细胞炎症因子检测。曲美他嗪可改善巨噬细胞的炎症反应。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
[0021]实施例1 口服曲美他嗪对脓毒症心功能不全的预防作用
[0022]C57小鼠随机分为4组:I)对照组(生理盐水灌胃)，2)曲美他嗪对照组(TMZ，20mg/kg，口服灌胃，一日三次)，3)脂多糖组(LPS，15mg/kg，腹腔注射)，4)曲美他嗪预防组(TMZ+LPS，TMZ 20mg/kg，口服灌胃，一日三次，3日后予以LPS 15mg/kg，腹腔注射)，每组8只。
[0023]C57小鼠在SPF环境饲养一周后，开始给予预防口服灌胃曲美他嗪，3日后予以LPS0 LPS腹腔注射6小时后，采用小动物高频心脏超声和Millar心导管系统进行心功能检测。随后处死动物，福尔马林固定心脏后，包埋、切片，采用H&E染色进行心脏形态学检测；并采用TUNEL试剂盒对细胞凋亡进行检测。
[0024]结果显示，H&E染色表明曲美他嗪可以改善LPS导致的脓毒症心功能不全小鼠心肌细胞轻度水肿，细胞面积增大(图1A)。同时，TUNEL检测表明曲美他嗪可以抑制脓毒症心功能不全小鼠心肌细胞凋亡(图1B)。并且心脏超声结果表明脓毒症心功能不全小鼠的射血分数和短轴缩短率下降，而曲美他嗪可以起到改善作用(图1C)，曲美他嗪还可以改善脓毒症心功能不全小鼠心肌水肿(图1D)。Millar心导管检测的结果与此一致，曲美他嗪改善了脓毒症心功能不全小鼠心