摘要
背景
心肌梗死是导致发病率和死亡率的重要原因，常引发心脏和肾脏功能障碍。尽管治疗手段有所进步，但心脏与肾脏损伤之间的关联仍不明确。本研究旨在评估香芹酚（一种天然活性化合物）对心肌梗死引起的肾损伤的潜在保护作用。
方法
在本实验研究中，32只雄性Wistar大鼠被分为四组：对照组、香芹酚组（50 mg/kg）、心肌梗死组（85 mg/kg异丙肾上腺素）以及心肌梗死+香芹酚组（50 mg/kg香芹酚+85 mg/kg异丙肾上腺素）。香芹酚连续给予6周，异丙肾上腺素用于诱导心肌梗死。随后评估血压、生化参数（肌酸激酶、乳酸脱氢酶、尿素、肌酐、GDF-15、IL-6）以及肾组织病理学变化。
结果
生化分析显示，与对照组相比，心肌梗死组中肌酸激酶和乳酸脱氢酶水平显著升高（p = 0.023, p = 0.020），而香芹酚降低了这些指标。IL-6和GDF-15水平在心肌梗死组和心肌梗死+香芹酚组中均升高（p = 0.009, p < 0.001）。心肌梗死组的血压显著降低。病理学检查显示，心肌梗死组出现严重肾损伤，而接受香芹酚治疗的大鼠仅表现出轻微的肾小管扩张和罕见的坏死。
结论
香芹酚似乎对心肌梗死引起的肾损伤具有保护作用，能够减少心肌损伤标志物和肾损伤，提示其在心肾综合征中的潜在治疗价值。需要进一步研究以了解其机制及其在心血管和肾脏疾病中的临床应用。
引言
缺血性心脏病是我国乃至全球每年发病率和死亡率的主要原因之一。心肌梗死（MI）因无法向周围提供足够的血液并满足心肌组织的氧气需求而导致心力衰竭。尽管介入性心脏病技术和药物治疗已取得进展，但由于现有治疗方法的局限性，MI所致的发病率和死亡率仍然很高。因此，迫切需要开发预防和有效治疗MI的新方法。
身体的不同器官通过协同工作维持健康的生理平衡。器官间的相互作用是身体健康生理功能的基本要素；某一器官的病理损伤可能导致另一器官的急性或慢性功能障碍。心脏和肾脏通过各种血流动力学和非血流动力学途径相互影响，这些途径对于心血管稳态的维持至关重要。心脏与肾脏之间的生理功能障碍被称为心肾综合征（CRS）。目前尚不清楚肾功能衰竭和心力衰竭之间病理生理机制如何相互影响，其中许多可能促成恶性循环。在这种情况下，由于心输出量下降造成的低血压和肾灌注不足会导致交感神经活动增加。此外，肾素-血管紧张素-醛固酮系统和精氨酸-加压素的释放增加了外周血管收缩、器官连接，并再次增加心脏的工作负荷。MI的一个并发症是心力衰竭。因此，更好地理解MI后肾功能的变化对于识别改善疾病预后的新型治疗靶点具有重要意义。
异丙肾上腺素(ISO)是一种合成的β-肾上腺素能受体激动剂，可刺激β1和β2受体，用于治疗心动过缓、房室传导阻滞和心脏骤停，因其具有正性变时和正性肌力作用。然而，高剂量的ISO可能会增加心肌耗氧量，从而导致心肌损伤和类似梗死的变化。在实验动物中，ISO会引起多种与心肌氧化损伤相关的病理变化，以及类似于人类急性心肌梗死的炎症和细胞凋亡反应。因此，它被用作实验动物心肌梗死的模型。
近年来，关于天然化合物药理作用的研究引起了人们对生物活性分子如香芹酚（CRV）治疗潜力的关注。CRV是一种单萜酚，存在于唇形科植物牛至属、百里香属、麝香草属和山羊柳属物种的精油中。商业上，CRV通过化学和生物技术方法合成。研究表明，CRV具有广泛的药理作用。特别是其抗菌和抗真菌、抗病毒、抗氧化和抗癌特性表明，这种化合物可能作为多种疾病的潜在治疗剂进行评估。也有证据表明CRV支持肾脏健康。CRV的抗氧化特性可以保护肾细胞免受自由基侵害，并有助于预防肾损伤。此外，CRV的抗炎特性可能减轻肾脏炎症并保持肾功能。研究表明，CRV可以通过下调炎症及其他炎症介质来预防帕金森病的发生和发展。众所周知，CRV在缺血前或再灌注期间的应用具有保护作用。香芹酚已被证明通过激活Nrf2/HO-1和PPARγ信号通路减少异丙肾上腺素诱导的心肌梗死中的氧化应激相关炎症过程和NLRP3介导的焦亡。然而，其保护机制尚未完全了解。因此，认为CRV可能在ISO诱导的心肌梗死模型中对肾损伤具有保护作用。
本研究的目的是探讨CRV在ISO诱导的心肌梗死模型中对肾缺血的影响。我们的研究旨在评估CRV预防与MI相关的肾功能障碍发展和进展的潜力。因此，将通过生化分析和组织病理学评估来研究CRV对肾功能的影响。根据获得的数据，将评估CRV是否可以用作MI诱导的肾缺血的潜在保护剂。
材料与方法
本研究在克尔谢希尔艾赫伊夫兰大学实验研究中心进行。所有用于本研究的动物均来自克尔谢希尔艾赫伊夫兰大学实验动物实验室。动物的供应、护理和实验建模将在克尔谢希尔艾赫伊夫兰大学实验动物实验室进行。在开始实验研究之前，获得了克尔谢希尔艾赫伊夫兰大学动物实验本地伦理委员会的批准（批准号：2024-08-7）。实验按照修订后的《英国1986年动物（科学程序）法》和《欧洲2010/63/EU指令》进行。在研究中，使用了32只体重为200–250克的Wistar大鼠。在实验前后，所有动物都被安置在具有12小时光照、12小时黑暗且温度恒定在22–24°C的房间内。在喂养过程中，使用颗粒饲料和自来水，没有限制饲料和水的摄入。
我们的研究是在每组8只大鼠组成的4个组中进行的。分组如下：
对照组：
该组大鼠连续6周给予标准大鼠饲料和自来水。未采取任何其他措施。
CRV组：该组大鼠连续6周给予标准大鼠饲料和自来水，并通过口服灌胃连续6周给予50 mg/kg的CRV（批号：282197-10G-Sigma Aldrich）。CRV的50 mg/kg剂量基于先前的研究。CRV溶解在玉米油中，以1 ml/kg/天的剂量给予。
MI组：该组大鼠连续6周给予标准大鼠饲料和自来水。为了诱发心肌梗死，最后两天皮下注射85 mg/kg的ISO（批号：4122564，Merck，德国）。
MI + CRV组：
该组大鼠连续6周给予标准大鼠饲料和自来水。同时，通过口服灌胃连续6周给予50 mg/kg的CRV，最后两天皮下注射85 mg/kg的ISO。
CRV应用
不同研究中使用的CRV剂量有所不同。有报告称剂量为5、10、15、25、50和100 mg/kg。CRV通过口服灌胃以50 mg/kg的剂量连续6周给予。
心肌梗死诱导
为了制造心肌梗死模型，在实验的最后两天，大鼠皮下注射85 mg/kg的ISO。在给予85 mg/kg异丙肾上腺素后，MI组中有两只大鼠死亡。实验结束时，通过腹腔注射50 mg/kg的硫喷妥钠麻醉大鼠。在硫喷妥麻醉下进行开胸手术，从动物的心脏取血。然后迅速取出肾组织用于组织学研究。在全身麻醉下采集组织样本和血液样本后，通过颈椎脱臼处死动物。
血清和肾组织分析
收集在试管中的血液直立放置40分钟后，以3000 rpm离心10分钟。离心后获得血清，并使用Mindray BS-400生化分析仪测量肌酸激酶（CK）（批号：OTTOBC137）、乳酸脱氢酶（LDH）（批号：OTTOBC129）、尿素（批号：OTTOBC157）和肌酐（批号：OTTOBC139）水平。使用ELISA试剂盒方法分析肾组织中的生长分化因子（GDF-15）（批号：202310，Sunred）和白细胞介素-6（IL-6）（批号：202310，Sunred）水平。
血压测量
为了确认心肌梗死，使用尾套体积描记法（MAY NIBP250，土耳其）在实验前后测量血压。所有动物被置于约束装置中20分钟，尾部附着袖带，记录血压。每只动物总共进行了五次测量，每次间隔1分钟。排除最高和最低测量值，通过剩余三个测量值的平均值获得收缩压、舒张压、心率和平均动脉压数据。
平均动脉压=舒张压+（收缩压-舒张压）/3。
组织病理学分析
所有大鼠的左肾组织样本首先在10%甲醛溶液中固定72小时进行光镜检查。固定后，组织样本放置在盒中并在流水下冲洗24小时。为了去除水分，组织经过逐渐增加的酒精系列（50%、70%、80%、90%、100%）。然后通过二甲苯使组织透明，随后埋入熔融石蜡中。从制备的石蜡块中切下5–6 µm厚的切片，用苏木精-伊红（H&E）（Bio-Optica 05-06004/L Harris“苏木精”& Bio-Optica 05-10002/L，伊红Y 1%）和PAS染色剂（批号：C9002，GBL Lab）染色。通过H&E染色显示肾组织的组织学变化。PAS染色用于显示糖原积累，特别是在肾小管上皮和间质细胞中，以及基底膜中的结缔组织积累。
肾脏组织病理学评分方法
在用苏木精-伊红染色的横截面中，评估肾小管上皮的退化和坏死作为半定量充血情况。通过对每个肾切片中10个不同区域的每个损伤参数打分，计算组内的平均百分比值。当观察到小于25%的肾小管上皮损伤时，组织病理学变化评分为1（轻度）；当观察到25–50%时，评分为2（中度）；当观察到大于50–75%时，评分为3（重度）；当观察到75–100%时，评分为4（非常严重）（无=0，轻度=1，中度=2，重度=3，非常严重=4）。组织病理学评分方法见表1。
统计分析
生化和组织学分析的结果使用GraphPad Prism 9.0统计程序进行评估。进行Shapiro-Wilk检验以评估数据分布的正态性。使用单因素方差分析（ANOVA）和Kruskal-Wallis检验进行多组比较。ANOVA的后续分析使用Bonferroni检验，Kruskal-Wallis检验的后续分析使用Dunn检验。数值测量总结为中位数和最小值-最大值。所有分析中p值低于0.05被认为具有统计学意义。
结果
在本研究中，诱导了MI，并检查了MI对肾组织生化参数、组织病理学改变和血流动力学效应的变化。
各组体重变化的评估
实验动物的体重随着时间的推移显著增加；然而，各组之间没有发现统计学上的显著差异。第1周和第7周各组的平均体重见表2（图1）。
生化参数的评估
在我们的研究中，评估了各组的生化参数，并检查了心肌梗死和CRV给药对尿素、CK、LDH、GDF-15和IL-6水平的影响。各组的尿素、肌酐、CK、LDH、GDF-15和IL-6值见表3。
血清肌酸激酶评估
MI组的CK值（718.8±153.4）显著高于对照组（481.0±117.6）（p = 0.023）。同样，在MI组和CRV组（497.3±83.13）之间检测到显著差异（p = 0.037）。MI+CRV组的平均CK为583.9±226.6。MI组和MI+CRV组之间也存在差异，但这种差异没有统计学意义（图2）。
血清LDH水平评估
在检查LDH值时，对照组（506.5±143.3）和MI组（756.4±237.3）之间检测到显著差异（p = 0.020）。MI组和MI+CRV组之间的LDH值（501.1±64.49）存在显著差异（p = 0.017）。对照组（485.9±145.1）和MI组之间的对比也观察到显著差异（p = 0.011）（图2）。
血清尿素水平评估
各组之间未发现显著差异（图3）。
血清肌酐水平评估
各组之间未发现显著差异（图3）。
血清IL-6水平评估
各组之间检测到显著差异。对照组（59.70±3.04）和CRV组（74.4±4.81）之间（p = 0.012）以及对照组和MI+CRV组（78.58±1.78）之间（p = 0.01）存在显著差异。MI组（63.39±1.74）和MI+CRV组之间也存在显著差异（p = 0.009）（图4）。
血清GDF-15水平评估
各组之间发现显著差异。对照组（109.1±3.20）和MI+CRV组（137.9±1.49）之间（p < 0.001）以及MI组（116.6±3.73）和MI+CRV组之间（p < 0.001）存在显著差异。MI+CRV组（137.9±1.49）和CRV组（113±4.15）之间也存在显著差异（p < 0.001）（图4）。
血压测量
对比了对照组、MI组、MI+CRV组和CRV组的心率、收缩压、舒张压和平均动脉压值。心率和血压参数见表4。
收缩压值评估
MI组的收缩压低于对照组，这种差异具有统计学意义（p = 0.04）。对照组和CRV组之间的收缩压值也存在显著差异（p = 0.002）。同样，对照组和MI+CRV组之间的收缩压值存在统计学上的显著差异（p = 0.04）（图5）。
舒张压值评估
MI组的舒张压值显著低于对照组（p = 0.043）。然而，其他组之间的舒张压值没有显著差异（图5）。
平均动脉压值评估
在我们的研究中，MI组（70.03±15.83）的平均动脉压在平均动脉压分析中显示出相对于对照组（98.85±11.91）的显著降低（p = 0.004）。CRV组的平均动脉压为76.92±18.43。对照组和CRV组之间的平均动脉压存在显著差异（p = 0.036）（图5）。
心率值评估
在检查心率值时，MI组的心率显著低于对照组（p = 0.041）。其他组之间的心率没有显著差异（图5）。
肾组织病理学结果
对照组肾组织的组织学检查显示实质、皮质和髓质结构正常。与对照组相比，MI组出现弥漫性水肿样变性和肾小管上皮凝固性坏死、肾小管扩张、肾小球变性和血管充血。在MI+CRV组中检查肾组织时，观察到肾小管轻度扩张和极少数凝固性坏死。CRV组的组织学表现与对照组相似（图6）。在用PAS染色的肾切片中，特别是在MI组中，肾小管上皮细胞和刷状缘染色更清晰。观察到肾小球和肾小管基底膜增厚以及系膜基质增加。与MI+CRV组相比，MI组和对照组的基底膜厚度更接近对照组，细胞中的糖原染色减少（图6）。
讨论
本研究的结果展示了MI的系统性影响以及CRV对这些影响的潜在调节作用。生化分析显示，MI后心肌损伤的指标CK和LDH水平显著增加。此外，MI组中观察到的血流动力学紊乱，包括心率、舒张压、收缩压和平均动脉压的降低，在CRV治疗后得到了部分改善。组织病理学分析支持了这些发现，表明CRV减少了肾组织的结构损伤，基本保持了组织完整性。这些结果表明，香芹酚可能对MI引起的器官功能障碍产生保护作用，这在生化和组织学水平上均可观察到。
MI的发病机制是一个复杂的过程，氧化应激在其中起着核心作用，正如多项研究所示。氧化应激的特征是活性氧（ROS）生成增加，破坏了细胞的氧化还原平衡。在MI期间，心肌细胞因缺血和缺氧而产生高水平的ROS。这种过量生成引起脂质过氧化、蛋白质氧化和DNA损伤，最终导致细胞死亡。此外，由于抗氧化防御机制的能力有限，心肌细胞特别容易受到氧化损伤。因此，抑制氧化应激被认为是防止心脏和系统性器官损伤的有效策略。
在这方面，具有强抗氧化特性的天然化合物引起了广泛关注。香芹酚是一种酚类化合物，具有公认的抗氧化、抗炎和抗凋亡作用。先前的研究表明，抗氧化剂如抗坏血酸和组氨酸对异丙肾上腺素（ISO）诱导的心肌损伤具有保护作用，其功效主要归因于自由基水平的降低。同样，甜菜碱据报道通过降低TNF-α水平减轻ISO诱导的心脏损伤。基于这一文献，香芹酚通过相关机制对心脏和肾组织产生类似的有益效果是有意义的。
我们的研究还发现，炎症反应在肾损伤中起着重要作用。生长分化因子15（GDF-15）是转化生长因子-β（TGF-β）超家族的一员，是一种在应激反应中表达增加的细胞因子。它被认为是心血管和肾脏疾病的重要生物标志物。根据文献，GDF-15减少了有毒物质引起的急性肾损伤，并通过维持Klotho表达支持肾功能。在我们的研究中，CRV给药后观察到的GDF-15水平增加表明，香芹酚的保护作用不仅限于抑制氧化应激，还可能涉及应激相关信号通路的调节。这些发现暗示香芹酚可能沿心肾轴提供双重保护。
我们研究的另一个优势是组织病理学结果与生化参数之间的一致性。CRV治疗显著减少了肾上皮中观察到的水肿样变性、凝固性坏死和肾小管扩张等组织学损伤。与此组织学改善平行的是，先前的研究表明香芹酚可以通过调节氧化应激标志物（MDA、NO）、炎症细胞因子（TNF-α、IL-6）和凋亡相关蛋白（Bax、Bcl-2）来保护肾组织。此外，Zataria multiflora和香芹酚的组合已被证明可以改善阿霉素诱导的肾毒性中的肾组织完整性，这与我们的发现一致。
然而，我们的研究中未观察到肾功能测试的显著变化。这可能是由于MI诱导和组织采样之间的时间较短。24小时的间隔可能不足以使完整的生物学反应在生化水平上显现。未来更长观察期的研究可能有助于更好地评估香芹酚对肾功能的影响。
此外，CRV已被证明能够抑制氯化汞（HgCl2）在大鼠睾丸组织中诱导的毒性。它通过抑制HgCl2诱导的氧化应激、炎症、细胞凋亡、自噬和组织完整性破坏实现这一效果，表明CRV可能代表一种有效的治疗选择。
亚砷酸钠通过激活氧化应激、炎症、细胞凋亡和自噬损伤途径并损害组织完整性在大鼠肝组织中诱导毒性损伤。CRV通过减少这些有害途径的激活并保持组织结构显示出对此毒性的保护特性。
此外，CRV通过改善心脏损伤标志物显示出对顺铂诱导的心脏毒性的有希望的心脏保护作用。其治疗作用与减少氧化应激、炎症、细胞凋亡和自噬有关。此外，顺铂受损的Notch信号通路通过CRV治疗得以逆转。这一发现表明Notch通路可能在顺铂诱导的心脏毒性的发病机制中起作用。
最后，黄芩素已被证明对硼替佐米诱导的肾毒性具有治疗作用。这些作用归因于其抗氧化、抗炎和抗凋亡特性，以及其保持肾组织结构完整性的能力。
然而，我们的研究中未观察到肾功能测试的显著变化。这种情况被认为是因为生物反应发生的时间不足。在心肌梗死后仅24小时进行采样可能导致生化水平上的影响未能完全反映。通过在未来的研
(全文结束)
