黄芪总提物及黄芪有效成分治疗心衰的心肌力能学机制研究.pdf

黄黄总提物及黄黄有效成分治疗心衰的 心肌力能学机制研究Ener g et ic Mech anisms I nd er l ying t h e Ef f ect s of Ast r ag al u s Ext r act Mixt u r e and t h e Ef f ect ive Component s of Ast r ag al u s on Car d iac Cont act il it y in t h e Rat s wit h Exper iment al Hear t Fail u r e 目录摘要.1ABSTRACT.8英文缩略词表.17文献综述.19综述1游离脂肪酸代谢与心衰关系的分析与思考.191.1 HF与FFA的摄取.20L2HF与FFA中间转运.21L4HF与FFA的限化.241.5 HF与ATP的生成.261.6 HF与能量储存及利用.28综述2.黄芭的化学组分及对心脏疾病的治疗.372黄黄的化学成分.372.2黄黄成分的心血管药理作用.39研究思路和意义.51前言.52材料和方法.581材料.581.1 实验动物.581.2 药品与试剂.581.3 设备和仪器.592方法.602.1 实验分组.602.2 处理方法.602.3 动物实验.602.4 标本采集.612.5 检测指标.612.6 主要溶液的配制.622.7 检测步骤.652.8统计学处理.75中国中医科学院2009级博士研究生学位论文1黄茂总提物及黄黄有效成分对ADR致HF心肌机械收缩性能的影响.762黄黄总提物及黄茯有效成分对ADR致HF心肌能量代谢底物摄取利用的影响.813黄黄总提物及黄黄有效成分对ADR致HF心肌能量底物及中间产物的影响.884黄黄总提物及黄狂有效成分对ADR致HF心肌能景代谢酶类的影响.925黄黄总提物及黄黄有效成分对ADR致HF心肌能量利用和储存的影响.95讨论.991黄苣总提物及黄黄有效成分对ADR致HF心肌机械收缩性能的影响.1012黄黄总提物及黄诧有效成分对ADR致HF心肌能量代谢底物摄取利用的影响.1013黄黄总提物及黄苗有效成分对ADR致HF心肌能量代谢中间转运体的影响.)064黄芭总提物及黄荏有效成分对ADR致HF心肌能量代谢酶类的影响.1085黄在总提物及黄黄有效成分对ADR致HF心肌能量储存及利用的影响.112结论.114展望.115参考文献.116致 谢.128个人简历.130黄黄总提物及黄黄有效成分治疗心衰的心肌力能学机制研究摘要背景心力衰竭(Hear t Fail u r e.HF)是一种由于各种器质性或功能性心脏疾病使心室或射 血能力受根的综合症，其病死率约50%,已成为21世纪最重要的心血管病症。在 过去三十年，急性心梗的病死率已经有所下降，但心衰的伴发率却持续升高，己严重 影响了人类健康。对于心衰的了解，早在2000年前就被希腊Hippocr at es所描述，但对其治疗，虽然取得了一定的进展，却一直不理想，因此，如何治疗心衰，阻止心 衰的病程发展一直是医学研究的热点问题。HF的发病是由多种因素决定的，早在1939年，Her r mann和Dech er d发现慢性 心衰心肌中肌酸含量明显降低，因而提出在慢性心衰时存在心肌能量的耗竭。目前越 来越多的临床研究和实验研究均显示，衰竭的心脏都存在着心肌能量的耗竭，因而能 量代谢在心衰进展中起着非常重要的作用。事实上，心肌能量代谢障碍是心衰的重要 标志之一。研究显示，心肌能量缺乏、代谢酶类过表达以及基因的异常能够引起左心 室重塑，是心衰进展中必不可少的因素。在胎儿时期，葡萄糖作为代谢底物的主要供 能者，游离脂肪酸氧化率很低。提供ATP的量很少，心脏中的糖酵解是能量的主要来 源，并且糖酵解酶类具有更高的活性。出生后游离脂肪酸的氧化率增长了 10倍，同时 简萄糖的氧化率下降，而心衰晚期游离脂肪酸氧化减少葡萄糖氧化增加，这恰好和一 些研究观察到的结果相反。如果新生儿罹患心肌肥大，脂肪酸氧化的关键酶类活性及 表达将保持“胎儿状态”。许多参与脂肪酸氧化的关键酶类在从胎儿代谢状态转化到成 人状态时都发生了改变，表明对应于慢性心肌应力(变化)而发生的不是一个简单的胎 儿代谢调节的转变。心衰状态下代谢重塑的影响不但与脂肪酸供给的代谢底物的转变 有关，而且还与代谢中的关键酶类的“胎儿化”有关-可见，心衰实质上是由于能量不足造成基因表达异常而引起的一种超负荷性心肌 病。对心衰心肌中高能磷酸化合物的检测也证实，与能量代谢障碍相伴的心室重构是 心衰的主要病理生理学机制。能量代谢障碍贯穿于心肌从代偿性肥大到最终衰竭的全 过程中，是心衰发生、发展和恶化的重要因素。鉴于心衰的发展与心肌机械收缩力学 以及心肌力能学障碍和紊乱等众多因素有关，有学者提出可通过调整心肌能量代谢的 方法来治疗心衰和提高心肌工作效率。纠正代谢失衡的疗法可能为心衰及心肌缺血等 中国中医科学院2009级博士研究生学位论文与力能学过程紊乱有关的疾病的治疗开辟出一条新的治疗途径。到目前为止，一些直 接改善心肌能量代谢的药物已被证实能够提高心衰患者的心功能。因此，研究改善能 量代谢的措施，对于防治心衰的发生发展具有重要意义，甚至St eph an等认为未来 心衰治疗的一个目标就是改善心肌的能量代谢。运用中药益气法治疗心衰的理念与改善哀竭心脏能量代谢有共通之处。从黄美中 所提取出的黄黄甲昔，黄黄多糖，黄黄总提物都对心功能改善均具有很好的作用，目 前在临床上被广泛用于治疗心脏疾患。研究表明，黄黄甲昔主要是通过其抗氧化作用 而保护心脏功能。虽然有研究展示黄黄等补气中药及/或有效成分也有调节其他组织 器官脂质和糖代谢的功能，但对于其是否通过直接参与调解心肌细胞能量底物的选 择、利用及产能而发挥其改善心脏功能尚无人涉足。故研究从心肌机械收缩力学以及心肌力能学(能量代谢)的角度，通过比较黄 黄总提物及黄黄有效成分治疗后的一系列变化，包括心肌收缩做功、心肌对能量底物 如游离脂肪酸、葡萄糖、丙酮酸和乳酸等的选择及利用、心肌氧耗、心肌能量(底物)转运体、心肌能量代谢的关键酶类等的改变，系统探讨黄鼠总提物及黄黄有效成分对 阿霉素所致心衰的保护机制。从而为补气中药治疗心衰的机制从一个新的视角上提供 更新的科学依据和研究示范。这种纠正能量代谢失衡的方法可能为中医药治疗心衰及 心肌缺血等与力能学过程紊乱有关的疾病开辟出一条新的治疗途径。目的采用阿霉素致实验性心衰大鼠模型为对象，通过电生理技术，分子生物学技术，HPLC及试剂盒检测技术，从心肌收缩机械力学和力能学角度，观察包括心肌能量底 物的选择、氧耗、中间产物的转运、能量代谢的关键酶类、能量的储存和利用等，系 统探讨黄黄总提物及黄荏有效成分(黄黄皂昔/黄黄多糖等)保护实验性心衰心肌功能 损伤的科学机制。方法本研究将SD大鼠分为7组，包括正常(Cont r ol)组、HF组、地高辛(Dig oxig ein、DG)、黄黄甲昔(Ast r ag al osid e,ASIV)组、黄黄多糖(Ast r ag al u s Pol ysacch ar id e,APS)2黄英总提物及黄关有效成分治疗心衰的心肌力能学机制研究组、黄黄总皂昔(Tot al Saponins of Ast r ag al u s,AST)组、黄黄总提物(Ast r ag al u s Ext r act Mixt u r e,AEM)组，除HF组18只大鼠外，其余各组均12只，采用阿霉素(或称盐 酸多柔比星，Ad r iamycin,ADR)制造心衰模型，分别给予生理盐水(正常组)及治疗药 物(地高辛及黄黄单体，总提物)，从能量代谢的角度观察其对HF的治疗作用及机制。实验主要包括以下疗效确定和作用机制研究两个部分。1疗效确定采用l ang end r of f灌流系统，观察比较正常组、模型组及治疗组大鼠一般状态、生存率、心重/体重等基本状态及心脏机械力学指标，包括左心室收缩压(Lef t Vent r icu l ar Syst ol ic Pr essu r e.LVSP)左心室舒张终末压(Lef t Vent r icu l ar End-d iast ol ic Pr essu r e,LVEDP)、心率(Hear t Rat e,HR)、左心室内压最大上升和下降速率(士d p/d t max)等的变化，以确定黄黄总提物及黄茜有效成分对改善实验性心衰心脏功能的作用效 果。2机制研究2.1 黄芭总提物及黄黄有效成分改善心衰心脏功能的力能学基础于前部分疗效确定工作的同时，分别检测比较各组大鼠心脏灌流前后的灌流液中 能量底物包括葡萄糖、游离脂肪酸(Fr ee Fat t y Acid.FFA)和丙酮酸的摄取利用、氧分 压以及乳酸生成量等的改变情况，并与心肌收缩功能相联系，从力能学角度进一步探 讨。2.2 黄芭总提物及黄黄有效成分改善心衰心肌力能学的机制研究在上述工作的基础上，进一步采用分子生物学、HPLC检测等技术手段，对心肌 能量底物利用、能量的产生、转运及储存等相关的关键酶类、转运体以及能量储存量 等进行检测并比较，主要包括如下内容：2.2.1 探讨黄黄总提物及黄英有效成分是否通过影响能量代谢底物转运体而改善心脏 功能的作用中国中医科学院2009级博士研究生学位论文分别检测包括游离脂肪酸转运过程中所涉及到的脂肪酸转运体(Fat t y Acid Tr ansl ocase,FAT)、转运体膜结合脂肪酸蛋白(Pl asma Membr ane-associat ed Fat t y Acid Bind ing Pr ot ein.FABPpm)及位于线粒体膜上的肉毒碱棕楣酰转移iW(Car nit ine Pal mit oyl t r ansf er ase,CPT)以及电子传递链过程中的脱偶联蛋白(Mit och ond r ial Uncou pl ing Pr ot ein、UCP)的基因表达。2.2.2 阐明黄荏总提物及黄黄有效成分是否通过影响能量代谢酶类而改善心脏功能的 作用检测包括糖酵解过程的关健酶6磷酸果糖激酶(Ph osph of r u ct okinase,PFK),丙酮酸 激酶(Pyr u vat e Kinase.PK),脂肪酸。氧化过程中的关键酶中链辅酶A脱氢酶(Med iu m-ch ain acyl-CoA Deh yd r og enase,MACD)、长链辅酣A脱氢酶(Long-ch ain acyl-CoA Deh yd r og enase,LCAD)以及磷酸肌酸和肌酸转化过程中的前一肌酸激酶(Cr eat ine Kinase,CK)基因表达的变化。2.2.3 阐明黄黄总提物及黄黄有效成分是否通过影响能量利用及其储存而发挥作用分别检测和计算能量池磷酸肌酸(Ph osph ocr eat ine,PCr)、直接供能物质ATP 及产生能量的底物ADP的变化。结果1疗效确定机械力学指标的检测结果表明：黄黄总提物及黄黄有效成分均可明显改善大鼠一 般状态，使HF症状减轻；除APS组外，均显著提高ADR致HF大鼠的存活率(尸0.01 或P0,05)；除AEM组外，均能增加心脏/体重比值(尸0.01或尸0.05)；均能显著提高 LVSP(P0.01)及+d p/d t max(除APS组尸0.05外，均P S01)：亦能显著提高心脏做功 指标一心率脉压乘积(Rat e-Pr essu r e Pr od u ct,RPP),与HF组比差异显著(尸0.01)；其 中AEM组还可以增加HR(尸0.01),同时缩短T-d p/d t max(P0.01),表明其心脏收缩力 学改善作用更为明显，且明显强于阳性对照药物DG(P 0.01或产0.05)。有效成分 ASIV和AST作用大致相仿，而APS组亦能显著提高LVSP及+d p/d t max,对HF具有一 黄茶总提物及黄黄有效成分治疗心衰的心肌力能学机制研究定的治疗作用。2机制研究2.1 黄黄总提物及黄黄有效成分改善心衰心脏功能的力能学基础本实验结果显示，阿霉素所致实验性心衰后心肌对能量代谢利用发生紊乱并产生 障碍，心肌由利用游离脂肪酸转向利用葡萄糖为主，这与心肌机械收缩力学障碍相伴 随。黄黄总提物及黄黄有效成分均可明显提高氧气的摄取和利用件0.05或P0.01）；提高游离脂肪酸及丙酮酸的摄取和利用（尸0.01或尸0.05）：降低对葡萄糖的摄取和利 用，提高做功与葡萄糖摄取的比值（尸0.01）;除APS外，均能提高做功与摄取丙酮酸 之比（P0.01）；显著减少乳酸堆积现象（“0.01或尸0.05）；使得心肌做功与摄取葡萄 糖比上FFA之比亦显著升高仍0.01）：表明黄黄总提物及黄黄有效成分能在一定程 度上缓解HF心肌能量代谢紊乱现象，其中ASIV组对游离脂肪酸的摄取，AEM组对葡 萄糖的摄取改善作用更为明显（尸0.01）。2.2 黄黄总提物及黄黄有效成分改善心衰心肌力能学的机制22.1黄黄总提物及黄黄有效成分对心衰心肌能量代谢酶类的影响实验结果表明，心衰后心肌PFK含量显著升高，大约为Cont r ol组的1.3倍 仍0.01）,但各治疗组与HF组比较均无统计学差异；各组大鼠心肌中PK的含量变 化并不明显（0,05）,提示该酶可能没有参与介导黄黄总提物及黄黄有效成分保护 HF心肌的作用；HF组线粒体脂肪酸p氧化的关键酶类的含量都普遍降低，其中 MCAD的表达约下降到Cont r ol组50%.ASIV及AEM组能够提高HF心肌中MCAD 含量/0.0I）：ASIV及AEM组同样显示出能够提高LACD基因表达的作用（尸0.01）,使之趋近于Cont r ol组的水平，而APS组此作用不明显：HF组大鼠心肌中CKMB的 含量显著升高（P0.01），APS及AEM能够显著降低其含量中0.05）。222黄黄总提物及黄黄有效成分对心衰心肌能量代谢底物转运体的影响本实验结果表明，HF组中UCP表达升高，升幅约为Cont r ol组的50%；治疗组 中APS及AEM组能显著降低UCP的含量仍0.01）,减少能量在传递过程中的损失：5中国中医科学院2009级博士研究生学位论文HF组CPT-I的含量显著下降，为正常组的0.32倍（尸0.01）,而黄黄总提物及黄黄各 有效成分均能显著增加其表达（P 0,01）,尤其是ASIV组及AEM组比阳性对照药物 DG组效果还要好（尸0.01）,提示黄黄总提物及其有效成分可通过影响CPT的表达而 起到保护心肌损伤的作用；HF组FAT-CD36表达显著下降，而治疗组中ASIV组及 AEM组则可显著增加FAT-CD36含量（P0.01）,使之达到与Cont r ol组相仿的水平，而DG组及APS组与HF组差别不大，未见明显的统计学差异；对于FABP蛋白，HF后其含量显著降低仍0.01）,但黄黄总提物及黄黄各有效成分治疗组与HF组比 较无统计学差异（尸0.05）o223黄黄总提物及黄黄有效成分对心衰心肌能量利用及其储存的影响实验结果表明，虽然ATP的含量在各组间变化不显著（尸0.05）,但HF组与 Cont r ol组比较，PCi的含量明显下降（尸0.01）,这一结果提示HF虽然尚未严重影响 ATP含量，但已经产生了从线粒体ATP向能量池PCr储存能力障碍。治疗组ASIV 及AEM组能够显著增加HF状态下PCr含量仍0.01）,使其趋近于Cont r ol组，改善 能量储存不足的现象；HF组大鼠心肌中ADP含量与正常组比较，亦见明显下降（产 0,01）,AST则能够增加ADP含量（P 0.05）,而其他治疗组如DG、APS及AEM组 等虽然也可小幅度提高ADP含量，但与HF组比较未见明显差异（尸0.05）,因此不能 肯定上述治疗组可以通过调整ADP含量来发挥其治疗和保护作用。结论1.黄黄总提物及黄黄有效成分均可明显改善ADR所致HF大鼠一般状态，增加心 脏/体重比，可明显提高其存活率，改善心肌收缩机械力，进而改善其左心室做功状 况。2.HF后存在心肌能量底物利用的紊乱，出现游离脂肪酸供能代谢比例下降和葡 萄糖代谢功能比例增加的“胚胎化”现象，上述心肌供能代谢的紊乱可能是HF心肌机 械收缩功能受损的基础。3.黄黄总提物及黄黄有效成分均在很大程度上逆转ADR致HF过程中的各种能量 代谢紊乱和底物利用障碍，改善HF心肌力能学，从而保护心衰受损的心肌，而无多 6黄爱总提物及黄吏有效成分治疗心衰的心肌力能学机制研究余负性的血流动力学效应。4.黄黄总提物及黄黄有效成分通过减少能量代谢底物转运体中UCP、增加CPT-I 及FAT-CD36的表达，从而起到对ADR致HF的保护作用。5.增加能量代谢酶类中MCAD、LACD及减少CKMB的基因表达可能是黄黄总提 物及黄黄有效成分纠正ADR所致HF时的心肌力能学紊乱的机制之一，由此而进一步 改善其受损的心肌机械收缩力学性能。6.提高线粒体ATP向能量池PCr的储存能力及调节ADP含量可能也参与介导 黄茂总提物及黄黄有效成分纠正ADR所致HF时的心肌力能学紊乱，从而进一步改 善其受损的心肌机械收缩力学性能。总之，黄黄总提物及黄黄有效成分可以通过调节阿霉素所致的实验性心衰心肌 能量代谢过程中的关键酶类、能量代谢相关转运体以及能量产生/储存相关因素，从 而纠正心衰时心肌能量底物选择和利用等力能学过程的紊乱，并最终改善心衰心肌的 机械收缩力学性能。关键词：黄黄；阿霉素；心衰；机制：力能学7中国中医科学院2009级博士研究生学位论文Ener g et ical Mech anisms Und er l ying t h e Ef f ect s of Ast r ag al u s Ext r act Mixt u r e and t h e Ef f ect ive Component s of Ast r ag al u s onCar d iac Cont act il it y in t h e Rat s wit h Exper iment al Hear tFail u r eABSTRACTBackgroundHear t f ail u r e(HF)r ef er s t o a ser iou s ph ase of many car d iac d iseases cau sed by var iou s f act or s and is t h e f inal consequ ence of most car d iovascu l ar d iseases.HF is t h e l ead ing cau se of d eat h and d isabil it y in t h e ind u st r ial ized wor l d.Th e mor t al it y r at e of HF is abou t 50%.and al t h ou g h t h er e h as been a r ed u ct ion in mor t al it y f r om acu t e myocar d ial inf ar ct ion over t h e l ast 30 year s,t h er e h as been a concomit ant r ise in mor bid it y of HF Th e synd r ome of HF was d escr ibed by Hippocr at es over t wo mil l ennia ag o bu t t h er apeu t ic ef f icacy,even at pr esent,is so poor t h at it s d eat h r at e is al ways on h ig h l evel.Th er eby,f ind ing ou t t h e new ways t o enh ance t h e t h er apeu t ic ef f icacy is ver y sig nif icant f br t h e t r eat ment of HF.Th e incid ence of HF is d et er mined by a var iet y of f act or s,wh il e a g r owing nu mber of cl inical and exper iment al st u d ies h ave sh own t h at t h er e is a d epl et ion of myocar d ial ener g y in HF Myocar d ial ener g y met abol ism pl ays an impor t ant r ol e in t h e d evel opment of h ear t f ail u r e.In f act,one of t h e h al l mar ks of HF is l ack of ener g y and obst r u ct ion of ener g y met abol ism is one of t h e main ind icat or s of HF.Mod em r esear ch sh owed t h at in t h e pr og r ession of HF t h er e ar e sever al cr u cial cau ses incl u d ing ener g y d ef iciency,over-act ivit y of met abol ic enzymes and abnor mal g ene expr ession,wh ich joint l y ind u ce t h e r emod el ing of l ef t vent r icl e.In t h e f et al and newbor n h ear t,g l u cose is t h e pr imar y ener g y su bst r at e f or ener g y pr od u ct ion,wh il e f at t y acid oxid at ion as a way t o pr od u ce ener g y(ATP)in myocar d iu m is at a l ow l evel,pr ovid ing onl y a smal l pr opor t ion of over al l ATP pr od u ct ion.Th e h ean is ver y r el iant on g l ycol ysis as a sou r ce of ener g y d u r ing t h is per iod d u e t o t l ie h ig h er act ivit ies of t h e enzymes in t h e g l ycol yt ic pat h way.However,af t er bir t h,t h er e is a d r amat ic 10-f ol d incr ease in f at t y acid oxid at ion,wh ich is accompanied by a par al l el d ecr ease in g l ycol yt ic r at es.Th is is opposit e t o t h e swit ch 8黄戈总提物及黄黄有效成分治疗心衰的心肌力能学机制研究t owar d s r ed u ced f at t y acid oxid at ion and incr eased g l u cose oxid at ion obsened in some f or ms of sever e HF.Int er est ing l y,if t h e newbor n h ear t is su bject ed t o a vol u me-over l oad h ypenr oph y,t h e expr ession and act ivit y of key enzymes cont r ol l ing f at t y acid oxid at ion r emain in t h e“f et al st at e.A nu mber of key enzymes invol ved in f at t y acid oxid at ion ar e al t er ed in t h e t r ansit ions f r om f et al t o ad u l t met abol ism,il l u st r at ing t h at t h er e is not a simpl e swit ch t o f et al met abol ic r eg u l at ion in r esponse t o ch r onic car d iac st r ess.Pr esu mabl y,impact of t h e met abol ic r emod el l ing in f ail ing h ear t is associat ed wit h not onl y t h e su bst r at e met abol ism swit ch abou t FFA su ppl y bu t al so t h e key enzyme conver t t o“f et al st at e”Th er ef or e.HF is act u al l y an over l oad ed car d iomyopat h y ind u ced by t h e abnor mal g ene expr ession f ol l owing t h e ener g y d ef iciency.It was conf ir med by t h e st u d y wit h measu r ing h ig h ener g y ph osph at es in myocar d iu m of t h e pat ient wit h HF t h at t h e vent r icu l ar r emod el ing accompanied wit h t h e d isor d er of ener g y met abol ism is pat h oph ysiol og ical l y t h e f u nd ament al mech anism.Occu r r ing in t h e wh ol e cou r se of HF d evel opment t h r ou g h ou t f r om compensat or y myocar d ial h yper t r oph y t o t er minal car d iac f ail u r e,d isor d er of ener g y met abol ism pl ays an impor t ant r ol e in t h e pr og r ession of HF.Based on t h e f act t h at bot h impair ment of car d iac mech anical cont r act il it y and d isor d er of ener g y met abol ism ar e t h e d ominant manif est at ions of HF、it was pr oposed by t h e scient ist s t h at mod u l at ing myocar d ial ener g y met abol ism may enh ance t h e car d iac wor k ef f iciency so as t o t r eat HF ef f ect ivel y.Mor e and mor e st u d ies sh owed t h at mod u l at ing myocar d ial su bst r at e u t il izat ion can sig nif icant l y impr ove LV f u nct ion and mech anical ef f iciency of f ail ed h ear t,su g g est ing t h at t h e met abol ic mod u l at ion as a new t h er apeu t ic way is ver y sig nif icant f br t h e t r eat ment of HF and even ot h er h ear t d iseases l ike myocar d ial isch emia wh ich is known t o be al so r el at ed t o t h e d isor d er of ener g y met abol ismReinf or cing qi t o t r eat h ear t f ail u r e d if f er ent iat ed as t h e t ype of d ef iciency of car d iac qi in Ch inese med icine is concept u al l y simil ar wit h mod u l at ing t h e d isor d er of ener g y met abol ism.Ast r ag al u s membr anaceu s is a Ch inese h er bal med icine wit h f u nct ion of su ppl ement ing qi.It was r epor t ed t h at Ast r ag al u s membr anaceu s can impr ove car d iac f u nct ion sig nif icanil y and h as been wid el y u sing in t h e t r eat ment of var iou s h ear t d iseases.Ast r ag al u s membr anaceu s cont ains var iou s act ive component s wit h car d iac ef f ect,9中国中医科学院2009级博士研究生学位论文incl u d ing ast r ag al osid es,pol ysacch ar id es and f l avones.As one of t h e pr imar y act ive component s of Ast r ag u l as.Ast r ag al osid e IV h as been f ou nd t o pr od u ce pot ent car d iopr ot ect ive ef f ect s.Bot h in vivo and in vit r o st u d ies h ave pr ovid ed evid ences ind icat ing t h at an ant ioxid ant ef f ect may be one of t h e u nd er l ying mech anisms by wh ich ast r ag al osid e IV pr ot ect s myocar d iu m.Al t h ou g h t h er e wer e pr eviou s st u d ies invol ving t h e met abol ic mod u l at ion in ot h er or g an or t issu es by Ast r ag al u s membr anaceu s or it s component s,no any one of t h em was emph asized on expl or ing wh et h er Ast r ag al u s membr anaceu s or it s component s can d ir ect l y mod u l at e t h e cou r se of myocar d ial ener g et ics su ch as t h e u t il izat ion of met abol ic su bst r at es in ener g y pr od u ct ion so as t o impr ove t h e f u nct ion of f ail ed h ear t.Wit h aim at syst emical l y expl or ing t h e ener g et ic mech anisms u nd er l ying t h e impr ovement of car d iac mech anical f u nct ion pr od u ced by t h e ext r act and ef f ect ive component s of AEM,t h e pr esent st u d y was cond u ct ed t o compar e t h e var iou s mech anic and ener g et ic al t er at ions bef or e and af t er ad minist r at ing t h e ext r act and t h e ef f ect ive component s of AEM.We compar ed and anal yzed t h e ch ang es in t h e u t il izat ion of ener g et ic su bst r at es by myocar d iu m,par t ial pr essu r e of oxyg en(PO2),myocar d ial ener g et ic enzymes and t r anspor t er s f or t r anspor t at ion of ener g y or ener g et ic su bst r at es in myocar d iu m.It was ant icipat ed t h at t h e evid ence sh own in pr esent st u d y cou l d pr ovid e a scient if ic expl anat ion f r om a new ang l e of view on t h e mech anisms u nd er l ying t h e impr ovement of car d iac mech anical cont r act il it y pr od u ced by qi-invig or at ing h er bal med icine.Mod u l at ing t h e d isor d er of myocar d ial ener g et ic met abol ism may