綠茶多酚對高脂-高鹽-高糖誘致大鼠高血壓性腎損傷的保護作用

郜 蕊 陳 靜 吳偉青 蔡 穎 (暨南大學醫(yī)學院營養(yǎng)教研室,廣東 廣州 510632)

在降壓的同時保護和逆轉(zhuǎn)靶器官的損害是目前高血壓治療的新思路。綠茶多酚(green tea polyphenols,GTPs)是從綠茶葉中提取的一類酚類物質(zhì)的總稱,其抗氧化作用被證實明顯強于傳統(tǒng)抗氧化劑維生素 C、維生素 E,也強于銀杏提取液。近年研究證實,GTPs具有抗腫瘤、抗輻射、抗衰老、抗菌、抗炎等生物學活性,尤其是在改善胰島素抵抗、降低血糖、預防血脂和血壓升高等方面有積極作用〔1,2〕。依據(jù) GTPs的生物活性作用,本實驗擬研究 GTPs對高脂-高鹽-高糖飼養(yǎng)建立的高血壓性腎損傷模型大鼠的腎臟保護作用及其可能的作用機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 SPF級健康 SD大鼠 42只,雌雄各半,體重(180±20)g。由廣東省實驗動物中心提供,許可證號:SCXK(粵)2008-0002)。

1.2 材料與試劑 GTPs(浙江東方茶葉科技有限公司,規(guī)格:TP 98%,批號 20040203);血脂測定試劑盒由北京北化康泰臨床試劑有限公司提供;尿素氮(BUN)、肌酐(SCr)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化氫(H2O2)、ATP酶試劑盒均由南京建成生物工程研究所提供。

1.3 動物分組及給藥 SPF級健康SD大鼠42只,雌雄各半,適應性喂養(yǎng) 1 w后,測定基礎(chǔ)血壓,記為第 0th血壓。隨機抽取10只,雌雄各半,作為正常對照組(NC),喂食普通飼料,飲用清潔自來水;其余大鼠用高脂-高鹽-高糖飼料(20%豬油,15%蛋黃粉,10%蔗糖,4%鹽,52%普通飼料)喂養(yǎng),同時每天交替飲用糖鹽水(蔗糖 4%、鹽 1%)和果糖水(6%),持續(xù)監(jiān)測血壓。第 8周末測血壓,剔除 2只血壓不合格(BP＜120 mmHg)大鼠后,按體重和血壓隨機將高血壓成模大鼠分為模型組(MC組)、GTPs高劑量組〔GTP-H(200 mg/kg)組〕和低劑量組〔GTP-L(50mg/kg)組〕,每組 10只,雌雄各半。各實驗組大鼠繼續(xù)喂食高脂-高鹽-高糖飼料,交替飲用糖鹽水和果糖水;同時模型組灌胃蒸餾水,其余兩組分別灌胃不同劑量 GTPs,動物給藥容積為 10ml/kg,1次/d,連續(xù)給藥 4w。

1.4 檢測指標及方法

1.4.1 血壓測定 在干燥、通風、安靜的環(huán)境中,IITC動物無創(chuàng)血壓儀預熱后,將大鼠置恒溫加熱箱中預熱 10～15 min后,測取尾靜脈收縮壓,每個時點測 3次,取平均值。分別于造模前、造模第 4、 8、10、12周末時測血壓。

1.4.2 血脂及 BUN、SCr測定 12w末,各組大鼠以戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后,腹主動脈取血,自然凝固后分離血清,檢測總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)及 BUN、SCr。

1.4.3 尿微量白蛋白(mALB)檢測 12 w末,留取 24 h尿液,測尿量(體積);將尿液離心,收集上清液,置于干凈容器中,檢測 mALB水平并計算 24 h mALB量(mg/24 h)=mALB水平(mg/L)×24 h尿量(L/24 h)。

1.4.4 MDA、SOD、GSH-Px、H2O2、CAT測定 12 w末,各組大鼠以戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后,取右側(cè)腎臟,制備 2%勻漿后按照試劑盒要求操作。

1.4.5 腎臟病理切片 取大鼠左側(cè)腎皮質(zhì) 0.5 g,以 10%甲醛固定,石蠟包埋,組織切片;HE染色,光學顯微鏡下放大 20倍,觀察腎臟組織形態(tài)學變化。

2 結(jié) 果

2.1 GTPs對高脂-高鹽-高糖誘致高血壓性腎損傷模型大鼠血壓的影響 各實驗組大鼠初始血壓比較,差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。高脂-高糖-高鹽飼料喂養(yǎng) 8 w后,模型組和 GTPs高、低劑量組大鼠血壓明顯高于正常對照組(P＜0.05)。用GTPs干預 4 w后,高、低劑量組大鼠血壓較模型組明顯下降,但仍高于正常對照組,差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。GTPs組間比較差異無統(tǒng)計學意義。見表1。

2.2 GTPs對高脂-高鹽-高糖誘致高血壓性腎損傷模型大鼠血脂的影響 12 w末,模型組大鼠血中 TC、TG、HDL-C和 LDL-C水平明顯高于正常對照組(P＜0.05)。用 GTPs干預 4w后,高低劑量組大鼠血中 TC、LDL-C較模型組明顯降低,HDL-C升高(P＜0.05),且與正常對照組比較差別無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。在降低血 TG水平上,GTPs高劑量組效果明顯(P＜0.05)。見表 2。

2.3 綠茶多酚對高脂-高鹽-高糖誘致高血壓性腎損傷模型大鼠血 BUN、SCr和 24 h mALB水平的影響 12 w末,模型組大鼠 SCr、BUN和 mALB/24 h水平均較正常對照組升高(P＜0.05)。與模型組比較,除GTPs低劑量組大鼠血 SCr無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)外,高低劑量組大鼠血 BUN含量和尿 24 h mALB水平均明顯降低(P＜0.05)。見表 3。

2.4 GTPs對高脂-高鹽-高糖誘致高血壓性腎損傷模型大鼠腎組織 SOD、MDA、GSH-Px水平的影響 12 w末,模型組大鼠腎組織中 SOD、GSH-Px活性較正常對照組顯著降低(P＜0.05),MDA含量顯著升高(P＜0.05)。GTPs干預 4 w后,高、低劑量組大鼠腎臟 GSH-Px的活性明顯提高(P＜0.05);高劑量組大鼠腎臟 SOD活性明顯提高,MDA含量降低(P＜0.05),與低劑量相比,高劑量效果明顯優(yōu)于低劑量(P＜0.05)。見表 4。

表1 各實驗組大鼠血壓的比較(±s,mmHg,n=10)

表1 各實驗組大鼠血壓的比較(±s,mmHg,n=10)

與 NC組比較:1)P＜0.05;與 MC組比較:2)P＜0.05;與 GTP-H組比較:3)P＜0.05;下表同

組別 0 w 8 w 12 w NC組 100.98±2.96 103.87±4.34 104.37±3.02 MC組 100.08±1.16 131.64±6.741) 143.18±4.051)GTP-H組 103.80±5.13 132.74±3.431)109.74±4.341)2)GTP-L組 101.39±5.68 130.68±3.481)110.47±3.161)2)

表2 各實驗組大鼠血脂的比較(±s,mmol/L,n=10)

表2 各實驗組大鼠血脂的比較(±s,mmol/L,n=10)

組別 TC TG HDL-C LDL-C NC組 3.42±0.53 0.99±0.17 2.52±0.24 2.17±0.42 MC組 4.49±0.521)1.56±0.421)2.03±0.201)2.73±0.221)GTP-H組 3.66±0.322)1.24±0.202)2.54±0.282)2.19±0.282)GTP-L組 3.81±0.412)1.37±0.281)2.28±0.302)2.31±0.302)

表3 各實驗組大鼠血 SCr、BUN和尿 24h m ALB含量的比較(±s,n=10)

表3 各實驗組大鼠血 SCr、BUN和尿 24h m ALB含量的比較(±s,n=10)

組別 SCr(μmol/L)BUN(mmol/L)24 h mALB(mg/24 h)NC組 22.82±13.70 5.15±1.54 6.71±1.67 MC組 87.51±40.271) 7.93±0.681) 90.12±14.301)GTP-H組 54.65±18.521)2) 5.48±0.322) 32.08±5.331)2)GTP-L組 71.84±18.581) 5.91±0.471) 43.87±15.281)2)

表4 各實驗組大鼠腎組織SOD、GSH-Px活性和MDA含量的比較(±s,n=10)

表4 各實驗組大鼠腎組織SOD、GSH-Px活性和MDA含量的比較(±s,n=10)

組別 SOD(U/mg) GSH-Px(U) MDA(nmol/ml)NC組 26.92±2.36 75.96±13.08 3.84±1.52 MC組 20.16±0.891) 59.36±2.181) 5.18±2.151)GTP-H組 26.69±4.522) 75.38±5.852) 2.38±1.132)GTP-L組 20.08±4.211)2) 77.42±11.042) 5.94±3.153)

2.5 GTP對高脂-高鹽-高糖誘致高血壓性腎損傷模型大鼠腎組織 H2O2含量和CAT活性的影響 12 w末,模型組大鼠腎組織中 CAT活性較正常對照組明顯降低(P＜0.05),腎組織H2O2含量雖有增加,但與正常對照組比較差異不顯著(P＞0.05)。與模型組相比,GTP高低劑量均可顯著提高大鼠腎組織中 CAT酶活性(P＜0.05),以高劑量組效果明顯(P＜0.05),腎組織 H2O2含量雖較模型組均有所下降,但差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。見表 5。

表5 各實驗組大鼠腎組織 H 2O 2含量和CAT活性的比較(±s,n=10)

表5 各實驗組大鼠腎組織 H 2O 2含量和CAT活性的比較(±s,n=10)

組別 H2 O2(mmol/L) CAT(U/ml)NC組 42.09±12.00 18.67±2.57 MC組 55.83±12.81 8.52±4.481)GTP-H組 42.92±12.94 17.59±1.872)GTP-L組 43.33±17.28 14.37±3.071)2)3)

圖1 各實驗組腎組織病理學變化(HE染色,×200)

2.6 綠茶多酚對高脂-高鹽-高糖誘致高血壓性腎損傷模型大鼠腎臟病理變化的影響 圖 1可見,與正常對照組比較,模型組大鼠腎組織有明顯病理學變化,表現(xiàn)為腎小球部分肥大,腎小管肥大腫脹,管內(nèi)出現(xiàn)紅膠狀物質(zhì),伴部分腎小管萎縮;腎間質(zhì)可見大量炎癥細胞和紅細胞浸潤。GTP高劑量組腎小球肥大減輕,平均直徑變小,腎小管擴張減輕,未見明顯出血,腎間質(zhì)偶見浸潤的炎癥細胞,低劑量組病理學改變介于兩者之間。

3 討 論

不良的飲食習慣和生活方式是引發(fā)高血壓的重要環(huán)境因素。研究認為,長期攝入高脂、高鹽、高糖飲食及體力活動不足引起的肥胖和糖、脂代謝紊亂,可導致交感神經(jīng)活動增強,血中兒茶酚胺水平增高、自由基生成增多、同時伴有胰島素敏感性降低和高胰島素血癥,這些作用均可觸發(fā)機體腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)活動增強,釋放大量 AngⅡ,使血管強烈收縮,持續(xù)升高血壓〔3,4〕。而高血壓引起的血流動力學改變則可造成腎臟自身調(diào)節(jié)功能失調(diào)、微血管結(jié)構(gòu)功能改變、腎小球內(nèi)高壓,腎血管持續(xù)收縮,腎臟供血不足。同時腎臟血管內(nèi)皮細胞損傷,刺激釋放的大量細胞炎性因子和活性氧加重了腎損傷〔5,6〕。本研究模仿人類不良飲食習慣給予大鼠高脂-高鹽-高糖飲食飼養(yǎng),造模 12 w后,模型組大鼠血脂紊亂,血壓升高,同時出現(xiàn)明顯的蛋白尿,血BUN和 SCr水平明顯升高,并出現(xiàn)明顯的腎臟病理性變化,表明高血壓性腎損傷動物模型建立成功。

本研究結(jié)果表明綠茶多酚對高脂-高鹽-高糖誘導的高血壓大鼠腎組織損傷具有保護作用,作用機制與其化學結(jié)構(gòu)中含有很多酚樣羥基,通過自身氧化抑制膽固醇和不飽和脂肪酸的氧化,加速脂質(zhì)過氧化物的清除,糾正脂代謝紊亂;同時增強腎組織抗氧化能力,清除氧自由基,阻斷其對腎臟血管內(nèi)皮和腎臟細胞膜的損傷作用有關(guān)。依據(jù)本課題組前期實驗證實,GTP對胰島素抗性綜合征大鼠高血壓的降壓作用與其抑制機體 RAS系統(tǒng)活動、減少 AngⅡ生成,增敏靶器官對胰島素敏感性有關(guān)〔7〕,筆者推測,GTP對高血壓大鼠腎損傷的保護作用機制可能還與其減少 AngⅡ生成,改善腎組織供血不足有關(guān)。但劑量效應關(guān)系和相關(guān)機制還有待于深入研究。

1 吉 寧,李 寧.茶多酚的健康促進作用及分子機制研究進展〔J〕.國外醫(yī)學?衛(wèi)生學分冊,2007;34(4):249-53.

2 Wu LY,Juan CC,Hwang LS,et al.Green teasupplementation ameliorates insulin resistance and increases glucose transporter IV content in a fructose-fed rat model〔J〕.Eur J Nutr,2004;43(2):116.

3 Cusumano AM,Bodkin NL,Hansen BC,et al.Glomerular hypertrophy is associated with hyperinsulinemia and precedes overt diabetes in aging rhesus monkeys〔J〕.Kidney Dis,2002;40:1075-85.

4 Zhang L,Chen X,Hsieh TJ,et al.Hyperglycemia induces insulin resistance on angiotensinogen gene expression in diabetic rat kidney proximal tubular cells〔J〕.Endocrinol,2002;172:333-44.

5 Vedovato M,Lepore G,Coracina A,et al.Effect of sodium intake on blood pressure and albuminuriain type 2 diabetic patients theroleof insulin resistance〔J〕.Diabetologia,2004;47:300-3.

6 徐維才.胰島素抵抗與慢性腎衰竭的相關(guān)性分析〔J〕.右江醫(yī)學,2009;37(6):660-1.

7 呂俊華,王 丹,方文娟,等.綠茶多酚對胰島素抵抗模型大鼠血脂與血壓的效應及其機制〔J〕.營養(yǎng)學報,2006;28(6):494-7.