穿心蓮內(nèi)酯對(duì)糖尿病大鼠心肌氧化應(yīng)激的影響

楊 蘋 林海涵 賀朝忠

(桂林醫(yī)學(xué)院，廣西 桂林 541004)

糖尿病心肌病(DCM)是心肌對(duì)糖尿病的急性反應(yīng)而導(dǎo)致的慢性病理改變。這些急性反應(yīng)包括基因表達(dá)異常、信號(hào)傳導(dǎo)改變及細(xì)胞凋亡。而高血糖是DCM的主要病因，高糖促進(jìn)線粒體電子傳遞呼吸鏈生成的活性氧(ROS)，增加自由基生成機(jī)會(huì)，此外高糖還可損傷機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)〔1〕。穿心蓮內(nèi)酯(AP)為爵床科植物穿心蓮Andrographis paniculata(Burm.F.)Nees的有效成分之一。有資料證實(shí)AP對(duì)糖尿病小鼠的血糖有一定改善作用〔2〕。本研究通過觀察AP對(duì)糖尿病大鼠心肌的氧化應(yīng)激的影響來探討其對(duì)心肌的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 材料 60只雄性清潔級(jí)SD大鼠(200±20)g，隨機(jī)分為陰性對(duì)照組(C組)8只、糖尿病造模組52只。AP在桂林醫(yī)藥站購(gòu)買;高脂高糖飼料:由脂肪15%、蔗糖20%、雞蛋8%、膽固醇1%、食鹽0.5%、膽鹽2%和常規(guī)飼料53.5%混合;鏈脲佐菌素(STZ，美國(guó)Sigma公司);鹽酸二甲雙胍(北京京豐制藥有限公司產(chǎn)品，批號(hào):090618);末端全血葡萄糖測(cè)試條(桂林優(yōu)利特醫(yī)療電子有限公司，批號(hào):20100208);戊巴比妥鈉(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)F20041117);考馬斯亮藍(lán)蛋白測(cè)定試劑盒、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及鈣(CA)測(cè)定試劑盒，均購(gòu)自南京建成生物工程研究所(批號(hào)均為:20100527)。URIT-21血糖分析儀(桂林優(yōu)利特醫(yī)療電子有限公司，批號(hào):21010483);722分光光度儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司，批號(hào):703021094);ES-180J電子天平(沈陽龍騰電子稱量?jī)x器有限公司);J-200高速分散均質(zhì)機(jī)(上海標(biāo)本模型廠);Milli-Q超純水機(jī)(密理博中國(guó)有限公司，批號(hào):F5MN91984)。

1.2 動(dòng)物模型制備與分組 按參考文獻(xiàn)方法〔3〕稍加改進(jìn)建立模型。大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1 w后，測(cè)血糖、尿蛋白各組間無差異。造模組給予高脂高糖飼料喂養(yǎng)，第4周造模組體重達(dá)到(260±30)g后，采用間隔1 w分別兩次性腹腔注射含1%STZ的檸檬酸緩沖液，實(shí)際每次STZ 30 mg/kg的方法誘導(dǎo)糖尿病大鼠模型。造模前禁食12 h，以0.1 mol/L，pH=4.2的檸檬酸鹽緩沖液溶解STZ配制成1%STZ溶液使用。對(duì)照組按體重注射相應(yīng)量的緩沖液。注射4 h后，每只大鼠按10 ml/kg腹腔注射50%的葡萄糖溶液。7 d后行第2次造模。第2次注射后3 d斷尾取血測(cè)空腹血糖，空腹血糖＞16.8 mmol/L的大鼠，確定為糖尿病模型，共成模35只。按血糖分層隨機(jī)分組，分為糖尿病模型組(D組)11只、二甲雙胍組(M組)、AP小劑量組(LA組)、穿心蓮內(nèi)酯大劑量組(HA組)各8只。用藥方案:第6周開始均為按10 ml/kg強(qiáng)制性灌胃，每日中午1次。C組、D組為蒸餾水;M組為2.5%二甲雙胍;LA組為0.5%AP;HA組為1%AP。所有大鼠在之后的實(shí)驗(yàn)期間均喂標(biāo)準(zhǔn)飲食、自由覓水，不應(yīng)用胰島素。

1.3 指標(biāo)檢測(cè) 用電化學(xué)法血糖儀進(jìn)行血糖檢測(cè)。第14周處死前1 w所有大鼠用金屬代謝籠留取24 h尿，測(cè)尿量及留取尿標(biāo)本－20℃保存，1 w內(nèi)測(cè)量。大鼠處死前先禁食12 h后，稱重、量體長(zhǎng)、以40 mg/kg的1%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉，麻醉后大鼠心臟采血，取全血測(cè)空腹血糖。迅速灌洗留取心臟后用電子天平稱重后取0.2 g左右的心肌組織，用生理鹽水和均質(zhì)器制成10%的組織勻漿，－80℃保存1 w后測(cè)SOD、MDA、CA、CAT、組織勻漿蛋白含量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用x±s表示，多組計(jì)量資料組間差異性比較數(shù)據(jù)處理，采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件的One-Way ANOVA中的Duncan、LSD、Games-Howell法進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠一般情況、體重及血糖的變化 C組大鼠精神狀態(tài)良好，無死亡。糖尿病造模成功后的大鼠均出現(xiàn)多飲，多尿，多食，消瘦及生長(zhǎng)行動(dòng)遲緩等癥狀。其中在一段時(shí)間飼養(yǎng)后D組有3只死亡，M組有1只死亡。D組動(dòng)物死亡考慮死因?yàn)檠沁^高引起酮癥酸中毒或感染，M組考慮過度消瘦。至實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，M、HA組大鼠一般情況有所改善，且給藥組的血糖值都低于D組(P＜0.05)。第14周實(shí)驗(yàn)終止時(shí)，C組體重指數(shù)(LEE指數(shù))與D組、M組各組之間均有顯著差異(P＜0.05)，D組與HA組之間有顯著差異(P＜0.05)。D組給藥后空腹血糖與M，LA和HA組有顯著差異(P＜0.05)。見表1。

2.2 各組大鼠心肌指數(shù)、血糖、體重指數(shù)的變化 與C組大鼠比，D組大鼠的心肌指數(shù)(HW/BW)增加，血糖、體重指數(shù)降低;HA組上述指標(biāo)顯著區(qū)別于D組(P＜0.05);M組的心肌指數(shù)(HW/BW)、血糖低于D組(P＜0.05)。見表1。

表1 AP對(duì)STZ實(shí)驗(yàn)性糖尿病大鼠血糖及心肌增生的影響(x±s)

2.3 大鼠心肌組織MDA、SOD、CAT、CA的變化 干預(yù)后，D組大鼠心肌組織的MDA水平高于正常組(P＜0.05)，而M和HA組心肌組織MDA水平顯著低于D組(P＜0.05)，表示高劑量AP作用與二甲雙胍相當(dāng)。造模組大鼠心肌組織的SOD活性低于C組(P＜0.05)，而M和HA組的心肌組織SOD活性明顯高于D組(P＞0.05)。D組的CA離子濃度大于C組，且HA組明顯低于C組(P＞0.05)。見表2。

表2 AP對(duì)STZ實(shí)驗(yàn)性糖尿病大鼠心肌MDA、CA，SOD、CAT活性的影響(x±s)

3 討論

DCM可導(dǎo)致心臟功能受損，心肌細(xì)胞死亡，心肌結(jié)構(gòu)改變，最后發(fā)生心力衰竭。糖尿病可引起心肌細(xì)胞氧化損傷，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。心肌細(xì)胞死亡是心臟對(duì)糖尿病的一個(gè)早期綜合性反應(yīng)，所以心肌細(xì)胞的氧化損傷在DCM的發(fā)病中起關(guān)鍵性作用。有研究表明改善氧化應(yīng)激水平和抗氧化系統(tǒng)，可以減輕糖尿病所引起的心肌損害〔4〕。機(jī)體內(nèi)存在兩類自由基防御系統(tǒng)，一類是酶促防御系統(tǒng)包括:SOD、CAT等，另一類是非酶促防御系統(tǒng):包括維生素C，谷胱甘肽等。正常情況下，自由基的產(chǎn)生和清除保持平衡，但在糖尿病情況下，體內(nèi)自由基大大增加，氧化能力大大超過抗氧化能力而發(fā)生氧化應(yīng)激，從而直接引起生物膜脂質(zhì)過氧化、細(xì)胞內(nèi)蛋白及酶變性 最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡或凋亡，組織損傷和疾病發(fā)生。MDA是脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物;CA在一定程度上表明組織鈣超載的情況，反應(yīng)凋亡的程度;SOD、CAT則是抗氧化酶的主要指標(biāo)。本結(jié)果顯示AP對(duì)糖尿病大鼠心肌具有保護(hù)作用。本品對(duì)糖尿病大鼠所表現(xiàn)出的心肌保護(hù)效應(yīng)，可能與其提高SOD抗氧化酶的活性有關(guān)，但發(fā)揮這些生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。

1 Moussa SA.Oxidtive stress in diabetes mellitus〔J〕.Romanian JBiophys，2008;18(3):225-36.

2 楊 蘋，韋 昊，秦慧勤，等.穿心蓮對(duì)正常小鼠和高血糖小鼠血糖影響的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕.時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2007;18(1):87-8.

3 田俊瑋，劉映紅，袁 芳，等.重組脂聯(lián)素對(duì)糖尿病腎病大鼠氧化應(yīng)激的影響〔J〕.中國(guó)血液凈化，2009;20(3):158-62.

4 Zhang YW，Peng TQ，Zhu HQ，et al.Prevention of hyperglycemia-induced myocardial apoptosis by gene silencing of Toll-like receptor-4〔J〕.J Transl Med，2010;8:133.