運(yùn)動(dòng)和中藥對大鼠血管內(nèi)皮功能影響機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究

付毅

(大連大學(xué)體育學(xué)院 遼寧大連 116622)

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)的發(fā)生是由于血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞受各種危險(xiǎn)因子的損傷,而使血管局部產(chǎn)生的一種過度的慢性炎性增生反應(yīng)。血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)與功能的異常與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。所有致AS的危險(xiǎn)因子均共同存在使血管內(nèi)皮細(xì)胞舒張功能減弱[1-2]。

一氧化氮(Nitric Oxide,NO)是由血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生并釋放的“內(nèi)皮依賴性舒血管因子”,對血管壁有重要的保護(hù)作用,能夠抑制血管平滑肌的收縮和增生及血小板和血細(xì)胞對血管內(nèi)皮表面的粘附聚集。研究表明,NO與動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。血脂異常可引起血管內(nèi)皮功能紊亂,主要表現(xiàn)在血管內(nèi)皮依賴性舒張功能的減退,即一氧化氮合酶(Nitric Oxide Synthase,NOS)的活性降低,它是發(fā)生在粥樣斑塊形成之前的一個(gè)早期病理改變[3-4]。

本研究從血管內(nèi)皮細(xì)胞功能入手,主要采用中藥丹參及絞股藍(lán)等配方合劑與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相結(jié)合的手段,觀察中藥和運(yùn)動(dòng)對大鼠NO、NOS及主動(dòng)脈血管形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響,探討中藥和運(yùn)動(dòng)在AS形成中逆轉(zhuǎn)血管內(nèi)皮功能障礙,抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與血管的肌化作用的可能機(jī)理,最終達(dá)到抗動(dòng)脈粥樣硬化的目的。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

健康純種雄性SD大鼠40只,鼠齡12個(gè)月,體重300～350g。隨機(jī)分為4組,對照組、中藥組、游泳運(yùn)動(dòng)組、中藥+游泳運(yùn)動(dòng)組,每組10只。中藥組每天灌胃10～20ml/kg體重藥物原漿,連續(xù)灌胃60d。中藥:絞股藍(lán)、丹參等中藥配方合劑。

1.2 研究方法

表1 大鼠NO含量的變化(X±SD)

表2 大鼠主動(dòng)脈NOS活性的變化

1.2.1 訓(xùn)練方法

運(yùn)動(dòng)組采用無負(fù)重游泳方式,水溫(33±1)℃,1.5h/d,5d/周,共8周。游泳池內(nèi)徑55cm,水深60cm。訓(xùn)練前2d每天適應(yīng)游泳30min。

1.2.2 測試方法

1.2.2.1 標(biāo)本制備

末次訓(xùn)練48h后,動(dòng)物麻醉,心臟取血,分離血清;剪取3mm長胸主動(dòng)脈,常規(guī)石蠟切片,染色顯微鏡觀察。主要測試指標(biāo)有:(1)血NO含量:采用硝酸還原酶法測定;(2)主動(dòng)脈NOS活性:采用NADPH-d組化方法顯示NOS的陽性產(chǎn)物。以目測半定量方法判斷NOS活性:顏色的深淺表示NOS陽性產(chǎn)物的多少,顏色與背景一致為陰性(-),淡藍(lán)紫色為弱陽性(+),藍(lán)紫色為陽性(++)。

1.2.2.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)均使用SPSS5.0軟件處理,各組間數(shù)據(jù)均進(jìn)行平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差之間的T檢驗(yàn),并以P<0.05作為差異顯著性水平。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 大鼠血NO含量

提示:中藥紫丹藍(lán)和運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)可有效地提高NO含量,增強(qiáng)血管內(nèi)皮舒張功能,二者相結(jié)合,效果優(yōu)于單純服藥和單純運(yùn)動(dòng)(見表1)。

2.2 大鼠主動(dòng)脈NOS活性的變化

光鏡下,中藥組、運(yùn)動(dòng)組、中藥+運(yùn)動(dòng)組染色背景干凈,染色均勻,顏色呈清晰的藍(lán)紫色,與背景顏色相差較大,中藥組和中藥+運(yùn)動(dòng)組顏色更深,運(yùn)動(dòng)組稍淺;此外,三組還清晰可見血管內(nèi)皮細(xì)胞邊界呈縱行條紋排列;對照組染色背景較臟,有黑色斑點(diǎn),內(nèi)皮細(xì)胞邊界不清,條紋排列不規(guī)則,局部出現(xiàn)斷裂和邊界融合現(xiàn)象,染色不均勻,顏色幾乎與背景顏色一致,陰性產(chǎn)物較多。提示:中藥與運(yùn)動(dòng)可有效地提高NOS酶的活性,中藥+運(yùn)動(dòng)效果則更顯著（見表2）。

3 討論

3.1 運(yùn)動(dòng)對血管舒張反應(yīng)性的影響

正常情況下,血管系統(tǒng)中NO主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成和分泌,并向內(nèi)彌散至管腔,抑制血小板的粘附和聚集。向外擴(kuò)散至管壁,舒張血管平滑肌細(xì)胞,NOS可以間接反映NO的水平。近年研究表明,血管內(nèi)皮依賴性舒張功能紊亂是AS形成粥樣斑塊之前早期的病理改變,也是早期泡沫細(xì)胞形成的機(jī)制之一,這種舒張功能的紊亂與NO的活性有關(guān),NO分泌不足加速動(dòng)脈粥樣硬化[5]。

運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)血管NO生成增加,擴(kuò)張血管,保證了運(yùn)動(dòng)時(shí)心肌和骨骼肌等重要組織血液供應(yīng)及運(yùn)動(dòng)時(shí)氧的需要。運(yùn)動(dòng)引起NO分泌增加的機(jī)制尚不清楚,可能與以下因素有關(guān):(1)運(yùn)動(dòng)增加了動(dòng)脈血流量,NO對血管的調(diào)節(jié)作用呈流量依賴性,血流量增加可以導(dǎo)致NO釋放和血管擴(kuò)張。NO的產(chǎn)生受血流量影響很大,血流量可給予血管床許多信號,其中之一為切應(yīng)力。當(dāng)骨骼肌血流量減少時(shí),血管床所受的切應(yīng)力減小,使NO生成減少,對骨骼肌的調(diào)節(jié)作用變小。有研究提出,NO作為一個(gè)放大器促進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)代謝性血管擴(kuò)張,使肌肉血流量增加,增大的切應(yīng)力刺激內(nèi)皮NO生成,進(jìn)一步促進(jìn)血管舒張,以維持供氧的需要。(2)運(yùn)動(dòng)提高了血流對血管壁產(chǎn)生的切應(yīng)力,切應(yīng)力是促進(jìn)NO釋放的重要因素之一,切應(yīng)力可激活內(nèi)皮細(xì)胞表面的機(jī)械性感受器,使某些細(xì)胞因子,如NOS、血小板源性生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子等的基因轉(zhuǎn)錄使NOS活性增高,釋放NO增加,血管擴(kuò)張并抵消增加的切應(yīng)力。此過程是正常情況下NO產(chǎn)生的最重要的調(diào)節(jié)機(jī)制[6]。

3.2 中藥合劑對血管舒張反應(yīng)性的影響

動(dòng)脈硬化是中老年人的一種常見病。中醫(yī)理論認(rèn)為其主要病機(jī)以痰淤阻滯為標(biāo),肝氣虛衰為本,故治應(yīng)理氣健脾,滋陰益腎、活血花淤、除濕化痰[7-8]。本中藥配方合劑正是根據(jù)這些理論,選用丹參與絞股藍(lán)等配伍組方,丹參具有疏通血脈、促進(jìn)血行的功效。藥理研究表明,丹參注射液對動(dòng)物心臟有擴(kuò)張冠脈、擴(kuò)張血管的作用。另有研究發(fā)現(xiàn),丹參能有效地降低主動(dòng)脈內(nèi)膜內(nèi)皮素的表達(dá)作用,提高與之相拮抗的NO含量,抑制平滑肌細(xì)胞的增殖,逆轉(zhuǎn)血管內(nèi)皮功能障礙,從而達(dá)到防治AS的目的[9];絞股藍(lán)含多種人參皂甙、絞股藍(lán)皂甙、18種氨基酸、19種微量元素及多種維生素,具有降血脂、阻止血管壁脂質(zhì)沉積、減輕脂質(zhì)過氧化損傷、減輕血管內(nèi)皮損傷、抑制主動(dòng)脈、冠狀動(dòng)脈粥樣斑塊的形成以及過量服用無副作用等特點(diǎn)[10]。其中,絞股藍(lán)降脂作用最為顯著,降脂可以減輕脂質(zhì)在血管壁的沉積和AS的發(fā)生機(jī)率。

本研究中藥配方合劑灌胃8周,能顯著提高大鼠NO含量和血管NOS活性。而中藥+運(yùn)動(dòng)組與中藥組和運(yùn)動(dòng)組相比,可顯著提高NO及主動(dòng)脈NOS活性。提示:利用中藥和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相結(jié)合手段可以有效地改善血管的功能狀態(tài),維護(hù)血管壁細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性,通過調(diào)節(jié)血管的舒張功能,對血管壁有一定的保護(hù)作用,從而達(dá)到抗AS的目的,并且效果要優(yōu)于單純服藥和單純運(yùn)動(dòng)。

4 結(jié)語

本研究利用中藥配方合劑和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相結(jié)合手段,發(fā)現(xiàn)可提高中年大鼠一氧化氮含量和血管一氧化氮合酶活性,保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞的完整性,改善血管的舒張功能,從而提高血管系統(tǒng)對運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)能力,這種適應(yīng)性改變能增強(qiáng)心肌泵血功能,增加心肌有氧能力和機(jī)體儲備能力,二者相結(jié)合效果要優(yōu)于單純服藥和單純運(yùn)動(dòng),這可能是中藥與運(yùn)動(dòng)抗動(dòng)脈粥樣硬化的重要機(jī)制。

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