L-精氨酸對不同月齡大鼠陰莖勃起功能的影響

李又空，周 杰，張先覺，鐘 雯

(荊州市中心醫院泌尿外科1、內分泌科2，湖北 荊州 434020)

L-精氨酸對不同月齡大鼠陰莖勃起功能的影響

李又空1，周 杰1，張先覺1，鐘 雯2

(荊州市中心醫院泌尿外科1、內分泌科2，湖北 荊州 434020)

目的探討口服喂養左旋精氨酸(L-Arginine，L-精氨酸)對不同月齡大鼠陰莖勃起功能的影響及意義。方法將不同月齡組大鼠(4個月齡、8個月齡、16個月齡)隨機分為三組，每組6只，其中A組給予L-精氨酸2.25 g·kg-1·d-1口服喂養，B組給予L-精氨酸4.5 g·kg-1·d-1口服喂養，C組給予生理鹽水(正常對照組)。連續用藥8周后于相應時間點檢測大鼠陰莖海綿體內壓(Intracavernous pressure，ICP)、組織內一氧化氮(Nitric oxide，NO)含量、一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase，NOS)活性及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)活性。結果正常對照組大鼠隨月齡改變陰莖海綿體組織內ICP、NO、NOS及SOD的變化趨勢一致，均是先增高后降低(P＜0.01)，8個月齡最高，16個月齡最低。口服2.25 g·kg-1·d-1L-精氨酸即可使各時間點大鼠陰莖海綿體組織內ICP、NO、NOS及SOD大幅提高，而高劑量L-精氨酸組(4.5 g·kg-1·d-1)大鼠各指標上升幅度明顯優于低劑量組(P＜0.01，P＜0.05)。結論口服L-精氨酸能夠通過激活NOS-NO-cGMP通路、拮抗氧化應激等機制顯著提高大鼠勃起功能，拮抗衰老所致的勃起功能下降，且這種效應具有劑量依賴性。

勃起功能障礙；一氧化氮；一氧化氮合酶；L-精氨酸

勃起功能障礙是泌尿男科常見多發病，且隨著年齡增長其發病率不斷上升[1]。目前研究普遍認為NOS-NO-cGMP信號通路在其中發揮著非常重要的作用，因此大量新藥寄希望于通過激活此通路達到改善患者勃起功能的目的[2]。而目前此類藥物研究很多均集中于通過抑制cGMP降解達到改善勃起功能的作用[3]，本研究擬探討是否能夠通過增加此信號通路作用底物L-精氨酸(L-Arginine，L-精氨酸)，達到改善不同月齡大鼠勃起功能的目的。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 選取4個月齡、8個月齡、16個月齡SD雄性大鼠各18只，體重200～220 g。以上動物均由武漢大學實驗動物中心提供。適應性飼養1周后各月齡組大鼠隨機分為A組(L-精氨酸2.25 g·kg-1·d-1)、B組(L-精氨酸4.5 g·kg-1·d-1)和C組(生理鹽水)，每組6只。將規定劑量的藥物溶于6 ml生理鹽水中，每日灌胃2次，每次3 ml，連續用藥8周。試驗期間，不限制飲食，室溫控制在20℃～25℃，相對濕度控制在40%～70%。

1.2 主要試劑 L-精氨酸(美國Sigma公司)；一氧化氮(Nitric oxide，NO)測定試劑盒、一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase，NOS)活性測定試劑盒、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutas，SOD)，測試盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.3 主要儀器 U-1700型紫外可見分光光度計(日本津島株式會社)、RM6240BD型多道生理信號采集系統(四川成都儀器廠)、D-37520型冷凍高速離心機(德國HERAEUS公司)、YPJ-01型壓力換能器(四川成都儀器廠)、22GY型靜脈留置套管針(美國B-D公司)、銀質刺激雙電極(自制，電極間距5 mm)。

1.4 電刺激陰莖海綿體內壓(Intracavernous pressure，ICP)的測定 質量分數3%戊巴比妥鈉(50 mg/kg)腹腔注射麻醉大鼠，分離、暴露大鼠陰莖海綿體，按照田龍等[4]的操作方法，將電刺激的參數設定為3 V，12 Hz，刺激時間為60 s，兩次電刺激間隔時間為30 min，連續觀察各組ICP的變化并記錄。下腹部術野滴加石蠟油以防止腹腔內液體蒸發以及雙極電極之間距離過近造成的短路。

1.5 陰莖海綿體組織中其他指標的測定 NO含量、NOS活性、SOD活性測定均按試劑盒說明書進行。

2 結 果

2.1 年齡對正常大鼠NO、NOS、ICP及SOD等指標的影響 結果顯示，C組大鼠隨著月齡改變，NO含量先升高后降低(P＜0.01)，其中8個月齡最高，16個月齡最低。NOS活性變化同樣也是先增高后降低(P＜0.01)，8個月齡最高，16個月齡最低。而與此相應的是ICP及SOD的變化趨勢，隨著年齡增長其變化同樣表現出先升高后降低的趨勢(P＜0.01)，8月齡最高，16個月齡最低，與NOS活性及NO含量變化趨勢一致，見表1。

表1 不同月齡大鼠陰莖海綿體組織中各指標的變化()

表1 不同月齡大鼠陰莖海綿體組織中各指標的變化()

注：各月齡組與上一月齡組比較，aP＜0.01；1 mmHg=0.133 kPa。

4個月齡8個月齡16個月齡25.32±3.41 40.04±1.56a31.05±6.20a0.93±0.10 1.56±0.22a1.27±0.04a20.36±4.01 32.84±3.50a28.70±3.84a103±21 135±15a117±18a

2.2 不同濃度L-精氨酸對大鼠海綿體組織內NO含量及NOS活性變化的影響 結果顯示，口服L-精氨酸能夠顯著提高各組大鼠海綿體組織內NO的含量。其中A組大鼠給予2.25 g·kg-1·d-1L-精氨酸口服后，各月齡組大鼠海綿體內NO含量顯著高于正常對照組(P＜0.01)；B組大鼠給予4.5 g·kg-1·d-1L-精氨酸口服后同樣能夠顯著提高海綿體內NO含量(P＜0.01)；同時B組大鼠各月齡組NO含量顯著高于A組(P＜0.05，P＜0.01)，說明高劑量L-精氨酸能夠更有效地提高海綿體內NO含量，見表2和圖1。此外，口服L-精氨酸能夠顯著提高大鼠海綿體組織內NOS的含量。A、B組大鼠海綿體組織中NOS含量顯著高于正常對照組(P＜0.01)；而B組給予高劑量L-精氨酸后其NOS含量顯著高于A組大鼠(P＜0.05，P＜0.01)，說明高劑量L-精氨酸能夠更有效地提高海綿體內NOS含量，見表2和圖1。

表2 不同濃度精氨酸對不同月齡組大鼠陰莖海綿體組織中NO、NOS含量的影響()

表2 不同濃度精氨酸對不同月齡組大鼠陰莖海綿體組織中NO、NOS含量的影響()

注：各月齡組與上一月齡組比較，aP＜0.01；A組、B組分別與C組比較，cP＜0.01；B組與A組比較，dP＜0.05，eP＜0.01。

組別NO(μg/g) NOS(nmol/mg·prot) B C A B C 0.93±0.10 1.56±0.22a1.27±0.04a4個月齡8個月齡16個月齡A 28.73±5.13c46.03±2.14ac38.45±1.40ac32.50±3.20cd50.34±4.30ace43.12±2.34ace25.32±3.41 40.04±1.56a31.05±6.20a1.25±0.32c1.78±0.14ac1.49±0.36ac1.36±0.40cd2.01±0.20ace1.74±0.21ace

圖1 不同濃度L-精氨酸對大鼠海綿體組織內NO含量及NOS活性的影響

2.3 不同濃度L-精氨酸對大鼠陰莖ICP變化趨勢的影響 結果顯示，口服L-精氨酸能夠顯著提高各組大鼠陰莖海綿體ICP。其中A組4個月齡大鼠口服2.25 g·kg-1·d-1L-精氨酸后其ICP升高值與正常對照組比較差異無統計學意義(P＞0.05)，而其后8個月齡、16個月齡大鼠ICP均顯著高于正常對照組(P＜0.01)。而B組大鼠口服4.5 g·kg-1·d-1L-精氨酸后，各月齡組大鼠ICP均顯著高于正常對照組(P＜0.01)，并顯著高于A組低劑量組大鼠(P＜0.05，P＜0.01)，見表3和圖2。

表3 不同濃度精氨酸對不同月齡組大鼠陰莖ICP的影響()

表3 不同濃度精氨酸對不同月齡組大鼠陰莖ICP的影響()

注：各月齡組與上一月齡組比較，oP＜0.05，aP＜0.01；A組、B組分別與C組比較，bP＞0.05，cP＜0.01；B組與A組比較，dP＜0.05，eP＜0.01。

組別ICP(mmHg) B C 4個月齡8個月齡16個月齡A 21.63±3.07b35.04±4.27ac31.27±3.24○c25.78±3.21ce38.76±3.21ace34.26±2.71ocd20.36±4.01 32.84±3.50a28.70±3.84a

圖2 不同濃度L-精氨酸對大鼠海綿體組織內ICP的影響

2.4 不同濃度L-精氨酸對SOD活性變化的影響 結果顯示，口服L-精氨酸各組大鼠陰莖海綿體組織內SOD活性明顯高于對照組大鼠。其中A組口服2.25 g·kg-1·d-1L-精氨酸后，各月齡組大鼠SOD活性顯著高于正常對照組(P＜0.01)；而B組大鼠口服4.5 g·kg-1·d-1L-精氨酸后SOD活性同樣顯著高于正常對照組(P＜0.01)；同時B組各月齡組大鼠SOD活性明顯高于A組大鼠(P＜0.05，P＜0.01)，見表4和圖3。

表4 不同濃度L-精氨酸對不同月齡組大鼠陰莖海綿體組織中SOD活性的影響()

表4 不同濃度L-精氨酸對不同月齡組大鼠陰莖海綿體組織中SOD活性的影響()

注：各月齡組與上一月齡組比較，oP＜0.05，aP＜0.01；A組、B組分別與C組比較，cP＜0.01；B組與A組比較，dP＜0.05，eP＜0.01。

組別B C 4個月齡8個月齡16個月齡A 118±20c143±25ac133±20oc125±16ce150±21ace139±16acd103±21 135±15a117±18a

圖3 不同濃度L-精氨酸對大鼠海綿體組織內SOD活性的影響

3 討 論

勃起功能障礙是一個非常復雜的病理生理過程，目前研究認為衰老、氧化應激等作用機制在其中發揮著非常重要的作用[2]。本研究結果顯示，隨著大鼠由幼年向青壯年、老年的不斷發展，陰莖海綿體內壓出現一個先升高后降低的變化趨勢。在8個月齡時達到最大值，其后隨著月齡的增加ICP開始下降，可見衰老在勃起功能障礙中發揮著非常重要的作用，是導致勃起功能下降的一個重要因素。SOD是人體內重要的抗氧化酶，能清除活性氧自由基，是衡量氧化應激程度的關鍵指標[5]。為了探究氧化應激是否參與衰老所致的勃起功能改變，我們檢測不同月齡大鼠海綿體組織內SOD的活性。研究結果顯示，SOD與ICP的變化趨勢一致，在8個月齡時達到最大值，其后隨著月齡的升高SOD活性不斷下降。說明大鼠在青壯年階段時其海綿體組織內的抗氧化應激能力最強，此時勃起功能也達到巔峰狀態；其后隨著大鼠走向“老齡”階段，組織對氧自由基的清除能力不斷下降，氧化應激所造成的組織損傷不斷累積，導致勃起功能的下降，ICP不斷降低[6]。因此我們推測，年齡改變引起海綿體組織對氧自由基清除能力的改變，并最終導致勃起功能的變化。

NOS-NO-cGMP通路在調控海綿體平滑肌松弛的過程中發揮著非常重要的作用，性刺激激活海綿體組織內NOS催化L-精氨酸合成NO，NO通過活化鳥苷酸環化酶增加cGMP生成，cGMP進一步通過降低細胞內鈣離子濃度引起海綿體血管平滑肌松弛，從而促進血液灌注于海綿體內，引起并加強陰莖勃起[2]。本研究探討是否能夠通過增加NOS作用底物L-精氨酸的量，來達到拮抗衰老所致的勃起功能下降。結果提示，口服L-精氨酸確實能夠顯著增加各月齡組大鼠ICP，同時這種作用具有劑量依賴性，高劑量組大鼠(4.5 g·kg-1·d-1)ICP增加幅度明顯強于低劑量組大鼠。另一方面，L-精氨酸能夠明顯增強各組大鼠陰莖海綿體組織內NO含量及NOS活性。給予低劑量L-精氨酸(2.25 g·kg-1·d-1)口服即可增加各組大鼠陰莖海綿體組織內NO含量，這種效應與作用底物的增加直接相關。Gentile等[7]報道L-精氨酸能夠直接刺激增強NOS活性，本研究中給予L-精氨酸后各組大鼠海綿體組織內NOS活性明顯增加。因此口服L-精氨酸能夠直接增加NO含量并通過增強NOS活性間接增加NO含量兩條途徑激活NOS-NO-cGMP通路，從而提高ICP，發揮延緩衰老所致勃起功能下降的作用。

如上所述，隨著大鼠向“老齡”階段的邁進，氧自由基在陰莖組織內蓄積而導致氧化損傷，并直接降低陰莖勃起功能。L-Arg是良好的氧自由基清除劑，可以提高氧自由基清除酶的活性，加速清除組織中的氧自由基，增強機體對氧化應激的防御能力，減輕氧化應激所導致的組織損傷，在抗氧化應激中發揮著非常重要的作用[8]。本研究結果顯示，口服L-Arg后各組大鼠SOD活性明顯強于正常對照組，同時這種作用呈現出一定的濃度依賴性，高濃度組L-Arg提高SOD活性的能力明顯強于低濃度組。說明L-精氨酸除了通過激活NOS-NO-cGMP通路改善勃起功能，尚能通過增強氧自由基的清除，抑制氧化應激反應來改善衰老所致的勃起功能下降。

綜上所述，L-精氨酸能夠通過激活NOS-NO-cGM P通路、拮抗氧化應激等機制，顯著改善大鼠陰莖勃起功能，并能夠明顯延緩衰老所致勃起功能下降。

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Effect of L-Arginine on penile erectile function of rats with different ages.

LI You-kong,ZHOU Jie,ZHANG Xian-jue,ZHONG Wen.
Department of Urology,Jingzhou Central Hospital,Jingzhou 434020,Hubei,CHINA

ObjectiveTo explore the effect of L-Arginine on penile erectile function of rats with different ages.MethodsRats with different ages were divided into 3 groups with 6 rats in each group.Group A was fed with L-Arginine 2.25 g·kg-1·d-1,group B was fed with L-Arginine 4.5 g·kg-1·d-1,and group C was the normal control group.At 8 weeks after L-Arginine feeding,intracavernous pressure(ICP),nitric oxide(NO),nitric oxide synthase (NOS)and superoxide dismutase(SOD)were detected.ResultsIn group C,the activity of ICP,NO,NOS and SOD changed with ages,which increased firstly and reached the highest at 8 month age,and then dropped and reached thelowest at 16 month age.In group A,the activity of ICP NO NOS and SOD were higher than those in group C,however,in group B,they were even higher than those in group A(P＜0.01，P＜0.05).Conclusion L-Arginine can improve the erection function of rats and attenuate erectile dysfunction in old rats through activing NOS-NO-cGMP pathway and attenuating oxidative stress with dose-dependent effects.

Erectile dysfunction;NO;NOS;L-Arginine

R-332

A

1003—6350（2014）14—2032—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.14.0791

2014-01-19)

李又空。E-mail:liyoukong@126.com