燈盞花素對糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌組織CVF的影響

于學江

·實驗研究·

燈盞花素對糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌組織CVF的影響

于學江

目的探討燈盞花素對糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及肌組織膠原容積分數(CVF)的影響。方法SD大鼠40只, 隨機分為對照組(NC組)、糖尿病心肌病組(DCM組)、燈盞花素組(Bre組),實驗末測定各組VG膠原染色圖像分析儀測量心肌膠原容積分數；電鏡下對比各組大鼠心肌超微結構。結果NC組毛細血管基底膜厚度為(114.61±6.80)nm, CVF值為( 9.2±1.9 )%；DCM組毛細血管基底膜厚度為(219.27±13.98)nm, CVF值為(20.6±3.3)%；Bre組毛細血管基底膜厚度為(196.85±10.11)nm, CVF值為(17.8±2.1)%；與NC組比較, DCM組及Bre組其基底膜厚顯著降低, 差異具有統計學意義(P均＜0.01)；Bre組基底膜厚明顯低于DCM組, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。與NC組比較, DCM組及Bre組CVF值明顯升高, 差異具有統計學意義(P均＜0.01), 與DCM組比較, Bre組CVF值降低, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。結論燈盞花素可以改善受微血管病變, 抑制了糖尿病大鼠心肌進一步纖維化。

燈盞花素；糖尿病心肌病；微血管基底膜；肌組織膠原容積分數

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy, DCM)近年已成為糖尿病并發癥研究領域的一個熱點, 其病理改變主要為微血管病變及出現細胞凋亡后發展到心肌纖維化等［1-5］。燈盞花素是從菊科飛蓬屬植物燈盞花中提取的黃酮類有效成分,研究發現其具有改善心、腦血管血流量、抗血小板聚集、抗氧自由基等作用, 目前在臨床上主要用于缺血性心腦血管疾病的治療［6-9］。近年來研究表明［1］, 燈盞花素可通過抗氧化能力, 上調Bcl-1蛋白水平、下調c-Fos蛋白等；研究表明燈盞花素對脫氧核糖核酸(DNA)氧化損傷的保護作用和抗脂質過氧化的作用, 能有效清除活性氧自由基, 對脂質過氧化及DNA的OH氧化損傷有顯著抑制作用［2］, 本實驗觀察燈盞花素對糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌組織CVF的影響, 為臨床糖尿病心肌病的治療應用中提供參考依據。

1 材料與方法

1. 1 模型與分組 從SD大鼠40只中隨機分出10只作為NC組；其余以45 mg/kg尾靜脈注射1%STZ溶液, 注射后72 h采尾靜脈血測血糖, 其濃度>16.7 mmol/L者為糖尿病成模。普通飼料喂食6周, 隨機抽取10只, 糖尿病心肌病變成模標準：心肌內微血管內皮細胞明顯腫脹, 線粒體腫脹變形, 排列紊亂, 基底膜出現不規則增厚, 細胞外基質膠原積聚。按隨機數字表方法將糖尿病大鼠隨機分為DCM組和Bre組, 每組10只。模型制備成功后Bre組給予腹腔注射燈盞花素注射液20 mg/(kg·d), NC組和DCM組給予腹腔注射等量生理鹽水, 持續6周。

1. 2 指標測定 第12周末分別取出左室前壁心肌組織塊用生理鹽水沖洗后切成1 mm3及5 mm3心肌組織, 甲醛固定后,酒精脫水, 浸蠟, 包埋, 前者制備超薄切片, 厚度50 nm, 經染色后, 透射電鏡觀察心肌毛細血管血管基底膜形態。在各組大鼠心肌電鏡毛細血管照片中, 選擇其基底膜橫斷區域, 每1個毛細血管選擇10個點, 分別測量基底膜厚度, 取其平均值。后者分別行蘇木精 - 伊紅染色法(HE染色)及VG膠原染色, 封片后光鏡下觀察心肌組織病理形態學變化, 圖像分析儀測量心肌CVF。

1. 3 統計學方法 采用SPSS13.0統計學軟件對數據進行統計分析。計量資料以均數± 標準差表示, 采用t檢驗；單因素方差分析用LDS-t檢驗進行兩組間比較；計數資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

NC組毛細血管基底膜厚度為(114.61±6.80)nm, CVF值為(9.2±1.9)%；DCM組毛細血管基底膜厚度為(219.27± 13.98)nm, CVF值為(20.6±3.3)%；Bre組毛細血管基底膜厚度為(196.85±10.11)nm, CVF值為(17.8±2.1)%；與NC組比較, DCM組及Bre組其基底膜厚顯著降低, 差異具有統計學意義(P均＜0.01)；Bre組基底膜厚明顯低于DCM組, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。與NC組比較, DCM組及Bre組CVF值明顯升高, 差異具有統計學意義(P均＜0.01), 與DCM組比較, Bre組CVF值降低, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。見表1。

表1 實驗各組微血管基底膜厚度及心肌CVF值比較

表1 實驗各組微血管基底膜厚度及心肌CVF值比較

注：與NC組比較,aP＜0.01；與DCM組比較,bP＜0.05

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3 討論

基底膜為微血管壁的基礎, 其管壁增厚在微血管病變的發生中都起重要作用［10］。在DCM組中, 大鼠表現為心肌微血管嚴重受損及基底膜增厚。導致這些現象的機制比較復雜,參考以往相關文獻的報道, 如轉化生長因子β1(TGF-β1)、血小板衍化生長因子(PDGF)等多種生長因子基因表達增加［3］,其中TGF-β1刺激細胞外基質(ECM)的成份如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型膠原, 纖維連接素, 層粘連蛋白的mRNA表達增加［4］。同時基質金屬蛋白酶(MMPs)活性受到抑制, 誘導組織抑制因子(TIMPs)表達［5］。以上這些細胞因子的強表達, 刺激內皮素的形成, 引起蛋白聚糖及纖維的合成等, 導致細胞外基質擴張,血管基底膜增厚。另外張常喜等［6］通過動態觀察病程8周和12周STZ糖尿病大鼠心肌組織結構病理變化, 發現大鼠心肌組織中膠原含量即明顯增加。

本實驗從光鏡及電鏡下觀察, DCM組大鼠心肌微血管內皮細胞腫脹、變形, 基底膜明顯增厚, 管腔變窄, 間質可見成纖維細胞、膠原纖維明顯增生且排列紊亂；VG染色及半定量分析結果示心肌膠原纖維明顯增多, 分布于心肌細胞間及血管周圍, CVF值明顯升高, 與上述報道一致［11-15］。在應用燈盞花素干預后, Bre組微血管基底膜厚度及心肌病理形態學改變較DCM組減輕, 提示燈盞花素能夠減輕基底膜厚度考慮可能與其阻斷上述機制有關［16-19］。同時其可能是通過多種途徑抑制心肌間質成纖維細胞的增生, 使心肌細胞外基質中膠原合成與降解保持平衡, 減少細胞外基質的過度沉積, 抑制DCM大鼠心肌纖維化的發展, 從而對DCM大鼠微血管及心肌結構具有保護作用。

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Influence by breviscapine on microvascular basement membrane and cardiac muscle tissue collagen volume fraction in mice with diabetic cardiomyopathy

YU Xue-jiang. Department of Cardiology, Liaoning Yingkou Economic and Technology Development Zone Central Hospital, Yingkou 115007, China

ObjectiveTo investigate influence by breviscapine on microvascular basement membrane and muscle tissue collagen volume fraction (CVF) in mice with diabetic cardiomyopathy.MethodsA total of 40 SD rats were randomly divided into control group (NC group), diabetic cardiomyopathy group (DCM group) and breviscapine group (Bre group). Cardiac muscle tissue collagen volume fraction in all groups were detected by VG collagen staining images analyzer at the end of the experiment, and myocardial ultrastructure were compared by electron microscope.ResultsNC group had capillary basement membrane thickness as (114.61±6.80) mm and CVF as (9.2±1.9)%. DCM group had capillary basement membrane thickness as (219.27±13.98) mm and CVF as (20.6±3.3)%. Bre group had capillary basement membrane thickness as (196.85±10.11) mm and CVF as (17.8±2.1)%. DCM group and Bre group had obviously lower capillary basement membrane thickness than NC group, and their difference had statistical significance (allP＜0.01). Bre group had much lower capillary basement membrane thickness than DCM group, and the difference had statistical significance (P＜0.05). DCM group and Bre group had much higher CVF than NC group, and the difference had statistical significance (allP＜0.01). Bre group had lower CVF than DCM group, and their difference had statistical significance (P＜0.05).ConclusionBreviscapine can improve microangiopathy and inhibit further myocardial fibrosis in rats with diabetic cardiomyopathy.

Breviscapine; Diabetic cardiomyopathy; Microvascular basement membrane; Muscle tissue collagen volume fraction

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2017.08.096

2017-03-07］

115007 遼寧省營口經濟技術開發區中心醫院心內科