葉泉英,林浩佳,陳金慧,彭政,陳啟生
(1佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院,廣東佛山528000;2南海人民醫(yī)院)
肝臟是人體的中心代謝器官,肝硬化患者因肝功能低下,導(dǎo)致糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂。隨著我國嗜酒人群的不斷擴(kuò)大,酒精性肝病的患病率已躍升至第二位而僅次于病毒性肝炎[1]。相當(dāng)數(shù)量的慢性酒精性肝病患者反復(fù)發(fā)病,久治不愈,最終可遷延為肝硬化、門脈高壓、肝癌等終末期肝病。多項(xiàng)臨床研究發(fā)現(xiàn),酒精性肝損傷多伴隨胰島素抵抗,且隨著肝損傷的加重,胰島素抵抗現(xiàn)象更明顯[2,3]。相關(guān)研究表明,熊果酸是存在于天然植物中的一種三萜類化合物,具有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗?jié)儭⒔档脱堑榷喾N生物學(xué)效應(yīng),熊果酸還具有明顯的抗氧化功能[4~7]。我們通過乙醇灌胃建立大鼠急性肝損傷模型,探討熊果酸對乙醇所致大鼠急性酒精性肝損傷的保護(hù)作用及機(jī)制。
1.1 材料 雄性清潔級SD大鼠(南方醫(yī)科大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心惠贈)32只,7~8周齡,體質(zhì)量300~400 g。熊果酸(美國Axygen公司),50%乙醇(美國Amresco公司),聯(lián)苯雙酯(美國TargetMol公司),10%甲醛溶液(上??道噬锕?,二甲苯(上海鈺博生物公司),各濃度乙醇(上海康朗生物公司),蘇木精染液(美國Sigma公司),伊紅染液(美國Sigma公司),大鼠SOD檢測試劑盒、MDA檢測試劑盒(中國HZBscience公司),血糖檢測儀(美國通用公司),全自動生化分析儀(美國通用公司),石蠟切片機(jī)(美國Thermo公司)。
1.2 模型建立及分組 選擇SD大鼠32只,在恒溫且光照通風(fēng)實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)性喂養(yǎng)。1周后隨機(jī)將其分為4組:對照組、模型組、熊果酸組及聯(lián)苯雙酯組。每隔3 d稱重。前2周,模型組、熊果酸組及聯(lián)苯雙酯組均隔天以50%乙醇灌胃1次??瞻捉M不進(jìn)行任何處理。后2周,對照組及模型組均隔天鹽水灌胃1次,熊果酸組以熊果酸60 mg/kg隔天灌胃1次,聯(lián)苯雙酯組予聯(lián)苯雙酯隔天灌胃1次,給藥量為5.625 mg/kg。末次灌胃后,大鼠禁食24 h。
1.3 樣本采集 給藥后每組大鼠均每隔3 d針刺尾部,應(yīng)用血糖檢測儀檢測空腹末梢血糖。至第14天,眼眶取血,放入1.5 mL無菌離心管中,4 ℃條件下1 000 r/min離心15 min,分離上層血清。取上清于-20 ℃冰箱保存,備用。斷頸處理大鼠,剖取肝臟稱重,隨即泡入10%中性甲醛溶液,放于-20 ℃冰箱保存,備用。
1.4 生化指標(biāo)的檢測 實(shí)驗(yàn)后2周各組大鼠完成給藥后禁食24 h,處理大鼠分離血清,應(yīng)用全自動生化分析儀檢測空腹血糖(FPG)、血清胰島素(FINS)、胰島素敏感指數(shù)(ISI)、ALT、AST、GGT、TG,應(yīng)用專用試劑盒檢測大鼠超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)活性。
1.5 大鼠肝臟組織石蠟切片制備及病理切片觀察 ①固定與取材:使用10%中性甲醛溶液固定SD大鼠的肝臟組織,24 h后分別從縱斷面取材,修整成1 cm2左右,厚2 mm,隨后流水沖洗8 h。②梯度脫水和透明:50%、75%乙醇6 h,85%乙醇3 h,95%、100%(Ⅰ)、100%(Ⅱ)乙醇1 h,然后用二甲苯(濃度為50%)浸泡0.5 h,全過程約18 h。適當(dāng)輕微振蕩或晃動組織塊。③石蠟包埋:分別于52 ℃軟蠟、52 ℃軟蠟、56 ℃硬蠟各放置1 h。④切片:切去組織周圍過多石蠟,固定于底座上,切片厚約5 μm,50 ℃水浴中展開后立即放入37 ℃烤箱中1 h。⑤脫蠟:二甲苯(Ⅰ)浸泡10 min,二甲苯(Ⅱ)浸泡5 min,100%(Ⅰ)、100%(Ⅱ)、95%(Ⅰ)、95%(Ⅱ)乙醇各浸泡5 min,85%乙醇浸泡3 min,75%乙醇浸泡2 min,蒸餾水沖洗1 min。⑥染色與脫水:蘇木精染色5 min,自來水沖洗15 min;75%、85%乙醇各浸泡2 min,0.5%伊紅染色1 min,95%(Ⅰ)、95%(Ⅱ)、100%(Ⅰ)、100%(Ⅱ)乙醇、二甲苯(Ⅰ)、二甲苯(Ⅱ)各浸泡5 min。⑦封片:在二甲苯尚未干透前,將中性樹膠滴加于組織上,從一端逐步蓋下蓋玻片,室溫保存。40倍光學(xué)顯微鏡下觀察各組肝組織形態(tài)。
2.1 大鼠體征、體質(zhì)量變化 在為期4周的實(shí)驗(yàn)過程中,對照組大鼠生長情況良好,毛色光亮,活動量及進(jìn)食量正常,表現(xiàn)活潑,對外界刺激反應(yīng)靈敏。體質(zhì)量基本穩(wěn)步上升,喂養(yǎng)至最后1周,平均體質(zhì)量較初時增重71 g。在前2周乙醇灌胃建模期間,模型組、熊果酸組和聯(lián)苯雙酯組大鼠均逐漸出現(xiàn)精神萎靡,活動量明顯減少,行動遲緩,毛色略黃,伴少量掉毛,腹脹,食量下降,增重緩慢。后2周給藥期間,熊果酸組和聯(lián)苯雙酯組大鼠生長情況有所好轉(zhuǎn),毛色日漸恢復(fù)光亮,掉毛量減少,活動量及進(jìn)食量增多,行動、反應(yīng)能力明顯較前增強(qiáng),腹脹逐漸消降,體質(zhì)量升高幅度均較造模期間要高。熊果酸組和聯(lián)苯雙酯組大鼠平均體質(zhì)量較初時分別增重50 g和36 g。而模型組大鼠生長情況無明顯改善,行動、反應(yīng)能力越發(fā)遲緩,腹部較前腫脹,體質(zhì)量增幅緩慢,平均體質(zhì)量較初時僅增重20 g(圖1)。
圖1 飼養(yǎng)期間各組大鼠體質(zhì)量變化
2.2 大鼠給藥后末梢FPG變化 在為期4周的實(shí)驗(yàn)過程中,對照組大鼠末梢FPG平穩(wěn),波動在4.8~5.1 mmol/L。在前2周乙醇灌胃建模期間,模型組、熊果酸組和聯(lián)苯雙酯組大鼠末梢FPG出現(xiàn)明顯升高,且升高幅度基本一致。后2周給藥期間,熊果酸組和聯(lián)苯雙酯組大鼠末梢FPG在給藥后出現(xiàn)短暫平臺期,之后均有所下降,波動在5.2~5.5 mmol/L。而模型組大鼠末梢FPG則持續(xù)升高,至喂養(yǎng)末期達(dá)到7.6 mmol/L(圖2)。
圖2 飼養(yǎng)期間各組大鼠末梢FPG變化
2.3 大鼠肝臟及病理切片表現(xiàn) 鏡下觀察各組大鼠的肝組織形態(tài)有明顯差異??梢妼φ战M大鼠肝小葉中央靜脈周圍有呈放射狀排列的肝細(xì)胞包繞。肝板間有不規(guī)則的肝血竇,匯向中央靜脈。肝小葉內(nèi)的網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu)完整,匯管區(qū)無明顯膠原纖維存在,其周圍無炎癥細(xì)胞浸潤。模型組大鼠的肝組織可見肝細(xì)胞排列紊亂,胞質(zhì)腫脹,小葉周邊部界板肝細(xì)胞的灶性壞死和崩解,匯管區(qū)擴(kuò)大,有膠原沉積,膠原纖維延伸成纖維間隔,有淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞浸潤。熊果酸組和聯(lián)苯雙酯組大鼠的肝臟組織相似,接近于對照組,肝小葉結(jié)構(gòu)保持大致正常,未見明顯纖維變性,匯管區(qū)無擴(kuò)大,但有少量炎癥細(xì)胞浸潤。
2.4 熊果酸對大鼠血糖的影響 與對照組相比,模型組大鼠FPG升高(P<0.001),血清FINS降低(P<0.001),ISI降低(P<0.001)。熊果酸組及聯(lián)苯雙酯組大鼠FPG及血清FINS水平與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。熊果酸組及聯(lián)苯雙酯組與模型組比較,大鼠FPG水平下降(P均<0.001),血清FINS水平升高(P均<0.001),見表1。
2.5 熊果酸對大鼠肝功能的影響 與對照組相比,模型組大鼠ALT、AST、GGT、TG均升高(P均<0.005)。熊果酸組及聯(lián)苯雙酯組ALT、AST、GGT、TG水平接近對照組,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。熊果酸組及聯(lián)苯雙酯組ALT、AST、GGT、TG水平與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05),見表2。
表1 各組大鼠FPG、血清FINS、ISI比較(n=8,±s)
注:與對照組相比,aP<0.001;與模型組相比,bP<0.001。
表2 各組大鼠肝功能指標(biāo)比較(n=8,±s)
注:與對照組相比,aP<0.001,bP<0.005;與模型組相比,cP<0.001。
2.6 各組大鼠SOD、MAD水平比較 與對照組相比,模型組SOD活性降低(P<0.05),MDA含量升高(P<0.05)。熊果酸組及聯(lián)苯雙酯組SOD、MDA含量與對照組相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。熊果酸組及聯(lián)苯雙酯組SOD、MDA含量與模型組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.001),見表3。
表3 各組大鼠SOD、MAD水平比較 (n=8,±s)
注:與對照組相比,aP<0.05;與模型組相比,cP<0.001。
肝臟是人體內(nèi)最大的消化腺,在病毒、化學(xué)物質(zhì)、體內(nèi)應(yīng)激等因素的刺激下可導(dǎo)致肝臟損傷,其特點(diǎn)是肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生炎癥、壞死和凋亡,星狀細(xì)胞和Kupffer細(xì)胞被激活并分泌促進(jìn)肝臟纖維化的細(xì)胞外基質(zhì),在這一過程中可能引起肝臟內(nèi)結(jié)構(gòu)重建,嚴(yán)重者可使肝損傷持續(xù),最終導(dǎo)致一系列肝臟疾病,如肝衰竭、肝硬化,直至肝癌。眾所周知,肝臟是乙醇代謝的重要場所,長期飲酒或短時間大量飲酒可引起慢性或急性酒精性肝損傷[8]。有研究表明,急性酒精性肝損傷的病因主要是大量攝入乙醇后其代謝產(chǎn)物引起的脂質(zhì)過氧化、炎癥反應(yīng)等[9]。酒精性肝損傷大致過程如下:在正常肝臟組織內(nèi)存在的SOD、谷胱甘肽等物質(zhì)構(gòu)成肝臟的防御系統(tǒng),具有抗氧化能力,攝入過量乙醇后肝臟的防御系統(tǒng)受到影響并抑制谷胱甘肽的合成,SOD的抗氧化能力被降低,肝臟細(xì)胞生化平衡被打破,從而導(dǎo)致如氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化等一系列反應(yīng),最終由于線粒體功能損傷、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)及免疫炎癥反應(yīng)而引起肝臟功能障礙[10]。已知ROS信號通路介導(dǎo)的炎癥氧化應(yīng)激,與代謝綜合征和糖尿病的發(fā)生有關(guān)[11]。而胰島素抵抗反過來又能加重肝細(xì)胞損傷[12]。在胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下,脂肪代謝的調(diào)節(jié)作用減弱,游離脂肪酸在血液中的含量隨脂肪代謝能力的減弱而升高,隨著大量游離脂肪酸進(jìn)入肝臟,當(dāng)超過肝臟細(xì)胞的承受能力時,會使肝臟細(xì)胞堆積大量脂質(zhì)。同時在這一過程中會釋放大量自由基,干擾線粒體正常功能,使游離脂肪酸的代謝變得更加緩慢,脂質(zhì)蓄積增多,加重肝臟細(xì)胞的負(fù)擔(dān)[13]。
MDA是生物體內(nèi)膜質(zhì)過氧化的重要代謝產(chǎn)物,自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng),氧化終產(chǎn)物為MDA,會引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合,且具有細(xì)胞毒性,其含量和脂質(zhì)過氧化程度一致。因此MDA含量,間接反映機(jī)體細(xì)胞受損程度[14]。SOD是一種源于生命體的活性物質(zhì),能消除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì),能將有害的氧自由基轉(zhuǎn)化為水,使受損的細(xì)胞得到修復(fù),復(fù)原因自由基造成的對細(xì)胞傷害[15]。
機(jī)體攝入大量乙醇后會明顯降低肝臟細(xì)胞內(nèi)維生素A、維生素C、維生素E等抗氧化物質(zhì)所需元素,從而降低SOD的活性,導(dǎo)致肝臟細(xì)胞內(nèi)大量自由基積累并超過肝臟細(xì)胞的抗氧化酶代謝能力時,肝細(xì)胞膜會發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng),損害肝臟細(xì)胞功能[16]。聯(lián)苯雙酯可保護(hù)肝臟細(xì)胞生物膜的結(jié)構(gòu)和功能,改善肝細(xì)胞的抗氧化能力,是我國創(chuàng)制的護(hù)肝藥物,常用于治療肝炎和肝損傷。
熊果酸是一種三萜類化合物,最早由日本學(xué)者從越桔葉中提取得來,可用于預(yù)防心腦血管疾病,改善肝功能等[7]。
ALT、AST和GGT是臨床常用于評價肝功能受損的重要指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示,大鼠經(jīng)乙醇灌胃2周后,ALT、AST和GGT明顯升高,提示肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞和毛細(xì)膽管受損,說明造模成功,TG、MDA升高,提示肝損傷后脂質(zhì)積聚和代謝異常。大鼠出現(xiàn)FPG升高及FINS降低,SOD活性降低。石蠟切片可見肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)紊亂,炎癥細(xì)胞浸潤。經(jīng)熊果酸治療后,大鼠ALT、AST明顯下降,肝功能明顯改善,SOD活性升高,F(xiàn)INS水平升高,肝小葉結(jié)構(gòu)大致恢復(fù)正常,僅有少量炎癥細(xì)胞浸潤,治療效果與聯(lián)苯雙酯較為一致,接近對照組水平。以上結(jié)果提示,熊果酸能提高肝細(xì)胞應(yīng)激水平,避免肝細(xì)胞進(jìn)一步受損并促進(jìn)肝功能恢復(fù),此為今后酒精性肝損傷及其他肝病治療提供了新思路。