★ 周媛媛 李中南
(1.安徽中醫(yī)藥大學 合肥 230038;2.安徽中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院 合肥 230031)
隨著人們生活水平的提高和飲食結構的改變,我國糖尿病和痛風的患病率逐年上升,嚴重影響人們的生活質量。兩病的發(fā)生與高血脂、高血壓、肥胖、遺傳等息息相關,且兩病之間可互相影響,互為危險因素[1]。前列腺素(prosta-glandins,pGs)是花生四烯酸(rachidonicacid)的代謝產(chǎn)物,它是炎癥反應的重要介質,可誘發(fā)人和動物的急性炎癥反應,其中前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)起著重要的作用。環(huán)氧化酶(cyclooxygenase,COX)是花生四烯酸轉化為PGE2 的關鍵酶,COX-2 作為其中一個亞型,在受到刺激時表達迅速上調,參與多種病理生理過程。本文旨在觀察中藥萆苓方對糖尿病痛風模型大鼠血清中PGE2、COX-2 表達水平的影響,探討萆苓方治療糖尿病合并痛風的作用機制。
1.1 實驗動物 取清潔級健康SD 雄性大鼠50 只,體重(180±20)g,購自于安徽醫(yī)科大學動物實驗中心,許可證號scxk(皖)2017001。大鼠飲食、活動正常,皮毛光澤,反應靈敏。飼養(yǎng)房室內溫度25℃~30℃,相對濕度40%~70%,空氣流通。
1.2 試藥 萆苓方(由萆薢、土茯苓、澤瀉、黃柏、蒼術、懷牛膝、威靈仙、虎杖、薏苡仁、當歸、土鱉蟲等藥物組成,安徽中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院藥物制劑中心提供);吲哚美辛片(上海新黃河制藥有限公司,藥準字號:H31020148,產(chǎn)品批號:01717004);吡格列酮(江蘇德源藥業(yè)股份有限公司,批準文號:H20110048);尿酸鈉(上海源葉生物科技有限公司,批號:S16N8I46625);吐溫80(上海源葉生物科技有限公司,批號:M19A6K2526);鏈脲佐菌素(STZ)(美國Sigma 公司,批號:20160805426);PGE2 試劑盒(北京安迪華泰科技有限公司,批號:20180412);COX-2 試劑盒(北京安迪華泰科技有限公司,批號:20180412)。
1.3 主要儀器 血糖監(jiān)測儀(美國強生公司,型號:穩(wěn)豪型);酶標儀(雷杜公司,型號:RT-6000);高速臺式冷凍離心機(安徽嘉文儀器裝備有限公司,型號:JW3021HR);漩渦混合器(其林貝爾儀器制造公司,型號:GL-88B),移液器(Eppendorf公司,型號:0.5~1000μL),排槍(Eppendorf 公司,型號:50~300μL),電熱恒溫箱(上海三發(fā)公司 型號:DNP-9052BS-Ⅲ)。
1.4 糖尿病模型制作 選取健康雄性SD 大鼠45只,體重(180±20)g。適應性喂養(yǎng)1 周后,按數(shù)字表法隨機選出9 只作為正常組,予基礎飼料喂養(yǎng),其余作為實驗組,給予高脂飼料(蛋白質15%、脂肪20%、碳水化合物50%、膽固醇5%、豬油10%)喂養(yǎng)。4 周后造模,造模前禁食不禁水12h,臨用前將pH4.5 的檸檬酸緩沖液與STZ 配制成1%濃度的STZ 溶液,模型組及各藥物組按35mg/kg 單次腹腔注射STZ 溶液,正常組按此用量折算出相當量的生理鹽水注射一次。72h 后尾靜脈取血測血糖,以血糖≥16.7mmol/L 作為糖尿病成模的標準[2-3]。
1.5 痛風關節(jié)模型制作 糖尿病模型成功后,大鼠給藥4 天,第四天除正常組外,每只實驗鼠均選右側踝關節(jié)外后方為穿刺點,針口斜面朝前上方與脛骨成45 度夾角穿入踝關節(jié)腔,以4 號針頭向關節(jié)腔注入0.2mL 尿酸鈉溶液(取250mg 尿酸鈉結晶,加入45mL 0.9%氯化鈉注射液,再加5mL 吐溫80,加熱攪拌,配成5g/L 的尿酸鈉溶液)一次,以關節(jié)囊對側鼓起為注入標準,誘導痛風模型[4]。正常組注射等量生理鹽水。
1.6 分組及給藥 將成模的實驗組大鼠隨機分為模型組、萆苓方組、吲哚美辛組、吡格列酮組,萆苓方組按10g/kg、吲哚美辛組按5mg/kg、吡格列酮組按15mg/kg 給藥,正常組、模型組予等量生理鹽水,每日灌胃1 次,連續(xù)3 周。期間剔除未成模大鼠2 只,因感染死亡大鼠3 只。
1.7 觀察指標 大鼠連續(xù)給藥3 周,并監(jiān)測動物體重變化。末次給藥后禁食12h,處死前稱體重,以10%水合氯醛按3.5mL/kg 腹腔注射麻醉,立即取腹主動脈血,送至安徽中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院生化室測定血糖、血尿酸、PGE2、COX-2。
1.8 統(tǒng)計學方法 實驗數(shù)據(jù)采用SPSS21.0 軟件進行統(tǒng)計學處理,計量資料的數(shù)據(jù)用 表示,兩組比較采用t 檢驗進行處理,組間比較采用方差分析,P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義,并做相關性分析。
2.1 對大鼠體重的影響 見表1。結果提示:大鼠造模后,模型組、吡格組、萆苓組、吲哚組大鼠體重均低于正常組(P<0.05 或P<0.01),治療后3 周后,吡格組、萆苓組大鼠體重明顯高于模型組(P<0.05),組間比較,萆苓組與吡格組療效相近(P>0.05),吡格組療效明顯優(yōu)于吲哚組(P<0.05)。
表1 對大鼠體重的影響(,n=9) g
表1 對大鼠體重的影響(,n=9) g
注:與正常組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型組比較,*P<0.05;與吲哚組比較,△P<0.05。
組別 造模前 治療1 周后 治療2 周后 治療3 周后正常組 199.78±14.76 209.89±13.36 220.44±11.59 229.56±10.89模型組 200.44±10.79 190.33±12.43## 178.11±11.33 170.56±9.68吡格組 199.67±12.35 196.33±12.29# 192.56±13.86 189.00±17.21*△萆苓組 200.67±12.47 195.44±13.76# 190.00±13.97 184.44±15.13*吲哚組 201.11±12.34 194.44±12.15# 185.78±12.29 174.22±11.29
2.2 對大鼠血糖、血尿酸的影響 見表2。結果提示:與正常組相比,模型組、各藥物組大鼠血糖明顯升高(P<0.01),與模型組相比,治療后萆苓組、吡格組大鼠血糖明顯降低(P<0.05 或P<0.01),組間比較,萆苓組、吡格組療效優(yōu)于吲哚組(P<0.05);與正常組相比,模型組血尿酸明顯升高(P<0.01),與模型組比較,萆苓組、吲哚組大鼠血尿酸明顯降低(P<0.01),組間比較,萆苓組、吲哚組療效相近(P>0.05),且明顯優(yōu)于吡格組(P<0.01)。
表2 對大鼠血糖、血尿酸的影響(,n=9)
表2 對大鼠血糖、血尿酸的影響(,n=9)
注:與正常組比較,##P<0.01;與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01;組間比較,△P<0.05,△△P<0.01。
組別療前血糖/mmol·L-1療后血糖/mmol·L-1血尿酸/μmol·L-1正常組 5.72±0.97 5.76±0.80 73.00±7.31模型組 18.13±2.27## 17.55±3.14 144.25±25.35##吡格組 16.45±3.72## 12.71±2.18**△ 138.25±15.82萆苓組 16.06±2.19## 14.00±2.32*△ 92.86±17.25**△△吲哚組 17.46±2.06## 15.19±1.28 90.88±22.04**△△
2.3 對大鼠PGE2、COX-2 的影響 見表3。結果提示:與正常組相比,模型組COX-2、PGE2 的含量明顯升高(P<0.01),與模型組相比,各藥物組COX-2、PGE2 的含量明顯降低(P<0.01),組間比較,吲哚組與萆苓組COX-2、PGE2 療效相近(P>0.05),優(yōu)于吡格組(P<0.01)。
表3 對大鼠PGE2、COX-2的影響(,n=9)ng/L
表3 對大鼠PGE2、COX-2的影響(,n=9)ng/L
注:與正常組比較,##P<0.01;與模型組比較,**P<0.01;與吡格組比較,△P<0.05
組別 COX-2 PGE2 正常組 59.86±4.62 81.34±2.48模型組 145.72±12.35## 324.16±20.10##萆苓組 86.82±3.55**△ 145.69±10.33**△吡格組 107.18±10.93** 199.86±16.12**吲哚組 82.86±3.39**△ 142.09±14.69**△
2.4 相關分析 經(jīng)分析顯示,高血糖與高血尿酸具有相關關系,相關系數(shù)r=0.346(P<0.05);高血糖與COX-2 有顯著相關性,相關系數(shù)r=0.634(P<0.01);高血糖與PGE2 有顯著相關性,相關系數(shù)r=0.652(P<0.01);高尿酸與COX-2 的具有相關性,相關系數(shù)r=0.732(P<0.01);高尿酸與PGE2 相關性,r=0.750(P<0.01);COX-2 與PGE2具有顯著相關性,r=0.945(P<0.01)。
有研究表明,糖尿病和痛風有共同的發(fā)病基礎,血尿酸增高可加重糖尿病患者的代謝紊亂[5],痛風合并糖尿病患者的血尿酸水平也比單純痛風患者更高[6]。因此,能夠同時改善高血糖與高血尿酸水平的藥物,對于提高療效,改善患者依從性,具有重要意義。本實驗正是探討了中藥萆苓方對于血糖、血尿酸及PGE2、COX-2 的影響。
前列腺素作為是花生四烯酸的代謝產(chǎn)物,能保護胃和十二指腸粘膜,維護腎及血小板功能,但也可誘發(fā)人和動物的急性炎癥反應。當細胞膜上磷脂酶A2 (phoshPolipaseA2)受到致炎因子等某種因素的刺激時,釋放花生四烯酸,在環(huán)氧化酶的作用下,產(chǎn)生大量PGE2,引起并加重一系列炎癥反應,促使局部毛細血管擴張,血管通透性增加,組織充血水腫,加重疼痛[7-11],還可導致胰島 β 細胞的功能障礙[12],影響胰島素的分泌。本次實驗顯示,模型組PGE2 的含量明顯升高(P<0.01),藥物治療后,萆苓組PGE2 的含量明顯降低(P<0.01)。表明萆苓方可通過降低PGE2 的水平,減輕炎癥反應,緩解糖尿病痛風的臨床癥狀,降低血糖、血尿酸水平。
環(huán)氧化酶-2 是環(huán)氧化酶的一個亞型,研究表明[13],其在正常狀態(tài)下幾乎不表達,一旦受到刺激如外傷、炎癥后迅速合成,增加血管通透性,產(chǎn)生炎性因子,誘導巨噬細胞趨化,激活基質金屬蛋白酶,活化白細胞和血小板,且能降低人體對胰島素的敏感性。另一方面,COX-2 作為PGE2 的限速酶,與PGE2 有交互作用,它催化花生四烯酸轉化為PGE2,誘導炎性反應,抑制胰島β 細胞的功能。本次實驗表明,模型組COX-2 的表達明顯升高(P<0.01),給藥后,萆苓組COX-2 的含量明顯降低(P<0.01)。說明萆苓方可通過抑制COX-2的高表達,緩解炎癥反應,改善胰島功能,達到降糖降尿酸的作用。此可能是萆苓方降糖降尿酸的機制之一。
實驗中采用鏈脲佐菌素誘導糖尿病模型,成模后各實驗組大鼠較正常組大鼠出現(xiàn)明顯多飲、多食、多尿癥狀,且體重明顯低于正常組(P<0.05或P<0.01)。藥物治療后3 周,吡格列酮組、萆苓組大鼠“三多”癥狀改善,體重明顯高于模型組(P<0.05)。說明萆苓方可明顯改善糖尿病的臨床癥狀。
相關分析顯示,高血糖與高血尿酸具有相關關系,表明二者之間相互影響,互為危險因素。與COX-2、PGE2 有顯著相關性,證實高血糖、高血尿酸均與炎癥因子有關,COX-2 及PGE2 參與其中,互為因果,加重了對機體的損害。
糖尿病屬中醫(yī)“消渴”范疇,痛風屬中醫(yī)“痹病”“白虎歷節(jié)”范疇,其發(fā)病多與感受外邪、飲食不節(jié)、遺傳等因素有關,其病機為本虛標實,本虛乃脾腎虧虛,臟腑功能衰弱,標實為濕瘀毒互結,阻滯氣血經(jīng)絡。萆苓方正是以清熱利濕,瀉濁解毒,活血止痛立法。方中土茯苓、澤瀉、萆薢、薏苡仁利濕瀉濁;威靈仙祛風濕,通經(jīng)絡;黃柏、蒼術清熱燥濕解毒;當歸、虎杖、土鱉蟲活血止痛;懷牛膝補肝腎,強筋骨,利關節(jié)。
綜上所述,本方通過降低COX-2、PGE2 的高表達,消除炎癥反應,保護胰島功能,發(fā)揮良好的調節(jié)血糖、血尿酸、改善糖尿病痛風癥狀的作用。