孫 皎,于曉風,付雯雯,李 敏,徐華麗,睢大筼*
(1.吉林大學藥學院藥理教研室,長春130021;2.吉林大學護理學院,長春130031)
人參果皂苷(GFS)系從五加科人參屬植物人參(Panax ginseng C.A.Mey)的成熟果實中分得的人參皂苷類物質,主要成分人參皂苷Re的含量達85%。課題組前期研究表明,GFS對大鼠急性心肌缺血、心肌梗死及其心肌缺血再灌注損傷均具有明顯保護作用[1~3],能明顯降低心肌梗死犬的心肌缺血程度及缺血范圍,縮小心肌梗死面積,降低血清心肌三酶活性,能改善心肌代謝,提高內源性抗氧化酶活性,減輕氧自由基的損傷,亦可使急性心肌梗死犬心肌血流量明顯增加,冠脈血管阻力降低,心肌氧利用率及心肌耗氧量明顯減少[4~6],并對四氧嘧啶及腎上腺素所致的實驗性高血糖均具有明顯降糖作用,可能與其清除自由基、抑制脂質過氧化及增加葡萄糖的轉化和利用有關[7]。
九里香葉總黃酮(TFMP)是從蕓香科九里香屬植物九里香(Murraya paniculata(L.)Jack)葉中提取出的黃酮類化合物,總黃酮含量達到92%以上。2009年,治療Ⅱ型糖尿病中藥5類新藥 《九里香葉總黃酮膠囊》臨床前研究,獲得國家“十一五重大新藥創(chuàng)制”科技重大專項立項資助(2009ZX09102-102),已完成全部臨床前研究工作,并順利通過國家驗收。研究表明,TFMP對腎上腺素所致小鼠實驗性高血糖以及大鼠2型糖尿病均具有明顯保護作用,能提高胰島β細胞分泌指數(shù),改善脂代謝紊亂,抵抗自由基介導的脂質過氧化,減輕炎性反應[8],并對大鼠實驗性糖尿病腎病和心肌病具有保護作用[9、10]。本文建立大鼠糖尿病性心肌病模型,觀察二者聯(lián)合應用的協(xié)同作用,為其開發(fā)利用提供科學依據(jù)。
Wistar大鼠,雄性,體重 160~180g,由吉林大學基礎醫(yī)學院動物實驗中心提供,質量合格證號:SCXK-(吉)2007-0003。
GFS由吉林省集安益盛藥業(yè)股份有限公司提供,批號:20180825,TFMP由長春瑞德醫(yī)藥科技有限公司提供,批號:20180810,均以0.5%羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)配制成所需濃度;卡托普利由上海普康藥業(yè)有限公司生產(chǎn),批號:20180603;鏈脲佐菌素美國Sigma 化學公司,批號:087k1403;CK-MB、LDH、AST、MDA、SOD、GSH-Px、TNF-α 及 IL-1β 測試盒由南京建成生物工程研究所提供,批號:20180915;TC、TG、LDL-c及HDL-c測試盒由浙江東甌診斷產(chǎn)品有限公司提供,批號:20180910。
160只 Wistar大鼠隨機分為正常組(20只)和造模組 (140只)。造模組大鼠每日給予高糖高脂飲食(配方:20%蔗糖,10%豬油,10%雞蛋,1%膽固醇,0.1%膽酸鈉,0.2%丙硫氧嘧啶,正常大鼠飼料),正常組大鼠每日正常飲食、水。8周后,正常組和造模型組隨機各取10只大鼠,尾靜脈取血檢測血清TG、TC及FFA含量,確證造模組大鼠產(chǎn)生胰島素抵抗后,舌下注射STZ(30mg/kg),正常組舌下注射等體積緩沖液。2周后,尾靜脈取血用血糖儀檢測空腹血糖,將空腹血糖值 (FBG)≥11.1mmol/L大鼠列入2型糖尿病動物。將成模大鼠按血糖和體重隨機分為5組,即:模型組、GFS(80mg/kg)組、TFMP(80mg/kg)組、聯(lián)合用藥(GFS 40mg/kg+TFMP 40mg/kg)組及陽性藥卡托普利(10mg/kg)組,每組20只。另選10只正常組大鼠作為對照組。各組大鼠按照上述劑量每日灌胃給藥1次,正常組及模型組灌胃給予0.5%CMC-Na 10mL/kg,連續(xù)12周。每周記錄體重,每3周尾靜脈取血,用血糖儀測定FBG一次。實驗結束時,腹腔注射10%水合氯醛30mg/kg麻醉,腹主動脈采血,離心分離血清,測定 CK-MB、LDH、AST 活性及 GSP、TC、TG、HDL-c及LDL-c含量,并通過TC/HDL-c計算冠狀動脈風險指數(shù)(CRI)。取大鼠心肌組織,在4℃環(huán)境下制備組織勻漿,3500r/min離心15min后吸取上清液,用試劑盒檢測心臟組織 SOD、GSH-Px活性及 MDA、TNF-α、IL-1β含量。
數(shù)據(jù)采用±s表示。應用SPSS13.0統(tǒng)計軟件包進行t檢驗統(tǒng)計學處理。
與對照組比較,模型組大鼠血清CK-MB、AST和LDH活性均明顯升高(P<0.01)。與模型組比較,GFS、TFMP、聯(lián)合用藥及卡托普利組均可使血清CK-MB、AST 和 LDH 活性明顯降低(P<0.05或 P<0.01),詳見表1。
表1 聯(lián)合用藥對糖尿病性心肌病大鼠血清心肌三酶活性的影響()
表1 聯(lián)合用藥對糖尿病性心肌病大鼠血清心肌三酶活性的影響()
與對照組比較 ##P<0.01;與模型組比較 *P<0.05,**P<0.01
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與對照組比較, 模型組大鼠第 0、3、6、9、12 周FBG 均顯著升高(P<0.01)。與模型組比較,GFS、TFMP及聯(lián)合用藥組于藥后第3周FBG均顯著降低 (P<0.05或 P<0.01),并持續(xù)到12周;卡托普利組FBG無明顯差異(P>0.05),詳見表 2。
表2 聯(lián)合用藥對糖尿病性心肌病大鼠血糖的影響(x±s)
與對照組比較,模型組大鼠TG、TC及LDL-c含量及CRI均顯著升高,HDL-c含量顯著降低 (P<0.05或 P<0.01)。與模型組比較,GFS、TFMP及聯(lián)合用藥組可使TG、TC及LDL-c含量及CRI顯著降低,HDL-c含量顯著升高 (P<0.05或 P<0.01),卡托普利組對TG、TC、LDL-c、HDL-c含量及 CRI均無明顯影響(P>0.05),詳見表 3。
表3 聯(lián)合用藥對糖尿病性心肌病大鼠血脂的影響(x±s)
與對照組比較,模型組大鼠血清GSP及TNF-α及IL-1β含量均顯著升高(P<0.01)。與模型組比較,GFS、TFMP及聯(lián)合用藥組均可使血清GSP、TNF-α及IL-1β 含量明顯降低(P<0.05 或 P<0.01),卡托普利組可使血清TNF-α及IL-1β含量明顯降低 (P<0.05或P<0.01),對 GSP 含量無明顯影響(P>0.05),詳見表 4。
表4 聯(lián)合用藥對糖尿病性心肌病大鼠GSP、TNF-α及IL-6的影響(x±s)
與對照組比較,模型組大鼠心肌組織SOD、GSHPx活性顯著降低,MDA 含量顯著增加(P<0.01)。與模型組比較,GFS、TFMP、聯(lián)合用藥及卡托普利組均可使心肌組織SOD、GSH-Px活性顯著提高,MDA含量顯著降低(P<0.05 或 P<0.01),詳見表 5。
表5 聯(lián)合用藥對糖尿病性心肌病大鼠心肌組織氧化應激的影響(x±s)
糖尿病心肌病是糖尿病的主要并發(fā)癥之一,主要是由心肌能量代謝異常,包括糖和乳酸鹽代謝減少,脂肪代謝增加導致游離脂肪酸堆積以及體內穩(wěn)態(tài)失衡。在此基礎上出現(xiàn)氧化應激,最終導致細胞凋亡、炎癥反應增加、內皮功能紊亂以及心肌纖維化等病理生理改變。本實驗采用高糖高脂飲食聯(lián)合小劑量STZ注射誘導大鼠2型糖尿病,模型成功后繼續(xù)高脂飲食喂養(yǎng)12周,維持大鼠體內高血脂狀態(tài)。研究表明,模型組大鼠FBG及GSP均明顯增高,心室重量/體重比增加,HE染色顯示心肌損傷嚴重。GFS與TFMP聯(lián)合用藥能明顯改善心肌病理組織形態(tài)改變,提示對大鼠2型糖尿病心肌病變具有保護作用(另文發(fā)表)。本實驗研究表明,糖尿病性心肌病大鼠血清TG、TC、LDH-c明顯升高,HDL-c下降。這是糖尿病出現(xiàn)代謝紊亂的表現(xiàn),是糖尿病心肌病發(fā)生的基礎。GFS與TFMP聯(lián)合用藥12周能明顯降低大鼠血清TG、TC、LDH-c,升高HDL-c,提示其能通過改善2型糖尿病大鼠血脂紊亂,改善糖尿病性心肌病引起的心肌細胞收縮功能異常。
Evans等[11]認為,高糖引起的組織及細胞損傷最早出現(xiàn)的是氧化應激。體內抗氧化酶SOD、CAT及GSH-Px等在糖尿病心肌病中起重要作用。本實驗結果顯示,高糖高脂伴小劑量STZ可導致2型糖尿病大鼠心肌組織SOD和GSH-Px活性下降,MDA含量上升,提示糖尿病已引發(fā)了心肌組織氧化應激的發(fā)生。GFS與TFMP聯(lián)合用藥可使SOD及GSH-Px活性明顯上升,MDA含量明顯下降,表明其可通過改善高糖誘導的氧化應激損傷保護糖尿病心肌病變。炎性因子主要以IL-6、TNF-α為主導。TNF-α通過激活細胞因子級聯(lián)反應,促進氧自由基產(chǎn)生,活化中性粒細胞,誘導心肌細胞凋亡等方式,加重心肌損傷。研究表明,心肌細胞產(chǎn)生的IL-6主要由缺血及再灌注誘導[12]。GFS與TFMP聯(lián)合用藥使血液中IL-6、TNF-α濃度降低,表明其也通過抗炎作用保護心肌,也可能通過影響TNF-α參與的死亡受體通路激活的心肌細胞凋亡發(fā)揮心肌保護作用。