生脉饮对STZ诱导糖尿病大鼠脂质代谢作用及机制研究

摘要

糖尿病是胰岛素抵抗和胰岛素缺乏导致的以高血糖为主要特征表现的代谢紊乱综合征，易发生心、脑、肾等并发症。近年来，许多研究证实糖尿病患者常常伴有脂质代谢紊乱，从而导致冠心病、糖尿病心肌病、外周血管病变，增加了糖尿病患者的心血管风险，最后导致糖尿病患者的死亡。有研究发现糖尿病患者心肌的脂质水平是健康人群的5-6倍，糖尿病状态下血浆游离脂肪酸异常增高，心肌耗能增加，葡萄糖代谢下降，脂肪酸代谢增加，心脏内过量的脂肪酸摄取和氧化导致心肌内脂肪代谢产物的积聚，在此基础上出现氧化应激，导致细胞凋亡、内皮功能紊乱、炎症反应增加、血液高凝和心肌纤维化等病理生理改变，出现心肌的结构和功能的改变，加速心肌损伤。目前临床上使用的化学药物如降糖药物、调脂药物，在疗效和安全性方面不能满足临床需要。因此，从传统中药中研发改善糖尿病脂质代谢相关治疗药物成为近年来的热点研究问题。生脉饮传统经典方剂生脉散的新剂型，是由党参、麦冬、五味子组成，具有益气复脉、养阴生津的功能;用于气阴两亏，心悸气短，脉微自汗。已有文献报道生脉饮具有降低心肌炎性细胞因子，抑制胶原合成，并能减少高脂喂养小鼠的肝脏脂质沉积和脂质过氧化。已有研究发现生脉散能改善糖尿病大鼠血管病变，但未对其机制进行深入研究。AMPK称为机体的“能量感受器”，它的激活可增强组织对葡萄糖的摄取、脂肪酸的氧化及胰岛素敏感性，并可减少葡萄糖的输出及异生、胆固醇和甘油三酯的生成，在调节脂质代谢起到重要作用。除AMPK信号传导通路参与调节糖脂外，PPARα是调节机体脂质代谢的关键靶点，涉及心肌脂肪酸利用的每一步，包括脂肪酸摄取、硫酯化为脂酰辅酶A、转运入线粒体和在线粒体内得到β氧化过程，参与糖尿病心血管病变的发生与发展。本研究利用STZ诱导糖尿病大鼠模型，从整体动物、蛋白表达不同层次来探索生脉饮对STZ诱导糖尿病大鼠模型脂质代谢的作用。为进一步考察生脉饮改善心肌脂质代谢的分子机制，我们采用了Western Blotting方法进行心肌脂质代谢关键靶点蛋白的验证。为其应用于糖尿病相关脂质代谢紊乱相关的疾病奠定实验基础，为中药防治糖尿病及脂质代谢综合征寻找进一步的研究方向。
　　目的：利用STZ诱导糖尿病大鼠模型，从整体动物、蛋白表达不同层次来探讨生脉饮对STZ诱导糖尿病大鼠模型脂质代谢的作用及其机制。
　　方法：84只雄性Wistar大鼠随机分成7组，正常对照组、模型组、缬沙坦组(20mg·kg-1)、生脉饮低剂量治疗组（3 ml·kg-1）、生脉饮中剂量治疗组（6 ml·kg-1）、生脉饮高剂量治疗组(12 ml·kg-1)及生脉饮预防组(12 ml·kg-1)。除正常对照组喂以普通生长辐照饲料，其余喂以高脂高热量饲料。4周后，给予1次性腹腔注射链脲佐菌素35 mg·kg-1，继续喂养1周后，测定空腹血糖，连续2次血糖≥16.7mmol·L-1且有多饮、多食、多尿的大鼠用于后期实验所需。实验第8、15周取血，用自动生化仪检测血脂、血糖、载脂蛋白、心肌酶谱等项目;15周时，大鼠禁食10h，腹腔注射10％水合氯醛0.35 g·kg-1麻醉，取血后急速处死大鼠，迅速取出心脏、肝脏，用冷等渗盐水洗净，滤纸吸干，称重并记录，计算心脏、肝脏与体重比例指数;取出在中性缓冲福尔马林溶液中固定心脏、主动脉和肝脏，修取成合适大小后放入相应的包埋盒内进行组织脱水、包埋、切片，分别进行HE染色和油红O染色。观察心肌细胞、主动脉、肝脏脂质沉淀等形态学变化，应用Westernblotting检测心肌脂质代谢关键靶点的蛋白表达。
　　结果：通过高脂高热量喂养后单次腹腔注射高剂量STZ成功复制了Ⅰ型糖尿病大鼠模型，血糖、血脂偏高，且有多饮、多食、多尿。15周时，模型组大鼠体重显著低于正常组，有统计学意义（P＜0.001）;模型组的心脏系数和肝脏系数显著高于正常组，有统计学意义（P＜0.001）;缬沙坦组、生脉饮预防组和各剂量治疗组心脏系数均低于模型组，有统计学意义（P＜0.01），生脉饮预防组肝脏系数低于模型组，有统计学意义(P＜0.05)。8周时，模型组TG显著高于正常组，有统计学意义（P＜0.01），生脉饮预防组和高、中剂量治疗组能降低糖尿病模型大鼠的TG，有统计学意义（P＜0.05）;15周时，模型组LDL显著升高，有统计学意义(P＜0.05)，缬沙坦组、生脉饮预防组和高剂量治疗组的LDL低于模型组，有统计学意义（P＜0.05）。15周时，模型组的ApoA-Ⅰ/ApoB低于正常组，有统计学意义(P＜0.05)，缬沙坦组、生脉饮预防组和各剂量治疗组能升高ApoA-Ⅰ/ApoB水平，有统计学意义(P＜0.05);15周时，LDH、CK-MB模型组较正常对照组下降，但无统计学意义，缬沙坦组和生脉饮预防组能显著升高糖尿病大鼠血清LDH、CK-MB水平，且有统计学意义（P＜0.01）。提示生脉饮能改善STZ诱导糖尿病大鼠的糖脂代谢，具有保护心肌的作用。Western blotting结果显示糖尿病大鼠模型组心肌p-AMPK、PPARα蛋白表达降低，而ACC、FAS、FGF21的表达较对照组升高。生脉饮能显著上调STZ诱导糖尿病大鼠心肌p-AMPK、PPARα、ACOX、FGF21蛋白表达，下调STZ诱导糖尿病大鼠ACC、FAS、SREBP1、HMG-CoA蛋白的表达;提示生脉饮通过调节AMPK和PPARα途径相关靶蛋白改善糖尿病大鼠心肌的脂质代谢发挥保护心肌的作用。
　　结论：生脉饮可降低糖尿病大鼠的心脏系数和肝脏系数，降低TG和LDL，并能升高HDL、ApoA-Ⅰ/ApoB的比值，生脉饮能改善糖尿病大鼠的脂质代谢;生脉饮改善糖尿病大鼠的脂质代谢保护心肌作用与其上调心肌p-AMPK、PPARα、FGF21，下调ACC、FAS、SREBP1、HMG-CoA等脂质代谢途径关键靶点蛋白的表达有关。

目录

声明

致谢

摘要

缩写、符号清单、术语表

1 引言

2 仪器与试剂

2．1 实验动物

2．2 实验仪器

2．3 受试药品

2．4 主要实验试剂

3 实验方法

3．1 整体动物实验

3．2 细胞形态组织学观察

3．3 生脉饮改善STZ诱导糖尿病大鼠心肌脂质代谢机制研究

3．4 数据分析

4 实验结果

4．1 生脉饮对STZ诱导糖尿病大鼠脂质代谢的药效学实验

4．2 生脉饮对STZ诱导糖尿病大鼠组织形态学的研究

4．3 生脉饮改善STZ诱导糖尿病大鼠心肌脂质代谢作用机制研究

5 讨论

6 结论

参考文献

综述 糖尿病心肌病的药物治疗进展

作者简历及在读期间所取得的科研成果