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糖尿病性心肌病(DCM)主要是由2型糖尿病引起的一种心肌功能障碍,属于糖尿病晚期并发症,由于它可引起病人的心脏结构和功能发生障碍,是导致糖尿病病人死亡的重要危险因素之一[1]。DCM发病机制尚未完全阐明。研究[2]显示,DCM的发生、发展涉及多种病理变化,如糖脂代谢紊乱、血管和微血管病变、炎症反应、心肌纤维化及氧化应激等。
熊果酸(UA)是一种存在于唇形科、冬青科等植物的叶、果实中的萜类化合物[3]。它是一种天然活性物质,毒性小,副作用低。目前已证实UA具有抑制肿瘤细胞增殖、保护肝脏损伤、抗菌消炎、延缓动脉粥样硬化形成等药理作用。UA通过降低胰岛素抵抗的敏感性,从而降低血糖[4-5]。UA在发挥降糖作用的同时,对肾病有一定的保护作用[6]。而UA在降糖过程中,对DCM的改善作用尚无报道。本研究模拟2型糖尿病大鼠心肌损伤模型,应用不同剂量UA干预,通过观察SD大鼠的一般体征,测定空腹血糖、随机血糖、心质量指数(HWI)、血清肌酸激酶(CK)和同工酶(CK-MB)活性,血清和心肌组织中晚期糖基化终产物(AGEs)、肿瘤坏死因子(TNF)-α、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)水平,并直接观察心肌组织病理改变,考察UA对DCM心脏损伤的作用,研究其降糖、保护心肌损伤作用的相关机制。现作报道。
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造模前,各组大鼠的各项指标均处于正常范围;造模后,造模组大鼠精神状态欠佳,毛色暗淡,反应不灵敏,活动量减少,大便稀薄,出现“多饮、多食且多尿”;连续给药UA 6周后各剂量组精神状态有所好转,活动量增加,毛色枯黄无光泽现象改善,其中UA-H组改善效果最为明显。
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与NC组比较,MC组大鼠血清CK以及CK-MB的活性明显上升(P < 0.01);与MC组大鼠比较,UA给药组均可抑制糖尿病大鼠血清CK、CK-MB的活性,但仅UA-H组大鼠血清CK的活性低于MC组(P < 0.05),其余各组与MC组差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。
分组 CK CK-MB NC组 653.57±63.72 265.24±58.63 MC组 814.69±93.58** 416.59±64.68** MFG组 718.53±74.84# 362.13±72.25** UA-L组 804.52±81.73** △ 394.28±69.65** UA-M组 774.74±70.94* 381.14±93.59** UA-H组 701.81±62.35#□ 345.11±63.62* F 7.13 5.52 P < 0.01 < 0.01 MS组内 5 669.713 5 083.126 q检验:与NC组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与MC组比较#P < 0.05;与MFG组比较△P < 0.05;与UA-L组比较□P < 0.05 表 1 各组大鼠CK和CK-MB水平比较(ni=10;x±s;U/L)
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与NC组相比,MC组大鼠血清和心脏组织中TNF-α、MDA和AGEs水平均明显提升(P < 0.01),SOD水平均明显下降(P < 0.01)。给药6周后,与MC组相比,MFG组大鼠血清和心脏组织中TNF-α、MDA和AGEs水平明显下降,SOD水平明显提升(P < 0.01)。与MC组相比,UA-L组、UA-M组血清AGEs、MDA和TNF-α均明显降低(P < 0.01),SOD水平均明显提高(P < 0.01)。与MFG组相比,UA-H组在降低2型糖尿病大鼠血清和心脏组织中TNF-α、MDA和AGEs水平以及提高SOD水平方面效果相当,差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 2、3)。
分组 AGEs/(ng /L) SOD/(U/L) MDA/(μmol /L) TNF-α/(ng/L) NC组 3.04±0.28 63.46±6.72 10.46±0.92 25.36±3.67 MC组 3.99±0.37** 41.36±6.34** 25.45±3.35** 43.86±4.93** MFG组 3.42±0.42## 58.56±5.63## 16.27±3.45**## 33.57±3.46**## UA-L组 4.12±0.35** △△ 39.93±7.21** △△ 24.16±4.27** △△ 41.67±4.79** △△ UA-M组 3.47±0.42##□□ 49.78±5.62**##△□□ 19.34±3.74**##□□ 37.56±4.21**##△□ UA-H组 3.36±0.34##□□ 56.55±5.47##□□▲ 17.17±2.58**##□□ 30.47±4.05*##□□▲▲ F 12.45 23.84 28.99 27.41 P < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 MS组内 0.134 38.423 10.474 17.803 q检验:与NC组比较*P < 0.05,** P < 0.01;与MC组比较#P < 0.05, ##P < 0.01;与MFG组比较△P < 0.05, △△P < 0.01;与UA-L组比较□P < 0.05, □□P < 0.01;与UA-M组比较▲P < 0.05, ▲▲P < 0.01 表 2 各组大鼠血清中AGEs、SOD、MDA和TNF-α水平比较(ni=10;x±s)
分组 AGEs/(ng/L) SOD/(U/L) MDA/(μ mol/L) TNF-α/(ng/L) NC组 5.34±0.56 54.26±5.57 14.57±1.66 25.36±3.67 MC组 7.99±1.01** 34.72±5.24** 26.72±6.47** 43.86±4.93** MFG组 6.42±0.87*## 45.67±5.58**## 23.46±5.78** 33.57±3.46**## UA-L组 7.12±1.12**# 35.58±4.53**##△△ 27.53±6.21** 41.67±4.79** △△ UA-M组 6.47±0.83*## 38.46±4.76** △ 25.45±4.53** 37.56±4.21**##△□ UA-H组 6.36±0.79*## 43.43±4.99**##□□▲ 20.68±4.45* 30.47±4.05*##□□▲▲ F 10.04 20.74 8.95 27.41 P < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 MS组内 0.778 26.283 26.152 17.803 q检验:与NC组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与MC组比较#P < 0.05, ##P < 0.01;与MFG组比较△P < 0.05, △△P < 0.01;与UA-L组比较□P < 0.05, □□P < 0.01;与UA-M组比较▲P < 0.05, ▲▲P < 0.01 表 3 各组大鼠心脏组织AGEs、SOD、MDA和TNF-α水平比较(ni=10;x±s)
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各组大鼠HWI间差异无统计学意义(P>0.05)(见表 4)。
分组 HWI F P MS组内 NC组 2.72±0.32 MC组 2.86±0.31 MFG组 2.67±0.34 0.44 >0.05 0.115 UA-L组 2.79±0.40 UA-M组 2.83±0.28 UA-H组 2.75±0.37 表 4 各组大鼠HWI比较(ni=10;x±s;mg/g)
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与NC组比较,MC组大鼠心肌出现结构断裂、排列紊乱的现象,染色不均,形态不一;细胞肿胀、疏松,出现可见炎细胞浸润和成纤维细胞浸润。与MC组比较,UA药物干预后,心肌细胞体积不同程度减小,其中UA-H组心肌结构排列与MC组有明显差异:整齐、致密、结构清晰、细胞核呈卵圆形,心肌细胞的细胞核和线粒体结构完整,有轻微的炎性细胞浸润及组织形态结构改变。MFG组心肌结构较排列整齐致密,心肌细胞轻度肿胀,结构清晰、心肌细胞膜比较完整,有少量炎性细胞浸润及轻度成纤维细胞浸润(见图 1)。
熊果酸对2型糖尿病大鼠心肌保护作用研究
Study of protective effect of ursolic acid on myocardial injury of type 2 diabetic rats
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摘要:
目的观察熊果酸对2型糖尿病大鼠心肌保护作用。 方法构建2型糖尿病大鼠模型,成模大鼠随机分为正常对照组、模型对照组、熊果酸低剂量组、熊果酸中剂量组、熊果酸高剂量组和二甲双胍对照组,各组灌胃给予相应药物。给药期间观察各组SD大鼠精神状态、饮食量、尿量等。末次给药麻醉后腹主动脉采血后分离心脏并称质量,计算心质量指数;用全自动生化分析仪测定肌酸激酶(CK)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)的活性;ELISA法检测血清和心肌组织中晚期糖基化终产物(AGEs)、肿瘤坏死因子(TNF)-α、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)的水平;心脏组织常规石蜡包埋,HE染色,光镜下观察组织形态学变化。 结果熊果酸高剂量组大鼠血清CK的活性低于模型对照组(P < 0.05);熊果酸高剂量组降低2型糖尿病大鼠血清和心脏组织中TNF-α、MDA和AGEs水平以及提高SOD水平效果与二甲双胍组相当,差异无统计学意义(P>0.05)。 结论熊果酸对2型糖尿病大鼠心肌损伤具有保护作用,其机制可能与其降低大鼠血糖、降低AGEs和炎症因子TNF-α水平及改善其氧化应激有关。 Abstract:ObjectiveTo observe the effects of ursolic acid on cardiomyopathy of type 2 diabetic rats. MethodsThe SD rat model with type 2 diabetes mellitus was randomly divided into the control group, model group, low dose of ursolic acid group, middle dose of ursolic acid group, high dose of ursolic acid group and metformin group.Each group was treated with intragastric administration using corresponding drugs, and the mental state, diet quantity and urine volume of SD rat in each group were observed during administration.The blood of abdominal aorta was collected after final administration and anesthesia, the heart was harvested and weighed, and the heart weight index was calculated.The activities of creatine kinase(CK) and creatine kinase isoenzyme(CK-MB)were determined by automatic biochemical analyzer.The serum levels of AGEs, TNF-α, SOD and MDA in myocardium tissue were detected using ELISA.The heart tissue was embedded in paraffin, stained using HE, and the change of issue morphology was observed under the light microscope. ResultsThe activity of serum CK in high dose of ursolic acid group was lower than that in control group(P < 0.05).The high dose of ursolic acid could decrease the levels of TNF-α, MDA and AGEs, and increase the level of SOD in serum and heart tissues in type 2 diabetic rats, the effect of which was similar to that of metformin, and the difference of the effect between high dose of ursolic acid and metformin was not statistically significant(P>0.05). ConclusionsUrsolic acid has protective effect on myocardial injury in rats with type 2 diabetes mellitus, and the mechanism of which may be related to reduce the levels of AGEs and TNF-α, and improve the oxidative stress of rats. -
Key words:
- type 2 diabetes mellitus /
- diabetic myocardial injury /
- ursolic acid
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表 1 各组大鼠CK和CK-MB水平比较(ni=10;x±s;U/L)
分组 CK CK-MB NC组 653.57±63.72 265.24±58.63 MC组 814.69±93.58** 416.59±64.68** MFG组 718.53±74.84# 362.13±72.25** UA-L组 804.52±81.73** △ 394.28±69.65** UA-M组 774.74±70.94* 381.14±93.59** UA-H组 701.81±62.35#□ 345.11±63.62* F 7.13 5.52 P < 0.01 < 0.01 MS组内 5 669.713 5 083.126 q检验:与NC组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与MC组比较#P < 0.05;与MFG组比较△P < 0.05;与UA-L组比较□P < 0.05 表 2 各组大鼠血清中AGEs、SOD、MDA和TNF-α水平比较(ni=10;x±s)
分组 AGEs/(ng /L) SOD/(U/L) MDA/(μmol /L) TNF-α/(ng/L) NC组 3.04±0.28 63.46±6.72 10.46±0.92 25.36±3.67 MC组 3.99±0.37** 41.36±6.34** 25.45±3.35** 43.86±4.93** MFG组 3.42±0.42## 58.56±5.63## 16.27±3.45**## 33.57±3.46**## UA-L组 4.12±0.35** △△ 39.93±7.21** △△ 24.16±4.27** △△ 41.67±4.79** △△ UA-M组 3.47±0.42##□□ 49.78±5.62**##△□□ 19.34±3.74**##□□ 37.56±4.21**##△□ UA-H组 3.36±0.34##□□ 56.55±5.47##□□▲ 17.17±2.58**##□□ 30.47±4.05*##□□▲▲ F 12.45 23.84 28.99 27.41 P < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 MS组内 0.134 38.423 10.474 17.803 q检验:与NC组比较*P < 0.05,** P < 0.01;与MC组比较#P < 0.05, ##P < 0.01;与MFG组比较△P < 0.05, △△P < 0.01;与UA-L组比较□P < 0.05, □□P < 0.01;与UA-M组比较▲P < 0.05, ▲▲P < 0.01 表 3 各组大鼠心脏组织AGEs、SOD、MDA和TNF-α水平比较(ni=10;x±s)
分组 AGEs/(ng/L) SOD/(U/L) MDA/(μ mol/L) TNF-α/(ng/L) NC组 5.34±0.56 54.26±5.57 14.57±1.66 25.36±3.67 MC组 7.99±1.01** 34.72±5.24** 26.72±6.47** 43.86±4.93** MFG组 6.42±0.87*## 45.67±5.58**## 23.46±5.78** 33.57±3.46**## UA-L组 7.12±1.12**# 35.58±4.53**##△△ 27.53±6.21** 41.67±4.79** △△ UA-M组 6.47±0.83*## 38.46±4.76** △ 25.45±4.53** 37.56±4.21**##△□ UA-H组 6.36±0.79*## 43.43±4.99**##□□▲ 20.68±4.45* 30.47±4.05*##□□▲▲ F 10.04 20.74 8.95 27.41 P < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 MS组内 0.778 26.283 26.152 17.803 q检验:与NC组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与MC组比较#P < 0.05, ##P < 0.01;与MFG组比较△P < 0.05, △△P < 0.01;与UA-L组比较□P < 0.05, □□P < 0.01;与UA-M组比较▲P < 0.05, ▲▲P < 0.01 表 4 各组大鼠HWI比较(ni=10;x±s;mg/g)
分组 HWI F P MS组内 NC组 2.72±0.32 MC组 2.86±0.31 MFG组 2.67±0.34 0.44 >0.05 0.115 UA-L组 2.79±0.40 UA-M组 2.83±0.28 UA-H组 2.75±0.37 -
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