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目的:本实验选用高脂高糖饲料喂养联合腹腔注射链脲佐菌素(STZ)复制糖尿病心肌损伤模型,观察小陷胸汤对糖尿病脂毒性心肌损伤的影响,并从Ceramide代谢通路探讨小陷胸汤改善糖尿病大鼠脂毒性心肌损伤的作用及机制。
方法:本实验选用68只雄性SD大鼠,随机选取8只标准饲料连续喂养4周,一次性腹腔注射柠檬酸钠缓冲液,作为空白对照组;其余60只复制DCM模型:选用高脂高糖饲料连续喂养4周,一次性腹腔注射STZ50mg/kg,72h后于大鼠尾静脉取血测随机血糖(RBG),选取RBG>16.7mmol/L的大鼠随机分为模型组、小陷胸汤高剂量组、小陷胸汤中剂量组、小陷胸汤低剂量组、二甲双胍组。排除实验过程中死亡及造模不成功大鼠,确保每组至少8只纳入实验结果统计。灌胃8周后,观察各组大鼠一般状况;心脏超声检测大鼠心率(HR)、短轴缩短率(FS)、射血分数(EF)、左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、左室舒张期后壁厚度(LVPWd)、左室收缩期后壁厚度(LVPWs)、A峰E峰流速比值(E/A),观察心功能及心脏损伤情况;生化检测大鼠空腹血糖(FBG)、游离脂肪酸(FFA)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC),ELISA法检测大鼠血清中空腹胰岛素含量(FINS),观察糖脂代谢情况;HE染色观察心肌形态学改变,荧光Tunel染色法观察心肌细胞凋亡状况。免疫组化、Western blot检测大鼠心肌组织中酸性鞘磷脂酶(ASMase)的表达;HPLC/MS法检测心脏组织中神经酰胺(ceramide)含量。
结果:1.一般状况结果显示,模型组大鼠体重下降,体毛稀疏凌乱,色暗偏黄,精神萎靡,活动迟缓。与空白对照组相比,模型组大鼠血糖升高,且平均值高于20mmol/L(P<0.05),24h饮水量、进食量、尿量显著增加,差异具有统计学意义(P<0.01),尿多如米泔水样。与模型组相比,小陷胸汤高剂量组大鼠在第6周体重明显降低(P<0.05),自第7周开始体重呈上升趋势。二甲双胍组大鼠体重不断降低。小陷胸汤高剂量组和小陷胸汤中剂量组大鼠血糖有下降趋势,且小陷胸汤高剂量组较小陷胸汤中剂量组血糖下降幅度大,但无统计学意义(P>0.05)。而二甲双胍组血糖下降明显,差异具有统计学意义(P<0.05)。
2.心功能检测结果:超声心动图结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠HR降低(P<0.05),LVEDD及LVESD增加(P<0.05),LVPWd(P<0.05)及LVPWs变薄,并出现E/A比值降低(P<0.05),EF及FS有下降趋势,但无统计学意义(P>0.05)。与模型组相比,小陷胸汤中剂量组HR、LVEDD、E/A比值有显著升高(P<0.05),LVESD、FS有升高趋势,但无统计学意义(P>0.05)。心肌酶结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠心肌酶CK、CKMB、LDH水平也显著升高(P<0.01或P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤中剂量组和二甲双胍组CK水平明显降低(P<0.05),各用药组CKMB、LDH水平虽有所降低,但差异无统计学意义(P>0.05)。
3.血脂及空腹血糖结果:血脂结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠TG、TC、FFA水平均显著升高(P<0.01或P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤中剂量组和二甲双胍组TG、TC、FFA水平明显降低(P<0.05)。空腹血糖结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠FBG、FINS、HOMA-IR明显升高(P<0.01或P<0.05),ISI明显降低(P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤中剂量组和二甲双胍组FBG、FINS、HOMA-IR显著降低(P<0.05或P<0.01),ISI明显升高(P<0.05)。小陷胸汤高剂量组FBG显著降低(P<0.05),FINS、HOMA-IR有升高趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。
4.HW/BW比值结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠HW/BW比值显著升高(P<0.05),与模型组相比,小陷胸汤中剂量组HW/BW比值显著下降,差异具有统计学意义(P<0.05),其他用药组HW/BW比值有不同程度下降,但均无统计学意义(P>0.05)。
5.HE染色结果显示,空白对照组大鼠的心肌纤维与心肌细胞排列整齐,细胞核明显,染色均匀,心肌纤维完整,未见肌纤维肥大、断裂。模型组大鼠的心肌细胞明显肥大变形、核深染,心肌纤维排列紊乱,并出现心肌纤维断裂和损伤等病理状况;与模型组相比,小陷胸汤高剂量组与小陷胸汤中剂量组改善较为显著,心肌细胞排列较整齐,结构基本清晰,无明显水肿,心肌纤维形态较完整。
6.荧光Tunel染色结果显示,与空白对照组大鼠相比,模型组大鼠心肌细胞凋亡显著(P<0.01);与模型组大鼠相比,各用药组大鼠凋亡的心肌细胞均有不同程度的减少,其中小陷胸汤高剂量组、小陷胸汤中剂量组和二甲双胍组大鼠心肌细胞凋亡显著减少(P<0.05)。
7.IHC及Western Blot结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠心肌组织中ASMase阳性表达显著升高(P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤中剂量组ASMase的蛋白表达显著下降(P<0.05),其他各组大鼠心肌组织中ASMase的蛋白表达虽有所降低(P>0.05),但差异无统计学意义。
8.HPLC/MS结果显示,与空白对照组相比,模型组ceramide含量显著增高,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤高剂量组、小陷胸汤中剂量组及二甲双胍组ceramide含量均有不同程度降低(P<0.05或P<0.01)。其中,小陷胸汤中剂量组ceramide含量降低最为显著(P<0.01)。
结论:1.本实验选用高脂高糖饲料喂养联合腹腔注射STZ复制DCM模型,8周后模型组大鼠心脏超声显示心功能显著降低,心肌酶CK、CKMB、LDH水平也显著升高,说明造模成功。
2.小陷胸汤高剂量能改善DM过程中出现的体重减少并降低血糖,小陷胸汤中剂量能够综合改善糖尿病多饮、多食、多尿的症状,二甲双胍能明显降低饮水量。
3.小陷胸汤中剂量能降低TG、TC、FFA水平,降低FBG、FINS、HOMA-IR降低,提高ISI。说明小陷胸汤中剂量能够改善糖脂代谢紊乱,从而延缓DCM的进展。
4.小陷胸汤中剂量能升高HR、LVEDD、E/A比值,降低CK水平,说明小陷胸汤中剂量能改善心功能;小陷胸汤中剂量组HW/BW比值显著下降,说明其能改善心肌肥大病变。由此可见,小陷胸汤中剂量组能够明显改善DCM大鼠心肌的脂毒性损伤。
5.小陷胸汤中剂量可以降低DCM大鼠心肌组织中ASMase的阳性表达和ceramide含量,说明调控ASMase-ceramide通路,减少ceramide含量,可能是小陷胸汤改善糖尿病大鼠脂毒性心肌损伤的主要机制之一。
方法:本实验选用68只雄性SD大鼠,随机选取8只标准饲料连续喂养4周,一次性腹腔注射柠檬酸钠缓冲液,作为空白对照组;其余60只复制DCM模型:选用高脂高糖饲料连续喂养4周,一次性腹腔注射STZ50mg/kg,72h后于大鼠尾静脉取血测随机血糖(RBG),选取RBG>16.7mmol/L的大鼠随机分为模型组、小陷胸汤高剂量组、小陷胸汤中剂量组、小陷胸汤低剂量组、二甲双胍组。排除实验过程中死亡及造模不成功大鼠,确保每组至少8只纳入实验结果统计。灌胃8周后,观察各组大鼠一般状况;心脏超声检测大鼠心率(HR)、短轴缩短率(FS)、射血分数(EF)、左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、左室舒张期后壁厚度(LVPWd)、左室收缩期后壁厚度(LVPWs)、A峰E峰流速比值(E/A),观察心功能及心脏损伤情况;生化检测大鼠空腹血糖(FBG)、游离脂肪酸(FFA)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC),ELISA法检测大鼠血清中空腹胰岛素含量(FINS),观察糖脂代谢情况;HE染色观察心肌形态学改变,荧光Tunel染色法观察心肌细胞凋亡状况。免疫组化、Western blot检测大鼠心肌组织中酸性鞘磷脂酶(ASMase)的表达;HPLC/MS法检测心脏组织中神经酰胺(ceramide)含量。
结果:1.一般状况结果显示,模型组大鼠体重下降,体毛稀疏凌乱,色暗偏黄,精神萎靡,活动迟缓。与空白对照组相比,模型组大鼠血糖升高,且平均值高于20mmol/L(P<0.05),24h饮水量、进食量、尿量显著增加,差异具有统计学意义(P<0.01),尿多如米泔水样。与模型组相比,小陷胸汤高剂量组大鼠在第6周体重明显降低(P<0.05),自第7周开始体重呈上升趋势。二甲双胍组大鼠体重不断降低。小陷胸汤高剂量组和小陷胸汤中剂量组大鼠血糖有下降趋势,且小陷胸汤高剂量组较小陷胸汤中剂量组血糖下降幅度大,但无统计学意义(P>0.05)。而二甲双胍组血糖下降明显,差异具有统计学意义(P<0.05)。
2.心功能检测结果:超声心动图结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠HR降低(P<0.05),LVEDD及LVESD增加(P<0.05),LVPWd(P<0.05)及LVPWs变薄,并出现E/A比值降低(P<0.05),EF及FS有下降趋势,但无统计学意义(P>0.05)。与模型组相比,小陷胸汤中剂量组HR、LVEDD、E/A比值有显著升高(P<0.05),LVESD、FS有升高趋势,但无统计学意义(P>0.05)。心肌酶结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠心肌酶CK、CKMB、LDH水平也显著升高(P<0.01或P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤中剂量组和二甲双胍组CK水平明显降低(P<0.05),各用药组CKMB、LDH水平虽有所降低,但差异无统计学意义(P>0.05)。
3.血脂及空腹血糖结果:血脂结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠TG、TC、FFA水平均显著升高(P<0.01或P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤中剂量组和二甲双胍组TG、TC、FFA水平明显降低(P<0.05)。空腹血糖结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠FBG、FINS、HOMA-IR明显升高(P<0.01或P<0.05),ISI明显降低(P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤中剂量组和二甲双胍组FBG、FINS、HOMA-IR显著降低(P<0.05或P<0.01),ISI明显升高(P<0.05)。小陷胸汤高剂量组FBG显著降低(P<0.05),FINS、HOMA-IR有升高趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。
4.HW/BW比值结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠HW/BW比值显著升高(P<0.05),与模型组相比,小陷胸汤中剂量组HW/BW比值显著下降,差异具有统计学意义(P<0.05),其他用药组HW/BW比值有不同程度下降,但均无统计学意义(P>0.05)。
5.HE染色结果显示,空白对照组大鼠的心肌纤维与心肌细胞排列整齐,细胞核明显,染色均匀,心肌纤维完整,未见肌纤维肥大、断裂。模型组大鼠的心肌细胞明显肥大变形、核深染,心肌纤维排列紊乱,并出现心肌纤维断裂和损伤等病理状况;与模型组相比,小陷胸汤高剂量组与小陷胸汤中剂量组改善较为显著,心肌细胞排列较整齐,结构基本清晰,无明显水肿,心肌纤维形态较完整。
6.荧光Tunel染色结果显示,与空白对照组大鼠相比,模型组大鼠心肌细胞凋亡显著(P<0.01);与模型组大鼠相比,各用药组大鼠凋亡的心肌细胞均有不同程度的减少,其中小陷胸汤高剂量组、小陷胸汤中剂量组和二甲双胍组大鼠心肌细胞凋亡显著减少(P<0.05)。
7.IHC及Western Blot结果显示,与空白对照组相比,模型组大鼠心肌组织中ASMase阳性表达显著升高(P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤中剂量组ASMase的蛋白表达显著下降(P<0.05),其他各组大鼠心肌组织中ASMase的蛋白表达虽有所降低(P>0.05),但差异无统计学意义。
8.HPLC/MS结果显示,与空白对照组相比,模型组ceramide含量显著增高,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组相比,小陷胸汤高剂量组、小陷胸汤中剂量组及二甲双胍组ceramide含量均有不同程度降低(P<0.05或P<0.01)。其中,小陷胸汤中剂量组ceramide含量降低最为显著(P<0.01)。
结论:1.本实验选用高脂高糖饲料喂养联合腹腔注射STZ复制DCM模型,8周后模型组大鼠心脏超声显示心功能显著降低,心肌酶CK、CKMB、LDH水平也显著升高,说明造模成功。
2.小陷胸汤高剂量能改善DM过程中出现的体重减少并降低血糖,小陷胸汤中剂量能够综合改善糖尿病多饮、多食、多尿的症状,二甲双胍能明显降低饮水量。
3.小陷胸汤中剂量能降低TG、TC、FFA水平,降低FBG、FINS、HOMA-IR降低,提高ISI。说明小陷胸汤中剂量能够改善糖脂代谢紊乱,从而延缓DCM的进展。
4.小陷胸汤中剂量能升高HR、LVEDD、E/A比值,降低CK水平,说明小陷胸汤中剂量能改善心功能;小陷胸汤中剂量组HW/BW比值显著下降,说明其能改善心肌肥大病变。由此可见,小陷胸汤中剂量组能够明显改善DCM大鼠心肌的脂毒性损伤。
5.小陷胸汤中剂量可以降低DCM大鼠心肌组织中ASMase的阳性表达和ceramide含量,说明调控ASMase-ceramide通路,减少ceramide含量,可能是小陷胸汤改善糖尿病大鼠脂毒性心肌损伤的主要机制之一。