貝前列腺素鈉對2型糖尿病大鼠腎功能及氧化應(yīng)激水平的影響

彭麗 王揚(yáng)天 李潔 王堅 馮曉云 劉志民

糖尿病腎病是糖尿病主要的微血管并發(fā)癥，發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，尚未完全闡明。有很多研究證實(shí)，糖尿病腎病的發(fā)病中氧化應(yīng)激發(fā)揮著重要作用。高糖引起機(jī)體活性氧簇(ROS)生成增加，激活多元醇、蛋白激酶C、己糖胺及終末糖基化產(chǎn)物(AGEs)等四條途徑，參與糖尿病腎病的產(chǎn)生及發(fā)展［1］。有文獻(xiàn)報道貝前列腺素鈉(BPS)作為血管活性物質(zhì)，擴(kuò)張腎血管，增加腎血流量，同時抑制TXA2的合成，血小板聚集及免疫復(fù)合物形成，防止腎小球內(nèi)血栓形成，故可減少蛋白尿［2］。本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用高脂飲食聯(lián)合小劑量STZ(30 mg/kg)腹腔注射誘導(dǎo)2型糖尿病(T2DM)大鼠模型，觀察大鼠體質(zhì)量、腎功能、尿蛋白、血糖、氧化應(yīng)激相關(guān)炎癥因子的變化，旨在探討B(tài)PS對糖尿病腎病的療效及其可能機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試劑BPS(德納，安斯泰來制藥公司贈送);鏈脲佐菌素(STZ)購自美國Sigma公司。

1.2 動物30只SPF級健康雄性SD大鼠購自第二軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心，體質(zhì)量(180±20)g，于清潔級環(huán)境適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后，隨機(jī)分為正常對照組(NC組)、T2DM模型組(T2DM組)、BPS治療組(BPS組)，每組10只。T2DM和BPS組給予高脂飼料，喂養(yǎng)4周，誘發(fā)出胰島素抵抗模型后給予一次性STZ 30 mg/kg腹腔注射;血糖穩(wěn)定1周后測得2次隨機(jī)血糖≥16.7 mmol/L，表明T2DM造模成功。NC及T2DM組大鼠普通飼料飼養(yǎng)，BPS組大鼠同時以BPS 0.6 mg/(kg·d)灌胃，最終納入實(shí)驗(yàn)各組6只(主要由于高血糖酮癥、灌胃所致死亡)，給藥8周后各組大鼠處死留取標(biāo)本。

1.3 檢測指標(biāo)及方法給藥8周后留取各組大鼠24 h尿液，測定24 h尿蛋白(24 h UAlb)(考馬斯亮蘭法檢測)，大鼠處死前稱重，以4 mg/kg的10%水合氯醛腹腔注射麻醉，迅速摘除左腎，稱重，腹主動脈取血，分離血清，檢測空腹血糖(FBG)、血肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)，由上海長征醫(yī)院實(shí)驗(yàn)診斷科采用日立7020全自動生化分析儀檢測。應(yīng)用酶聯(lián)免疫分析(ELISA)雙抗體夾心法檢測大鼠白介素6(IL-6)、超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、腫瘤壞死因子(TNF-α)水平，應(yīng)用黃嘌呤氧化酶法檢測超氧化物歧化酶(SOD)，應(yīng)用硫代巴比妥酸(TBA)法測定丙二醛(MDA)，應(yīng)用比色法檢測還原性谷胱甘肽(GSH)、髓過氧化物酶(MPO)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析所有計量資料采用ˉx±s表示，采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 FBG、尿量與腎臟功能性指標(biāo)比較給藥8周后，T2DM組大鼠體質(zhì)量較NC組、BPS組明顯下降(P＜0.01);BPS組大鼠體質(zhì)量較NC組變化不大(P＞0.05)。T2DM組大鼠FBG、尿量、KW/BW、24 h UAlb、Cr、BUN水平均較NC組明顯升高(P＜0.01);BPS組較T2DM組FBG、UAlb/24 h水平顯著降低(P＜0.01)，尿量、KW/BW、Cr水平也有所降低(P＜0.05)，BUN水平無明顯變化(P＞0.05)。見表1。

表1 FBG、尿量與腎臟功能性指標(biāo)比較(±s，n=6)

表1 FBG、尿量與腎臟功能性指標(biāo)比較(±s，n=6)

注：與NC組比較，＊＊P＜0.01;與T2DM組比較，△P＜0.05，△△P＜0.01

指標(biāo)NC組T2DM組BPS組體質(zhì)量(g)454.38±32.87352.47±36.18＊＊426.80±42.97△△KW/BW(g/mg)3.22±0.225.93±0.38＊＊4.99±0.91＊＊△尿量(ml)33.28±11.1271.70±15.62＊＊49.32±16.99△FBG(mmol/L)6.10±0.4323.75±1.75＊＊17.96±3.19＊＊△△UAlb/24 h(mg)4.24±1.1516.59±1.69＊＊13.89±0.99＊＊△△Cr(μmol/L)47.11±14.6287.41±19.41＊＊65.92±14.79△BUN(mmol/L)12.17±2.1926.09±3.26＊＊24.99±2.95＊＊

2.2 各組大鼠氧化應(yīng)激水平及炎癥因子指標(biāo)給藥8周后，T2DM組MDA、IL-6、TNF-α、MPO、hs-CRP水平均較NC組顯著升高;SOD、GSH水平較NC組顯著降低(P＜0.01)。BPS組較T2DM組MDA、TNF-α、MPO、hs-CRP水平顯著降低(P＜0.01);IL-6水平也有所降低(P＜0.05);SOD、GSH水平顯著升高(P＜0.05)。見表2。

3 討論

糖尿病腎病病程發(fā)展中，增加的自由基產(chǎn)物和抗氧化劑防御系統(tǒng)活性的減低可引起糖尿病狀態(tài)下氧化應(yīng)激的加?。?］，造成惡性循環(huán)。

表2 各組大鼠氧化應(yīng)激水平及炎癥因子指標(biāo)(±s，n=6)

表2 各組大鼠氧化應(yīng)激水平及炎癥因子指標(biāo)(±s，n=6)

注：與NC組比較，＊＊P＜0.01;與T2DM組比較，△P＜0.05，△△P＜0.01

指標(biāo)NC組T2DM組BPS組SOD(U/ml)42.85±2.578.24±2.16＊＊12.11±2.03＊＊△＊＊△△MDA(nmol/L)1.40±0.296.20±0.73＊＊1.75±0.40△△IL-6(ng/L)27.39±1.1251.80±4.23＊＊46.43±5.11＊＊△hs-CRP(μg/L)1.78±0.282.44±0.09＊＊2.05±0.14＊＊△△TNF-α(ng/L)44.42±3.1787.65±6.85＊＊68.59±4.90＊＊△△GSH(mg/L)21.01±2.936.90±1.16＊＊10.31±1.80＊＊△MPO(U/L)25.07±12.64163.35±22.62＊＊118.73±27.55

抗氧化劑、血管活性物質(zhì)可通過減少自由基的產(chǎn)生或直接淬滅機(jī)體產(chǎn)生的自由基，從而增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力。多種抗氧化劑如維生素C、E和硫辛酸等，血管活性物質(zhì)如BPS均可對糖尿病并發(fā)癥產(chǎn)生有益的影響［4］。

本研究中T2DM大鼠的造模，使用高脂飲食配合小劑量的STZ腹腔注射，這些大鼠表現(xiàn)為肥胖、多飲、多食，明顯的高血糖、高胰島血癥、高三酰甘油血癥、胰島素抵抗等特征。給予BPS進(jìn)行干預(yù)治療，BPS組大鼠多飲、多食癥狀有所改善，實(shí)驗(yàn)中監(jiān)測各組大鼠體質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，T2DM組大鼠隨著病程的發(fā)展，體質(zhì)量漸進(jìn)性下降(P＜0.01)。而BPS組體質(zhì)量較NC組大鼠無明顯變化(P＞0.05)。T2DM病程中由于血糖控制不佳，體內(nèi)糖代謝紊亂，機(jī)體不能充分利用葡萄糖供給能量，脂肪和蛋白質(zhì)分解加速來補(bǔ)充能量和熱量。其結(jié)果使體內(nèi)碳水化合物、脂肪及蛋白質(zhì)被大量消耗，再加上水分的丟失，患者的體質(zhì)量會出現(xiàn)明顯減輕［5］。實(shí)驗(yàn)中我們也觀察到T2DM組大鼠血糖較NC組明顯升高(P＜0.01);BPS組較T2DM組血糖顯著降低(P＜0.01)，BPS組大鼠的糖代謝得到明顯改善，所以大鼠的體質(zhì)量沒有隨著糖尿病病程的進(jìn)展而下降。

糖尿病早期腎血流量及腎小球?yàn)V過率增加，腎臟增大，后漸漸出現(xiàn)微量蛋白尿，由于糖代謝的紊亂，炎癥反應(yīng)加重，會增加腎臟的缺氧和血流動力學(xué)改變，導(dǎo)致腎臟微血管病變的加重，繼而出現(xiàn)大量蛋白尿，腎小球?yàn)V過率也會逐漸下降直至腎功能衰竭［6］。本研究觀察到與NC組相比，T2DM組大鼠24 h尿量、24 h UAlb、Cr、BUN均明顯增加(P＜0.01);而BPS組大鼠的24 h尿量和Cr水平較T2DM組大鼠輕度降低(P＜0.05)，24 h UAlb明顯降低(P＜0.01)，BUN水平無明顯變化(P＞0.05)。研究證實(shí)了出現(xiàn)蛋白尿的糖尿病大鼠應(yīng)用BPS可以降低尿蛋白排泄，一定程度逆轉(zhuǎn)早期腎小球病理變化，為臨床應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

糖尿病慢性并發(fā)癥的共同土壤學(xué)說［7］、同一發(fā)病學(xué)說均與氧化應(yīng)激有關(guān)，通過減輕細(xì)胞與組織的氧化應(yīng)激［8］，從而達(dá)到保護(hù)腎臟的作用。本研究全面觀察了各組大鼠氧化應(yīng)激水平及炎癥因子指標(biāo)，包括SOD、MDA、GSH、IL-6、TNF-α、MPO、hs-CRP。研究發(fā)現(xiàn)與NC組相比，T2DM組大鼠MDA、IL-6、hs-CRP、TNF-α、MPO水平顯著升高，SOD、GSH水平顯著降低(P＜0.01)，提示T2DM機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)水平顯著升高，炎癥因子生成增加。BPS組相比T2DM組大鼠MDA、hs-CRP、TNF-α、MPO水平降低明顯(P＜0.01)，IL-6水平有所降低(P＜0.05)，SOD、GSH水平有所升高(P＜0.05)。研究提示BPS可以降低機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)水平，抑制炎癥因子生成，改善血管內(nèi)皮功能，延緩糖尿病微血管病變的發(fā)生，從而降低尿蛋白的排泄，保護(hù)腎功能。

T2DM機(jī)體隨著病程的進(jìn)展，氧化應(yīng)激反應(yīng)水平顯著升高，炎癥因子生成增加，血管內(nèi)皮功能受損［9］。Sato等［10］的最新研究表明，BPS可以改善肥胖大鼠的糖耐量異常和胰島素抵抗，同時也減少了蛋白尿的排泄，因此推測BPS對糖尿病腎病等糖尿病并發(fā)癥的治療作用可能與改善糖代謝相關(guān)。我國已經(jīng)進(jìn)入老齡社會，老年糖尿病患病率呈逐年上升趨勢，老年T2DM患者中腎臟病變是導(dǎo)致死亡的主要病變之一，而且糖尿病腎病起病隱匿，進(jìn)展緩慢，早期診斷、早期治療對改善這些糖尿病腎病患者的預(yù)后意義重大［11］。雖然對BPS的分子機(jī)制尚不明確，本研究證實(shí)BPS干預(yù)后T2DM大鼠糖代謝、腎功能以及相關(guān)氧化應(yīng)激細(xì)胞因子水平得到明顯改善，為臨床上對糖尿病腎病患者的治療提供了新的思路。

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