燈盞花素對(duì)糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌組織CVF的影響

于學(xué)江

·實(shí)驗(yàn)研究·

燈盞花素對(duì)糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌組織CVF的影響

于學(xué)江

目的探討燈盞花素對(duì)糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及肌組織膠原容積分?jǐn)?shù)(CVF)的影響。方法SD大鼠40只, 隨機(jī)分為對(duì)照組(NC組)、糖尿病心肌病組(DCM組)、燈盞花素組(Bre組),實(shí)驗(yàn)?zāi)y(cè)定各組VG膠原染色圖像分析儀測(cè)量心肌膠原容積分?jǐn)?shù)；電鏡下對(duì)比各組大鼠心肌超微結(jié)構(gòu)。結(jié)果NC組毛細(xì)血管基底膜厚度為(114.61±6.80)nm, CVF值為( 9.2±1.9 )%；DCM組毛細(xì)血管基底膜厚度為(219.27±13.98)nm, CVF值為(20.6±3.3)%；Bre組毛細(xì)血管基底膜厚度為(196.85±10.11)nm, CVF值為(17.8±2.1)%；與NC組比較, DCM組及Bre組其基底膜厚顯著降低, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.01)；Bre組基底膜厚明顯低于DCM組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。與NC組比較, DCM組及Bre組CVF值明顯升高, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.01), 與DCM組比較, Bre組CVF值降低, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論燈盞花素可以改善受微血管病變, 抑制了糖尿病大鼠心肌進(jìn)一步纖維化。

燈盞花素；糖尿病心肌??；微血管基底膜；肌組織膠原容積分?jǐn)?shù)

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy, DCM)近年已成為糖尿病并發(fā)癥研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn), 其病理改變主要為微血管病變及出現(xiàn)細(xì)胞凋亡后發(fā)展到心肌纖維化等［1-5］。燈盞花素是從菊科飛蓬屬植物燈盞花中提取的黃酮類有效成分,研究發(fā)現(xiàn)其具有改善心、腦血管血流量、抗血小板聚集、抗氧自由基等作用, 目前在臨床上主要用于缺血性心腦血管疾病的治療［6-9］。近年來(lái)研究表明［1］, 燈盞花素可通過(guò)抗氧化能力, 上調(diào)Bcl-1蛋白水平、下調(diào)c-Fos蛋白等；研究表明燈盞花素對(duì)脫氧核糖核酸(DNA)氧化損傷的保護(hù)作用和抗脂質(zhì)過(guò)氧化的作用, 能有效清除活性氧自由基, 對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化及DNA的OH氧化損傷有顯著抑制作用［2］, 本實(shí)驗(yàn)觀察燈盞花素對(duì)糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌組織CVF的影響, 為臨床糖尿病心肌病的治療應(yīng)用中提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 模型與分組 從SD大鼠40只中隨機(jī)分出10只作為NC組；其余以45 mg/kg尾靜脈注射1%STZ溶液, 注射后72 h采尾靜脈血測(cè)血糖, 其濃度>16.7 mmol/L者為糖尿病成模。普通飼料喂食6周, 隨機(jī)抽取10只, 糖尿病心肌病變成模標(biāo)準(zhǔn)：心肌內(nèi)微血管內(nèi)皮細(xì)胞明顯腫脹, 線粒體腫脹變形, 排列紊亂, 基底膜出現(xiàn)不規(guī)則增厚, 細(xì)胞外基質(zhì)膠原積聚。按隨機(jī)數(shù)字表方法將糖尿病大鼠隨機(jī)分為DCM組和Bre組, 每組10只。模型制備成功后Bre組給予腹腔注射燈盞花素注射液20 mg/(kg·d), NC組和DCM組給予腹腔注射等量生理鹽水, 持續(xù)6周。

1. 2 指標(biāo)測(cè)定 第12周末分別取出左室前壁心肌組織塊用生理鹽水沖洗后切成1 mm3及5 mm3心肌組織, 甲醛固定后,酒精脫水, 浸蠟, 包埋, 前者制備超薄切片, 厚度50 nm, 經(jīng)染色后, 透射電鏡觀察心肌毛細(xì)血管血管基底膜形態(tài)。在各組大鼠心肌電鏡毛細(xì)血管照片中, 選擇其基底膜橫斷區(qū)域, 每1個(gè)毛細(xì)血管選擇10個(gè)點(diǎn), 分別測(cè)量基底膜厚度, 取其平均值。后者分別行蘇木精 - 伊紅染色法(HE染色)及VG膠原染色, 封片后光鏡下觀察心肌組織病理形態(tài)學(xué)變化, 圖像分析儀測(cè)量心肌CVF。

1. 3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差表示, 采用t檢驗(yàn)；單因素方差分析用LDS-t檢驗(yàn)進(jìn)行兩組間比較；計(jì)數(shù)資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

NC組毛細(xì)血管基底膜厚度為(114.61±6.80)nm, CVF值為(9.2±1.9)%；DCM組毛細(xì)血管基底膜厚度為(219.27± 13.98)nm, CVF值為(20.6±3.3)%；Bre組毛細(xì)血管基底膜厚度為(196.85±10.11)nm, CVF值為(17.8±2.1)%；與NC組比較, DCM組及Bre組其基底膜厚顯著降低, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.01)；Bre組基底膜厚明顯低于DCM組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。與NC組比較, DCM組及Bre組CVF值明顯升高, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.01), 與DCM組比較, Bre組CVF值降低, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)各組微血管基底膜厚度及心肌CVF值比較

表1 實(shí)驗(yàn)各組微血管基底膜厚度及心肌CVF值比較

注：與NC組比較,aP＜0.01；與DCM組比較,bP＜0.05

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3 討論

基底膜為微血管壁的基礎(chǔ), 其管壁增厚在微血管病變的發(fā)生中都起重要作用［10］。在DCM組中, 大鼠表現(xiàn)為心肌微血管嚴(yán)重受損及基底膜增厚。導(dǎo)致這些現(xiàn)象的機(jī)制比較復(fù)雜,參考以往相關(guān)文獻(xiàn)的報(bào)道, 如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1)、血小板衍化生長(zhǎng)因子(PDGF)等多種生長(zhǎng)因子基因表達(dá)增加［3］,其中TGF-β1刺激細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的成份如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型膠原, 纖維連接素, 層粘連蛋白的mRNA表達(dá)增加［4］。同時(shí)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)活性受到抑制, 誘導(dǎo)組織抑制因子(TIMPs)表達(dá)［5］。以上這些細(xì)胞因子的強(qiáng)表達(dá), 刺激內(nèi)皮素的形成, 引起蛋白聚糖及纖維的合成等, 導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)擴(kuò)張,血管基底膜增厚。另外張常喜等［6］通過(guò)動(dòng)態(tài)觀察病程8周和12周STZ糖尿病大鼠心肌組織結(jié)構(gòu)病理變化, 發(fā)現(xiàn)大鼠心肌組織中膠原含量即明顯增加。

本實(shí)驗(yàn)從光鏡及電鏡下觀察, DCM組大鼠心肌微血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹、變形, 基底膜明顯增厚, 管腔變窄, 間質(zhì)可見(jiàn)成纖維細(xì)胞、膠原纖維明顯增生且排列紊亂；VG染色及半定量分析結(jié)果示心肌膠原纖維明顯增多, 分布于心肌細(xì)胞間及血管周圍, CVF值明顯升高, 與上述報(bào)道一致［11-15］。在應(yīng)用燈盞花素干預(yù)后, Bre組微血管基底膜厚度及心肌病理形態(tài)學(xué)改變較DCM組減輕, 提示燈盞花素能夠減輕基底膜厚度考慮可能與其阻斷上述機(jī)制有關(guān)［16-19］。同時(shí)其可能是通過(guò)多種途徑抑制心肌間質(zhì)成纖維細(xì)胞的增生, 使心肌細(xì)胞外基質(zhì)中膠原合成與降解保持平衡, 減少細(xì)胞外基質(zhì)的過(guò)度沉積, 抑制DCM大鼠心肌纖維化的發(fā)展, 從而對(duì)DCM大鼠微血管及心肌結(jié)構(gòu)具有保護(hù)作用。

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Influence by breviscapine on microvascular basement membrane and cardiac muscle tissue collagen volume fraction in mice with diabetic cardiomyopathy

YU Xue-jiang. Department of Cardiology, Liaoning Yingkou Economic and Technology Development Zone Central Hospital, Yingkou 115007, China

ObjectiveTo investigate influence by breviscapine on microvascular basement membrane and muscle tissue collagen volume fraction (CVF) in mice with diabetic cardiomyopathy.MethodsA total of 40 SD rats were randomly divided into control group (NC group), diabetic cardiomyopathy group (DCM group) and breviscapine group (Bre group). Cardiac muscle tissue collagen volume fraction in all groups were detected by VG collagen staining images analyzer at the end of the experiment, and myocardial ultrastructure were compared by electron microscope.ResultsNC group had capillary basement membrane thickness as (114.61±6.80) mm and CVF as (9.2±1.9)%. DCM group had capillary basement membrane thickness as (219.27±13.98) mm and CVF as (20.6±3.3)%. Bre group had capillary basement membrane thickness as (196.85±10.11) mm and CVF as (17.8±2.1)%. DCM group and Bre group had obviously lower capillary basement membrane thickness than NC group, and their difference had statistical significance (allP＜0.01). Bre group had much lower capillary basement membrane thickness than DCM group, and the difference had statistical significance (P＜0.05). DCM group and Bre group had much higher CVF than NC group, and the difference had statistical significance (allP＜0.01). Bre group had lower CVF than DCM group, and their difference had statistical significance (P＜0.05).ConclusionBreviscapine can improve microangiopathy and inhibit further myocardial fibrosis in rats with diabetic cardiomyopathy.

Breviscapine; Diabetic cardiomyopathy; Microvascular basement membrane; Muscle tissue collagen volume fraction

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2017.08.096

2017-03-07］

115007 遼寧省營(yíng)口經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)中心醫(yī)院心內(nèi)科