達(dá)格列凈對糖尿病心肌缺血大鼠心肌功能改善作用的實驗研究*

武衛(wèi)黨，石 磊，張丹鳳△，徐曉輝，耿蓬勃，趙蓓蕾，陳文璐，郭小雪

1.西電集團(tuán)醫(yī)院心內(nèi)科(西安710077)；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院藥劑科(西安 710038)

心力衰竭及相關(guān)的發(fā)病率和病死率正以驚人的速度增長，這在很大程度上是由于老齡化、肥胖和糖尿病的增加。與心力衰竭相關(guān)的臨床結(jié)果，糖尿病患者比非糖尿病患者嚴(yán)重得多[1]。在糖尿病患者中，心肌功能不全發(fā)生顯著，患者多存在明顯的臨床冠狀動脈疾病、瓣膜病等，以及常規(guī)心血管危險因素，如高血壓和血脂異常[2]。在糖尿病患者中，心力衰竭的患病率在19%～26%[3]。糖尿病心肌病已經(jīng)成為老年糖尿病患者死亡的主要原因。糖尿病心肌病的病理生理學(xué)仍在研究中，代謝異常是促進(jìn)疾病發(fā)生發(fā)展的主要原因。胰島素在心臟組織中的代謝作用(如胰島素抵抗)、代償性高胰島素血癥和高血糖進(jìn)展，可導(dǎo)致基質(zhì)代謝改變和心臟脂肪毒性，晚期糖化終產(chǎn)物(Advanced glycation end products AGEs)沉積、內(nèi)皮和微血管功能障礙、神經(jīng)激素反應(yīng)、氧化應(yīng)激和亞細(xì)胞成分異常等結(jié)果導(dǎo)致心肌疾病的發(fā)生[4-5]。

達(dá)格列凈(Dapaglifozin)是第一個上市的鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白2(SGLT2)抑制劑，該藥物除了可降低血糖，還具有降低體重，低血壓，降低血清甘油三酯水平的作用[6-7]。也有報道表明SGLT2抑制劑通過其降血壓功能，可以改善動脈硬化。達(dá)格列凈不但沒有增加心血管疾病風(fēng)險，甚至存在潛在的心血管獲益[8-9]。但其在糖尿病并發(fā)的心肌疾病中的作用還有待進(jìn)一步研究。本研究建立糖尿病合并心肌缺血模型考察達(dá)格列凈在該類疾病中的改善作用及其機(jī)制。

材料與方法

1 材 料 雄性Wistar大鼠30只，體重180～220 g，周齡7周。購自西安交通大學(xué)實驗動物中心,高脂飼養(yǎng)結(jié)合STZ 腹腔注射造模。正常組大鼠給予普通標(biāo)準(zhǔn)大鼠飼料,模型組采用高脂飼料喂養(yǎng)4 周,然后給予5 mg/ml STZ(以0.1 mmol/L,pH 4.4 檸檬酸緩沖液配制),按25 mg/kg 體質(zhì)量一次性腹腔注射。2周后大鼠禁食8 h,大鼠血糖分別大于7.0和11.0 mmol/L 的大鼠,作為2 型糖尿病造模成功大鼠。給藥干預(yù)組分別為模型鼠給與達(dá)格列凈干預(yù)2周(低、中、高劑量分別為：25 mg/kg,75 mg/kg,150mg/kg)。干預(yù)后糖尿病動物模型組及干預(yù)大鼠接著建立急性心肌缺血模型，腹腔注射戊巴比妥納麻醉。仰臥縛綁在大鼠板上，用針電極插入四肢皮下，測導(dǎo)聯(lián)心電圖。經(jīng)股靜脈注射垂體后葉素內(nèi)推注后出現(xiàn)心肌缺血，以導(dǎo)聯(lián)心電圖記錄為證。

2 實驗方法

2.1 空腹血糖、糖化血紅蛋白含量檢測：大鼠尾部取血，采用血糖儀檢測大鼠血糖。采用試劑盒檢測大鼠糖化血紅蛋白含量，按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。

2.2 血清一氧化氮(Nitric oxide，NO) 、一氧化氮合酶(NOS )及血漿內(nèi)皮素(Endothelin，ET )含量的測定：取大鼠血2.5 ml,3000 r/min離心10 min后收集血清上清液，采用試劑盒檢測大鼠血清中NO及內(nèi)皮素(Endothelin-1，ET)，分別為硝酸還原酶法檢測NO，放射免疫法檢測ET。取血2 ml注入含10%乙二胺四乙酸(ED-TA)二鈉30 μl和抑肽酶40 μl的試管中按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。

2.3 血液流變學(xué)測定：1%戊巴比妥鈉麻醉大鼠，腹主動脈取血，肝素抗凝，應(yīng)用全自動血液流變快測儀FASCO-3010測定血流變學(xué)指標(biāo)。

2.4 心室質(zhì)量/體質(zhì)量比：取大鼠心臟以DEPC處理的預(yù)冷的0.1 mol/L pH 7.4 磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌,濾紙吸干后,以分析天平稱取左右心室肌質(zhì)量,按心室質(zhì)量/體質(zhì)量的比值計算心指數(shù)。

結(jié) 果

1 達(dá)格列凈對大鼠血糖及糖化血紅蛋白含量的影響 達(dá)格列凈顯著改善大鼠血糖及糖化血紅蛋白含量，模型大鼠血糖與正常組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，同時糖化血紅蛋白含量顯著升高，而給與達(dá)格列凈后，可明顯降低大鼠血糖及糖化血紅蛋白含量，高劑量組與模型組比較差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，給予高劑量達(dá)格列凈干預(yù)后大鼠血糖及糖化血紅蛋白含量與正常組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

2 達(dá)格列凈對大鼠血清NO含量，NOS 及血漿ET 含量的影響 達(dá)格列凈升高大鼠血清NO含量，NOS及血清ET 含量。模型大鼠血管功能相關(guān)因子與正常組大鼠比較具有顯著差異，其中NO含量，NOS含量顯著降低與正常組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，血清ET 含量顯著升高且與正常組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。給予達(dá)格列凈干預(yù)后，大鼠血清NO含量，NOS顯著降低，中劑量給藥組NO含量與模型組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而高劑量給藥組NO含量，NOS含量均顯著升高與模型組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，此外，中、高劑量組均可以明顯降低大鼠血清ET 含量且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表1 達(dá)格列凈對大鼠血糖及糖化血紅蛋白含量的影響

注：與正常組比較，*P<0.05；與模型組比較，△P<0.05

表2 達(dá)格列凈對大鼠血清NO含量，NOS 及血漿ET 含量的影響

注：與正常組比較,*P<0.05；與模型組比較,△P<0.05

3 達(dá)格列凈對大鼠血流變及紅細(xì)胞相關(guān)指標(biāo)的影響 模型大鼠血液流變學(xué)相關(guān)指標(biāo)發(fā)生顯著改變與正常組大鼠比較具有顯著差異，其中全血黏度低切，全血黏度高切，紅細(xì)胞聚集指數(shù)，紅細(xì)胞剛性指數(shù)與正常組比較差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。給予達(dá)格列凈干預(yù)后顯著改善大鼠血液流變學(xué)相關(guān)指標(biāo)，可明顯降低全血黏度低切，全血黏度高切，紅細(xì)胞聚集指數(shù)，紅細(xì)胞剛性指數(shù)。中、高劑量給藥組全血黏度低切，全血黏度高切與模型組比較差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而高劑量給藥組紅細(xì)胞聚集指數(shù)，紅細(xì)胞剛性指數(shù)均顯著降低與模型組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 達(dá)格列凈對大鼠血流變及紅細(xì)胞相關(guān)指標(biāo)的影響

注：與正常組比較,*P<0.05；與模型組比較,△P<0.05

4 達(dá)格列凈對大鼠心室質(zhì)量/體質(zhì)量、乳酸脫氫酶及血管緊張素Ⅱ的影響 模型組心室質(zhì)量/體質(zhì)量、乳酸脫氫酶及血管緊張素Ⅱ含量均較正常組大鼠顯著升高，而給與達(dá)格列凈干預(yù)后心室質(zhì)量/體質(zhì)量在中高劑量組中與正常組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，大鼠心肌乳酸脫氫酶、血管緊張素Ⅱ含量均顯著降低，與模型組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 達(dá)格列凈對大鼠心室質(zhì)量/體質(zhì)量、乳酸脫氫酶及血管緊張素Ⅱ的影響

注：與正常組比較,*P<0.05；與模型組比較,△P<0.05

討 論

達(dá)格列凈是第一種新型降糖藥屬于鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運體-2(SGLT2)抑制劑，用于2型糖尿病患者的治療，可通過抑制在腎臟中的轉(zhuǎn)運蛋白SGLT2，降低腎臟葡萄糖再吸收，導(dǎo)致以尿葡萄糖排泄和降低血糖水平[10-11]。有研究表明達(dá)格列凈在改善糖尿病基礎(chǔ)上對心血管也具有一定的保護(hù)作用，來自新英格蘭雜志的一項研究數(shù)據(jù)表明達(dá)格列凈可降低糖尿病相關(guān)心血管病情惡化的風(fēng)險，該研究涉及4744例心力衰竭和射血分?jǐn)?shù)40%或更少的患者，給予接受達(dá)格列凈10 mg一次或安慰劑，患者心力衰竭惡化或心血管死亡發(fā)生率為16.3%，而安慰劑組為21.2%[12]。達(dá)格列凈在不增加心率的條件下可顯著降低血壓，減輕體重，對動脈粥樣硬化性心血管疾病(ASCVD)和心力衰竭具有一定的保護(hù)作用，但其在糖尿病合并的心肌缺血性疾病中的作用還有待明確[13]。本研究通過建立采用Wistar大鼠建立高脂飲食及鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的2型糖尿病模型并在該模型基礎(chǔ)上建立心肌缺血大鼠模型，考察達(dá)格列凈的保護(hù)作用。本研究發(fā)現(xiàn)2型糖尿病合并心肌缺血大鼠血糖、糖化血紅蛋白含量顯著升高，而其涉及血管功能調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因子NO 、NOS含量顯著降低，血清中ET 含量明顯升高，與正常組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；NO及NOS是調(diào)節(jié)血管舒張功能的關(guān)鍵因子，該類物質(zhì)含量的顯著降低可導(dǎo)致血管舒張功能的紊亂，影響心肌血液供應(yīng)。此外大鼠血液流變學(xué)指標(biāo)顯著改變，全血黏度低切，全血黏度高切，紅細(xì)胞聚集指數(shù)，紅細(xì)胞剛性指數(shù)均顯著升高，說明大鼠血流程度發(fā)生顯著改變，可誘發(fā)動脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生，而心肌相關(guān)功能也發(fā)生顯著改變，心室質(zhì)量/體質(zhì)量明顯升高，乳酸脫氫酶及血管緊張素Ⅱ含量顯著上升，乳酸脫氫酶是心肌損傷的金指標(biāo)。而給予達(dá)格列凈后大鼠血管及心肌相關(guān)指標(biāo)均顯著改善，大鼠大鼠血糖、糖化血紅蛋白含量明顯降低，血清血管功能相關(guān)因子NO 、NOS 及血漿ET 含量顯著恢復(fù)與模型組具有統(tǒng)計學(xué)差異；大鼠血液流變學(xué)指標(biāo)顯著恢復(fù)，心肌中指標(biāo)明顯改善。本研究的結(jié)果闡明達(dá)格列凈在糖尿病合并的心肌缺血模型中對心肌及血管功能均有一定的改善作用，但其分子機(jī)制還有待進(jìn)一步闡明，其在臨床的運用還有待進(jìn)一步通過臨床實驗考察。