蘆丁對(duì)高脂飲食造成的小鼠心肌損傷的保護(hù)作用

周勇兵， 馬新壯， 余麗麗， 湯雨婷， 王 力

(蚌埠醫(yī)學(xué)院 公共衛(wèi)生學(xué)院 慢性疾病免疫學(xué)基礎(chǔ)與臨床安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 蚌埠 233000)

肥胖是指人體內(nèi)脂肪含量過高或者分布不正常而引發(fā)的一種慢性代謝性疾病,世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定BMI大于25則認(rèn)為超重,大于30則可判定為肥胖。到2019年為止中國(guó)肥胖人口數(shù)已達(dá)3億,并且這個(gè)數(shù)字還在不斷上升。由此可見超重和肥胖在我國(guó)已是非常嚴(yán)峻的公共健康問題。肥胖的產(chǎn)生原因有遺傳、中樞機(jī)制和行為因素。每年將近有300萬人死于肥胖,同時(shí)它會(huì)增加至少11種癌癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)代醫(yī)學(xué)則認(rèn)為超重和肥胖會(huì)導(dǎo)致包括心血管疾病、內(nèi)分泌疾病、消化系統(tǒng)疾病等相關(guān)性慢性疾病。已有大量研究表明,肥胖會(huì)導(dǎo)致左心室重構(gòu)及肥大,可能原因是血脂改變血液的流動(dòng)和變形,使得血流動(dòng)力學(xué)負(fù)荷增加,增加心臟受損的風(fēng)險(xiǎn)。

蘆丁作為一種高效抗氧化物,廣泛存在于植物中的黃酮醇配糖體,優(yōu)秀的抗炎、降血脂功能使其在心血管方面的應(yīng)用日趨增多,蘆丁不僅可以起到抗氧化和抗炎的作用,同時(shí)大量研究表明,蘆丁在改善器官損傷中具有顯著性作用,并且它對(duì)心肌細(xì)胞的損傷存在一定的保護(hù)作用,如自噬、凋亡、氧化應(yīng)激、炎癥、線粒體生物發(fā)生和能量代謝、蛋白質(zhì)合成、肥厚信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等心臟重塑的各個(gè)過程都存在有益的作用。缺血再灌注損傷就是很明顯的心肌損傷,而蘆丁已在多種實(shí)驗(yàn)中均表明對(duì)缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用。Liu等的研究表明蘆丁可以預(yù)防脂多糖誘導(dǎo)的心肌纖維化,通過減輕心肌纖維化相關(guān)基因基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)和基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)這一過程。Panchal等研究發(fā)現(xiàn),將蘆丁給與高脂飲食的大鼠可防止偏心性肥大、炎癥和纖維化等現(xiàn)象的發(fā)生。

考慮到蘆丁對(duì)心血管方面的作用大有裨益,可以作為心肌損傷輔助治療藥物,本實(shí)驗(yàn)旨在初步探討蘆丁對(duì)高脂飲食引起的肥胖導(dǎo)致小鼠心肌損傷的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與藥品

蘆丁(純度>98%, CHO,百靈威)購(gòu)于北京百靈威科技有限公司。谷丙轉(zhuǎn)氨酶(生產(chǎn)批號(hào):20201008)、乳酸脫氫酶(生產(chǎn)批號(hào):20201016)、甘油三酯(生產(chǎn)批號(hào):20201020)、總膽固醇(生產(chǎn)批號(hào):20201020)等檢測(cè)試劑盒,均購(gòu)自南京建成生物工程研究所,其他化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

DY89-I型電動(dòng)玻璃勻漿機(jī)(寧波新芝有限公司)；KDC-160HR高速冷凍離心機(jī)(科大創(chuàng)新公司)；Synergy2型酶標(biāo)儀(Biotek,美國(guó))；BX43光學(xué)顯微鏡(Olympus,日本)。

1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及處理

SPF級(jí)雄性ICR小鼠24只,體重18～20 g,購(gòu)買自南京市江寧區(qū)青龍山動(dòng)物繁殖場(chǎng),動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(滬)2013-0006,在(25±2) ℃環(huán)境溫度下適應(yīng)性喂養(yǎng)一周,自由進(jìn)食飲水。隨機(jī)分為如下3組,每組8只:正常對(duì)照組(CTRL組)喂養(yǎng)普通飼料,高脂飲食組(HFD組)喂養(yǎng)高脂飼料,蘆丁干預(yù)高脂飲食組(RHFD組)喂養(yǎng)高脂飼料+蘆丁。喂養(yǎng)15周,每周稱重1次,觀察行為。

1.4 標(biāo)本處理以及指標(biāo)檢測(cè)

進(jìn)行眼內(nèi)眥采血,采血后立即將血漿靜置30 min后,3 000 r/min離心,取上清進(jìn)行生化分析,每組取6只樣本,使用檢測(cè)試劑盒,測(cè)定血清GPT、LDH的活性以及TG、TC的含量。處死小鼠,采集心臟組織4%多聚甲醛固定24 h后,常規(guī)脫水、石蠟包埋、切片、HE染色,顯微鏡下觀察組織形態(tài)并拍攝。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果與分析

2.1 3對(duì)小鼠的體重變化的影響

結(jié)果如表1所示,3組小鼠1～3周體質(zhì)量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;第4周時(shí),高脂飲食組體質(zhì)量開始高于對(duì)照組(

P

<0.05);中間第7周和11周因個(gè)別小鼠體重出現(xiàn)反復(fù)導(dǎo)致無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。第6周時(shí),高脂飲食組體質(zhì)量高于對(duì)照組(

P

<0.05);而Rutin+高脂飲食組體質(zhì)量低于高脂組(

P

<0.05);第13～15周時(shí),高脂飲食組體質(zhì)量高于對(duì)照組(

P

<0.05);Rutin+高脂飲食組則低于高脂飲食組(

P

<0.05)。

表1 Rutin干預(yù)高脂飲食喂養(yǎng)小鼠的體重比較

2.2 蘆丁對(duì)小鼠血清中的TG、TC含量和GPT、LDH活性的影響

如表2所示,高脂飲食組中血清中TG含量高于對(duì)照組血清中TG含量(

P

<0.05);Rutin+高脂飲食組小鼠血清中TG含量顯著低于高脂飲食組(

P

<0.05);高脂飲食組血清中的TC含量高于對(duì)照組血清中的TC含量(

P

<0.05),而Rutin+高脂飲食組與高脂飲食組相比,血清TC含量雖有下降,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由表3可得，高脂飲食組血清中GPT活性高于對(duì)照組血清中GPT活性(

P

<0.05);而Rutin+高脂飲食組小鼠血清GPT活性顯著低于高脂飲食組(

P

<0.05);高脂飲食組血清中的LDH活性高于對(duì)照組(

P

<0.05);Rutin+高脂飲食組小鼠血清LDH活性低于高脂飲食組(

P

<0.05)。

表2 Rutin干預(yù)高脂飲食喂養(yǎng)小鼠血清TG、TC含量

表3 Rutin干預(yù)高脂飲食喂養(yǎng)小鼠血清LDH、GPT活性

2.3 蘆丁對(duì)小鼠心肌組織結(jié)構(gòu)的影響

由圖1可得，對(duì)照組小鼠的心肌細(xì)胞在形態(tài)學(xué)方面看無萎縮或肥大,肌纖維的排列齊整,紋路清晰,細(xì)胞核形態(tài)完整且居中(圖1C黑色箭頭處)。高脂飲食組心肌纖維化明顯,發(fā)生斷裂現(xiàn)象,心肌間質(zhì)增寬,排列紊亂,可見大量心肌細(xì)胞變形、壞死,黑色箭頭所指處出現(xiàn)水腫(圖1E黑色箭頭處),大量細(xì)胞核位置被擠到邊緣處(圖1F黑色框處)。與高脂飲食組相比,蘆丁干預(yù)高脂飲食組鏡下可見心肌細(xì)胞排列較為整齊,心肌纖維無明顯增粗肥大,細(xì)胞核大多形態(tài)完整且居中(圖H、I黑色箭頭),無明顯水腫。

圖1 三組小鼠心肌組織病理切片

3 結(jié)論與討論

肥胖是世界性難題,它廣泛存在于各類人群中,并且會(huì)引發(fā)各種代謝性疾病,其中肥胖對(duì)心臟的損傷不容忽視。肥胖對(duì)心肌的損害機(jī)制多種多樣,因脂代謝紊亂而發(fā)生的心肌損傷是其中重要的因素。由于蘆丁具有降糖降脂的作用,它可以顯著的降低血清中的脂肪含量,保護(hù)心肌免受脂肪過多而引起的損害。蘆丁被認(rèn)為是一種可以有效降低小鼠體質(zhì)量的物質(zhì),不但具有出眾抗氧化和清除氧自由基的能力,而且它能夠抑制類脂質(zhì)過氧化合物的合成,具有維持血管抵抗力、降低其通透性、減少脆性等作用。

本實(shí)驗(yàn)中可以明顯觀察到蘆丁有效地減緩了食用高脂飼料小鼠的體重增長(zhǎng)幅度,肥胖情況得到改善。與對(duì)照組相比,長(zhǎng)期的高脂飲食導(dǎo)致小鼠的血清TC和血清TG超出正常范圍,高TC和高TG可導(dǎo)致小鼠血清中的脂肪酸難以分解,堆積在血管之中,對(duì)心臟組織造成損傷,而在蘆丁的干預(yù)下,TG、TC的水平均有顯著性地改善,可以減少血液中的TC和TG的積累。血清GPT和LDH是組織損傷的敏感指標(biāo),高活性的血清GPT和血清LDH說明組織損傷的存在,肝臟是參與脂肪代謝的器官,肝損傷會(huì)降低血清中的脂肪酸利用,導(dǎo)致脂肪在肝臟堆積,形成脂肪肝,由于脂肪分解障礙從而引起脂肪代謝紊亂發(fā)生進(jìn)而導(dǎo)致常見的心腦血管疾病發(fā)生已得到公認(rèn)。心肌組織病理切片觀察可見長(zhǎng)期高脂飲食的作用下,小鼠心肌細(xì)胞有不同程度的變形,細(xì)胞核溶解,心肌纖維出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象。蘆丁干預(yù)下,小鼠血清中GPT和血清LDH活性均低于高脂飲食組,在一定程度上起到了保護(hù)肝臟從而糾正肝臟脂代謝紊亂的作用。已有研究也證實(shí)了這點(diǎn)。通過心肌組織結(jié)構(gòu)觀察可見蘆丁改善了因高脂出現(xiàn)纖維斷裂的現(xiàn)象,心肌纖維排列整齊,沒有出現(xiàn)水腫和炎性病變,組織整體完好。由此可見蘆丁對(duì)因肥胖而造成的心肌損傷有良好的改善作用。

綜上所述,蘆丁顯著性的降低了大鼠體重,血清中TC和TG的含量以及GPT和LDH的活性,改善心肌細(xì)胞損傷,保護(hù)機(jī)體功能。表明蘆丁對(duì)高脂飲食造成的肥胖引起的心肌損傷具有良好的保護(hù)作用。