周文賓,姚 君,王建堯,王立生
(1.濰坊醫(yī)學(xué)院校醫(yī)院,山東 濰坊 261053;2.深圳市人民醫(yī)院消化內(nèi)科,廣東深圳 518020;3.深圳市兒童醫(yī)院普外科,廣東深圳 518020;4.青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院,山東青島 266071)
糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN)是臨床上導(dǎo)致糖尿病患者死亡的主要并發(fā)癥之一。近年來大量研究證實(shí)糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展與氧化應(yīng)激關(guān)系密切[1]。應(yīng)用抗氧化治療,改善氧化應(yīng)激可延緩并發(fā)癥的發(fā)展。白藜蘆醇苷(polydatin,PD)又稱虎杖苷,是一種在多種植物中廣泛存在的多酚類化合物,中藥虎杖中含量最高。目前,實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)PD具有抗氧化、抗心血管疾病、抗菌抗炎、調(diào)節(jié)免疫、治療突變、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、保肝及雌激素調(diào)節(jié)等生物藥理活性[2]。本實(shí)驗(yàn)擬研究PD對腎臟的保護(hù)作用及機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物 健康♂ Wistar大鼠40只,SPF級(南方醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供,合格證號:SCXK粵2006-0015),標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng),自由飲水,日常光照。
1.2 試劑 PD(深圳匯鑫榮生物科技有限公司,純度≥99%,批號:090226)。PD 低、高劑量按 30、60 mg·kg-1用蒸餾水配制。鏈脲佐菌素購于廣州斯佳生物科技有限公司。SOD、MDA和GSH-Px檢測試劑盒購于南京建成科技有限公司。[γ-32P]ATP購于北京福瑞生物工程公司核酸研究室。
2.1 模型的制備與藥物干預(yù) 將30只Wistar大鼠禁食12 h,一次單劑量腹腔注射鏈脲佐菌素65 mg·kg-1,48~72 h鼠尾采血測血糖,取尿測尿糖。成模標(biāo)準(zhǔn)為:血糖≥16.65 mmol·L-1,尿糖強(qiáng)陽性~)。將成模DM大鼠分為DM模型組(DM組)、PD低劑量治療組(polydatin low dosetreated group,PDLD)、PD高劑量治療組(polydatin high dosetreated group,PDHD),另設(shè)正常對照組(NC組)。NC與DM組分別行2 ml蒸餾水灌胃,PDLD組給予30 mg·kg-1的PD,PDHD組給予60 mg·kg-1PD,分別溶于2 ml蒸餾水灌胃,每天1次,30 d后處死大鼠。
2.2 指標(biāo)的檢測 將腎臟組織勻漿后,分別用化學(xué)比色法行SOD、GSH-Px、MDA的檢測,按試劑盒說明操作。將分組處理的近曲小管用單根微分離法挑取腎小管,按照cheval等方法測定腎小管的 Na+,K+-ATPase活性[3-4]。
3.1 PD對腎組織氧化應(yīng)激的影響 與對照組比較,DM組大鼠腎組織MDA活性升高(P<0.01),SOD與GSH-Px活性降低(P<0.01)。PD低劑量、PD高劑量組與DM組比較,大鼠腎組織MDA活性降低(P<0.01),SOD與GSH-Px活性升高(P<0.01)。見Tab 1。
Tab 1 Effects of polydatin on activity of SOD,MDA,and GSH-Px in kidney of diabetic rat(ˉ±s,n=10)
Tab 1 Effects of polydatin on activity of SOD,MDA,and GSH-Px in kidney of diabetic rat(ˉ±s,n=10)
##P<0.01 vs NC group;**P<0.01 vs the DM group
Group Activity of MDA/μmol·g- 1Pro Activity of SOD/U·mg-1Pro Activity of GSH-Px/U·g-1Pro NC 1.236 ±0.1 242.91 ±11.6 807.21 ±54.6 DM 2.388 ±0.12## 148.35 ±12.3## 247.12 ±47.1##PDLD 1.777 ±0.15** 181.11 ±10.2** 498.65 ±35.0**PDHD 1.542 ±0.12** 230.44 ±17.8** 628.19 ±56.4**
3.2 PD對腎臟近球小管Na+,K+-ATPase活性的影響與對照組比較,DM組大鼠腎組織Na+,K+-ATPase活性降低(P<0.01);PD低劑量、PD高劑量組與DM組比較,大鼠腎組織Na+,K+-ATPase活性升高(P<0.01)。見Tab 2。
Tab 2 Effects of polydatin on Na+,K+-ATPaseactivity in kidney of diabetic rat(n=10)
體內(nèi)氧化應(yīng)激水平的升高和過量的活性氧(ROS)產(chǎn)生是糖尿病及其血管并發(fā)癥發(fā)生和發(fā)展的重要的因素之一[5]。目前,研究已經(jīng)確定高血糖是產(chǎn)生ROS過多直接原因,包括在高血糖的影響下能產(chǎn)生ROS的多種細(xì)胞,主要包括腎小球系膜細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞[6]。ROS能間接介導(dǎo)高血糖引起的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)致的基因活化[7]。動物實(shí)驗(yàn)和臨床調(diào)查證實(shí),ROS在DN的發(fā)病機(jī)制中有著重要的作用。MDA是氧自由基與生物膜不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物,組織中氧自由基含量及細(xì)胞損傷的程度可通過MDA的含量變化間接反映出來[8]。SOD是能清除超氧陰離子自由基(O-2)而起保護(hù)細(xì)胞作用的重要抗氧化酶[9],SOD活性不足時(shí),其抗氧化作用不能及時(shí)發(fā)揮,氧自由基就會攻擊細(xì)胞,引起細(xì)胞損傷。谷胱甘肽(GSH)是一種低分子自由基清除劑,它能通過與谷胱甘肽過氧化物酶-還原酶系(GSH-Px-Rx)共同作用,保護(hù)細(xì)胞不受氧基團(tuán)的損害[10]。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),DM組與NC組比較,糖尿病大鼠腎臟 SOD、GSH-Px降低,同時(shí) MDA增多,證實(shí)大鼠體內(nèi)氧化應(yīng)激水平增高,與以往研究相一致。PD治療組大鼠與DM組比較,其腎臟SOD、GSH-Px升高,MDA降低,證實(shí)PD對糖尿病大鼠腎臟的氧化應(yīng)激水平有一定的抑制作用,其抗氧化作用明顯。
Na+,K+-ATPase是判斷腎臟病情的重要指標(biāo),它可以反映基底膜的損傷程度。本研究發(fā)現(xiàn),DM組大鼠成模后30 d,大鼠腎近球小管Na+,K+-ATPase活性降低,可能與高糖環(huán)境損傷腎小管和腎基底膜有關(guān)[3]。而PD治療組Na+,K+-ATPase活性與DM比較水平升高,證實(shí)PD對腎小管有一定的保護(hù)作用,其機(jī)制可能是通過抑制氧化應(yīng)激,對高糖環(huán)境下近球小管的Na+,K+-ATPase活性有一定的恢復(fù)和保護(hù)作用。
本實(shí)驗(yàn)研究顯示,氧化應(yīng)激損傷是造成DN并發(fā)癥的重要作用之一。而PD作為一種有效的抗氧化劑和抗血管藥物,對DN的發(fā)展起到一定的抑制作用,其機(jī)制可能是抑制了DN本身的氧化損傷,保護(hù)了近球腎小管Na+,K+-ATPase的活性,使腎功能免受高糖環(huán)境的損害。PD有望成為延緩糖尿病并發(fā)癥-DN的有效藥物,但其療效還需要臨床的進(jìn)一步驗(yàn)證。
[1] 張慧娟,劉曉民.氧化應(yīng)激與糖尿病[J].生物磁學(xué),2006,6(1):72-4.
[1] Zhang H J,Liu X M.Oxidative stress and diabetes[J].Biomagnetism,2006,6(1):72 -4.
[2] Ohkusa T,Yoshida T,Sato N,et al.Commensal bacteria can enter colonic epithelial cells and induce proinflammatory cytokine secretion:a possible pathogenic mechanism of ulcerative colitis[J].J Med Microbiol,2009,58(5):535 -45.
[3] 劉 紅,羅 蕾,高 原.2型糖尿病大鼠近球小管Na+,K+-ATPase活性變化[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,28(20):2062-4.
[3] Liu H,Luo L,Gao Y.Changes of Na+,K+-ATPase activity in proximal tubules of type 2 diabetic rats[J].Acta Acad Med Milit Tert,2006,28(20):2062 -4.
[4] Cheval L,Doucet A.Measurement of Na-K-ATPase-mediated rubidium influx in single segments of rat nephron[J].Am J Physiol,1990,259(1 Pt 2):F111 -121.
[5] Busche S,Gallinat S,F(xiàn)leegal M A,et al.Novel role of macrophage migration inhibitory factor in angiotensinⅡregulation of neuromodulation in rat brain[J].Endocrinology,2001,142(11):4623-30.
[6] Ha H,Hwang I A,Park J H,et al.Role of reactive oxygen species in the pathogenesis[J].Diabetes Res Clin Pract,2008,13(82):42-5.
[7] Lee H B,Yu M R,Yang Y,et al.Reactive oxygen species-regulated signaling pathways in diabetic nephropathy[J].J Am Soc,2003,14(8):241 -5.
[8] 黃建勛,牛 僑,梁友信,等.1,2-二氯乙烷致腦水腫過程中自由基的作用研究[J].中國職業(yè)醫(yī)學(xué),2002,29(4):2 -6.
[8] Huang J X,Niu Q,Liang Y X,et al.Research on the effect of free radical in the process of cerebral edema induced by 1,2-dichloroethane[J].China Occupational Med,2002,29(4):2 -6.
[9] 江 梅,李 汀,張 瀝,等.熱鹽水致大鼠萎縮性胃炎血清和胃黏膜組織SOD和MDA的動態(tài)變化[J].中國消化內(nèi)鏡,2009,3(2):34 -8.
[9] Jiang M,Li D,Zhang L,et al.The dynamic variation of SOD and MDA in serum and gastric mueosa of atrophic gastritis rat caused by high-salt-hot water[J].Digest Dis Endosc,2009,3(2):34 -8.
[10]梅 梅,于燕妮,陳 楊,等.不同濃度氟對大鼠肝、腎功能及氧化應(yīng)激的影響[J].貴陽醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,8(32):356 -1.
[10] Mei M,Yu Y N,Chen Y,et al.The effect of different consentrations of fluoride on hepatic and nephric functions and oxidative stress of rats[J].J Guiyang Med Coll,2007,8(32):356 -61.