鞣酸对糖尿病大鼠肾脏功能和形态改变的阻碍.docx
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鞣酸对糖尿病大鼠肾脏功能和形态改变的阻碍
鞣酸对糖尿病大鼠肾脏功能和形态改变的阻碍
魏海峰李才魏雁虹曲萌苗春生孙波
【摘要】目的观看鞣酸(tannicacid,TA)对链脲佐菌素(STZ)诱发糖尿病(DM)大鼠血糖及肾脏功能和形态改变的阻碍。
方式用STZ诱发大鼠DM模型后,随机分为DM模型组、氨基胍(AG)组和TA低高剂量组,另设正常对照组。
AG组按40mg·kg-1·d-1给予;TA低高剂量组别离按20及30mg·kg-1·d-1给予;正常对照组和模型组天天给予等体积生理盐水,给药方式均为腹腔注射,共10w。
观看给药期间及10w后大鼠的一样状况,检测各组大鼠血糖、血肌酐(Cr)、血尿素氮(BUN)、尿酸(UA)、24h尿蛋白及观看肾脏形态学转变。
结果TA可改善DM大鼠大体状况,与模型组比较,TA组血糖、血清Cr、BUN和尿Cr、尿蛋白均明显降低,光镜和电镜下观看显示,模型组大鼠较正常对照组大鼠肾小球明显增大,细胞数量增多,基底膜节段性增厚,部份足突融合。
TA组上述异样均明显减轻。
结论TA可明显降低尿蛋白排泄,改善DM大鼠肾脏功能和形态学异样,对DM大鼠具有肾脏爱惜作用。
【关键词】鞣酸;糖尿病;血糖;肾功能
糖尿病肾病(DN)是糖尿病(DM)常见而又严峻的并发症之一,也是致使终末期肾脏疾病的常见病因〔1〕。
DN发病机制十分复杂,目前药物对DN的医治疗效仍不尽中意。
我国药典上收载的五倍子鞣质,称为鞣酸或单宁酸(tannicacid,TA),普遍存在于植物界,约70%以上的中草药及某些食物中均含有此类化合物。
目前已知,TA在医药学领域具有止血愈伤、抑菌抗病毒、抗氧化、延缓衰老等功效〔2〕,但TA对DN发生进展的阻碍尚不明确。
本文观看TA对DM大鼠血糖、肾脏功能和结构改变的改善作用,为应用TA防治DN提供实验依据。
1材料与方式
动物模型的成立
雄性Wistar大鼠70只,体重180~220g,购自吉林大学实验动物中心。
适应性饲养1w后,随机选取8只作为正常对照组,予标准饲料喂养。
其余62只禁食12h,链脲佐菌素(STZ,购自Sigma公司)按52mg/kg体重(利用前用mol/L、无菌柠檬酸盐缓冲液配成2%溶液)单次腹腔注射,正常对照组大鼠仅腹腔注射等体积mol/L柠檬酸盐缓冲液。
注射STZ后48h,用尿糖试纸测尿糖,应在及以上,1w后DM大鼠表现多饮、多食、多尿和体重明显减轻,再次测定尿糖,尿糖≥、血糖值≥mmol/L者确信为DM模型大鼠,给予标准饲料、充沛的饮用水饲养,用于下一步的实验。
造模期间有4只大鼠死亡,7只大鼠血糖值偏低,未列入实验对象。
动物分组及给药方式
成模的51只DM大鼠随机分为DM模型组15只,氨基胍(AG)(40mg·kg-1·d-1)组、TA低高剂量(20及30mg·kg-1·d-1)组各12只。
药液的配制:
AG及TA均购自Sigma公司,注射前用mol/LPBS溶液配制2%AG溶液及1%TA溶液,以NaOH调整溶液,超净台下用μm微孔滤膜过滤除菌备用。
正常对照组和模型组天天给予等剂量的生理盐水,各组给药方式均为腹腔注射,为期10w。
实验期间动物自由进食饮水,未利用胰岛素及其他降糖药物。
观看指标及方式
①每日观看动物精神状态、毛色、饮食情形、尿量、活动情形,每周称量一次各组大鼠体重。
②别离于给药第二、4及10周后尾静脉取血,利用北京诒成血糖仪检测血糖水平。
③实验终止时大鼠称重,取血后处死,当即摘取右肾称重,计算肾重/体重比值;血液生化指标的测定:
处死动物后眼球取血,2000r/min离心10min,吸取血清分装于Eppendorf管中,采纳日立7150型全自动生化仪检测各组大鼠血清肌酐(Cr)、血尿素氮(BUN)、尿酸(UA);尿蛋白测定:
给药10w后处死动物,处死前将大鼠放入基础代谢笼内,禁食,不由水,搜集大鼠24h尿液,记录尿量后留取3ml,1500r/min离心10min,去除沉渣,分装于Eppendorf管中,采纳日立7150型全自动生化仪检测尿蛋白(UrineProtein),计算24h尿蛋白排泄量。
④大鼠取血后处死,当即摘取肾脏,置于4%多聚甲醛中固定48h,常规制备石蜡切片,行组织形态学检查,包括HE、Masson染色。
同时各组取少量肾组织经%戊二醛前固定,1%锇酸后固定,乙醇系列脱水,Eppon812环氧树脂包埋,LKBⅢ型超薄切片机半薄切片定位后行超薄切片,醋酸双氧铀及柠檬酸铅双重染色,JEM1200EX型透射电子显微镜观看、摄片,观看肾小球超微结构的转变。
统计学方式
数据用x±s表示,采纳软件进行组间方差分析。
2结果
各组大鼠一样状况
正常对照组大鼠饮食饮水及二便正常,精神状态良好,毛色光润,反映敏捷,体重增加,无死亡。
注射STZ造模后72h,大部份大鼠显现多饮、多尿,活动减少,体毛枯燥无光泽,精神萎靡,反映迟缓,拱背蜷卧。
实验期间及终止,模型组大鼠“三多一少”病症未取得减缓,体重明显降低,体毛松散无光泽,状态差,死亡7只。
AG及TA组大鼠也有相似的表现,但活动较模型组活跃,实验后期饮水及尿量有所减少。
死亡情形为:
AG组死亡4只,TA低剂量组死亡3只,TA高剂量组死亡5只,两种药物医治组之间无明显不同。
各组大鼠肾脏指数的转变
DM大鼠体重明显减轻,肾脏体积增大,重量增加,明显大于正常对照组(P<)。
TA组大鼠体重减轻程度不如模型组明显,肾脏肾体积和重量较模型组显著降低(P<),TA高低剂量组与AG组无明显不同。
见表1。
表1各组大鼠体重、肾重、肾重/体重、不同病程大鼠血糖水平及生化指标的比较(略)
TA对不同病程的大鼠血糖的阻碍
各组DM大鼠空肚血糖明显高于正常对照组(P<),与模型组相较,TA处置2w后,对DM大鼠的血糖改善不明显,随着医治时刻的延长,至第4周及实验终止(10w),血糖明显降低。
见表1。
表1各组大鼠体重、肾重、肾重/体重、不同病程大鼠血糖水平及生化指标的比较(略)
各组大鼠肾脏功能的比较
各组DM大鼠血清Cr、BUN、UA含量和24h尿蛋白排泄量均明显高于正常对照组,TA处置10w后的DM大鼠,血Cr、BUN和尿蛋白排泄量均有不同程度改善。
见表1。
表1各组大鼠体重、肾重、肾重/体重、不同病程大鼠血糖水平及生化指标的比较(略)
各组大鼠光镜和电镜观看结果
光镜下见模型组肾小球体积增大,系膜基质增生,肾小囊腔呈裂隙状,肾小管管腔扩张,上皮细胞空泡变性和间质轻度纤维组织增生。
TA组较模型组有专门大程度改善,肾小球体积增大不明显,仅有轻度系膜增生。
见图1。
电镜观看下,正常对照组肾小球基膜内、中、外三层结构清楚、完整,基膜不增厚,系膜区不扩大,系膜基质无明显增多,血管内皮细胞、足细胞、系膜细胞未见异样,上皮足突散布均匀。
肾小管上皮细胞未见肿胀及细胞核、细胞器的改变。
模型组大鼠肾小球基膜三层结构不清,肾小球基底膜呈节段性明显增厚,并可见云雾状电子致密物沉积,内皮细胞局部增生呈连拱状改变,部份上皮细胞足突融合。
肾小管细胞核内染色质边集,胞内溶酶体增多、部份变性,线粒体肿胀,嵴断裂,空泡化。
TA组可见少量基膜呈节段性增厚,足突大体正常,系膜细胞及基质未见明显增生,部份肾小管可见胞体内溶酶体增多,其余部份未见明显异样。
见图2。
3讨论
DN是DM微血管病变所致,其发病机制比较复杂〔3〕。
初期DN的要紧表现为肾脏肥大和肾小球高滤过,肾小球结构显现改变,基膜增厚和系膜基质增多,尿白蛋白排泄率正常或显现微量白蛋白尿。
随着病情的进展,肾小球滤过率开始下降,显现大量白蛋白尿,基膜增厚和系膜基质增加加倍明显,临床显现进行性增加的非选择性蛋白尿,肾功能慢慢消退,至终末期也即尿毒症期,多数肾单位闭锁,血尿素氮、肌酐升高,血压升高。
有效地避免或延缓DN的发生、进展,是延长DM患者寿命、提高其生活质量的重要方法。
一次足量给予动物STZ可造成胰岛β细胞大量破坏,胰岛素合成和分泌减少,引发糖代谢紊乱,从而致使DM。
本实验造模成功,在整个实验进程中,DM模型组大鼠的血糖稳固在较高的水平,多饮多食多尿,体重减轻等DM病症明显,至实验终止时,DM大鼠肾脏重量和肾肥大指数及血清Cr、BUN、尿蛋白水平等均较正常对照组明显增加,电镜下见肾小球基膜节段性增厚,电子致密物沉积和部份足突融合。
说明成模的DM大鼠已进入初期DN时期。
给予TA后,医治组大鼠的一样状态较模型组有所好转,肾脏的病理改变明显减轻,肾脏重量和肾肥大指数较DM组显著降低。
Chandak等〔4〕研究显示,DM大鼠用TA处置4w后,可显著降低血糖,但没有明显改善血清Cr及尿蛋白排泄水平。
本实验结果发觉TA处置10w不但能够明显降低DM大鼠的血糖水平,而且对血清Cr、BUN及尿蛋白均有必然改善作用。
以上实验结果说明,TA对DM大鼠具有必然的肾脏爱惜作用,能减轻肾脏肥大、基膜增厚等初期DN病理改变,降低尿白蛋白,从而延缓DN的进展和恶化。
DN的发病一样以为是多因素所致,要紧包括代谢紊乱、肾小球血流动力学改变和遗传易感性等,其中高血糖可能是DN的始动因素〔5〕。
以往的研究以为,某些中药或食物中的TA成份,具有降低血糖、血压及尿酸,调整脂代谢等作用〔6〕,本实验说明TA能够有效操纵DM大鼠的血糖,因此咱们推测TA对DM大鼠肾脏病理改变的减轻作用可能是通过其对糖代谢的调剂,操纵血糖而使DN取得逆转。
目前已知,DN的发病与氧化应激、硝基应激及DM肾脏微炎症紧密相关〔7〕,具有抗炎、抗氧化作用的TA改善肾功能的作用是不是是通过改善DM的氧化及硝基应激状态,减轻DN的炎症反映,有待于近一步研究。
另外,多聚(ADP核糖)聚合酶(PARP)的激活在DN的发病进程中扮演着重要的角色,利用PARP抑制剂能够有效改善DM大鼠肾脏功能,降低DM的氧化应激水平〔8〕,Shevalye等〔9〕利用一种名为GPI154,27的PARP抑制剂,结果发觉其能够降低转化生长因子(TGF)β、血管内皮细胞生长(VEGF)、纤连蛋白的表达,但对ICAM一、硝基应激水平等没有明显改善,提示不同种PARP抑制剂的联合应用将对DN的防治具有重要意义。
有文献报导〔4〕,TA一样能够作为PARP的抑制剂,避免其激活,但具体的作用机制尚不明确。
总之,深切探讨TA在防治DN方面的作用,有望为临床防治DM并发症提供新的思路和应用。
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