【关键词】 糖尿病
关键词: 糖尿病;心肌;福辛普利;层粘蛋白;纤维连接蛋白;胶原
摘 要:目的 观察糖尿病大鼠福辛普利治疗后心肌层粘连蛋白(LN)、纤维连接蛋白(FN)及胶原蛋白含量(CL)的改变对心肌细胞外基质的影响及对心肌的保护作用. 方法 大鼠20只建立糖尿病模型后,随机分为福辛普利治疗组(福辛普利组)及糖尿病未治疗组(未治疗组),每组10只.福辛普利组以福辛普利(15mg kg
-1 d-1 )用水溶解后ig,未治疗组以等体积水ig.另取10只正常大鼠作为空白对照(正常组).实验周期5wk. 结果 经图像分析显示心肌组织LN的吸光度A值在正常组、福辛普利组及未治疗组分别为0.1251±0.0035,0.1337±0.0098和0.2364±0.0136.FN的A值在正常组、福辛普利组及未治疗组分别为0.0581±0.0042,0.0866±0.0054和0.1404±0.0096.CL的A值在正常组、福辛普利组及未治疗组分别0.1200±0.0104,0.3108±0.0212和0.5114±0.0420.未治疗组LN,FN和CL的表达均明显高于正常组及福辛普利组,差异有显著性意义(P&<0.01). 结论 福辛普利虽不能降低血糖,然而通过抑制心肌局部肾素-血管紧张素系统,可抑制心肌LN,FN和CL的表达,明显减轻糖尿病大鼠心肌细胞外基质增生,而减轻其心肌损害.
Keywords:diabetes;myocardium;fosinopril;laminin;fi-bronectin;collagen
Abstract:AIM To study the effects of ACEI-fosinopril on the contents of myocardial laminin(LN),fibronectin(FN)and collagen(CL),and its protective effect on myocardium and probable mechanism in diabetic rats.METHODS A to-tal of30SD rats were enrolled in the study,of which,10were taken as normal controls,others,as models of diabetes by injecting STZ,were equally pided into fosinopril group and untreated group.Myocardial LN,FN and CL were ob-served in all three groups after5wk.RESULTS Image analysis showed that the absorbance(A)value of LN in my-ocardial tissue in control group,fosinopril group and untreat-ed group was0.1251±0.0035,0.1337±0.0098and0.2364±0.0136,respectively.The A value of FN in the three groups was0.0581±0.0042,0.0866±0.0054and0.1404±0.0096,respectively.The A value of CL in the three groups was0.1200±0.0104,0.3108±0.0212and0.5114±0.0420,respectively.The values of the three parameters in untreated group were all significantly higher than that in oth-er two groups(P&<0.01).CONCLUSION Fosinopril can not decrease the blood sugar,by inhibiting myocardial renin angiotensin system and expression of myocardial LN,FN and CL,it can significantly decrease the proliferation of myocar-dial extracellular matrix and relieve the myocardial injury.
0 引言
糖尿病性心肌病变发病机制尚未完全阐明.肾素-血管紧张素系统(renin angiotensin system,RAS)可能参与发病过程[1] .我们用福辛普利治疗实验性糖尿病大鼠5wk,观察用药前后心肌层粘连蛋白(laminin,LN)、纤维连接蛋白(fibronectin,FN)和胶原蛋白(collagen,CL)的改变,以探讨福辛普利对心脏的保护作用.
1 材料和方法
1.1 材料 SD大鼠30只(2mo龄).随机分组:①正常组10只;②糖尿病组20只,建立模型后随机分为福辛普利治疗组(福辛普利组)及糖尿病未治疗组(未治疗组),每组10只.福辛普利组以福辛普利15mg kg-1 d-1 用水溶解后ig,每日1次;正常组及未治疗组每日以同等体积水ig.所有动物均给予常规饮食及饮水.共观察5wk.
1.2 方法 20只大鼠,每只以50mg kg-1 链尿佐菌素(streptozotocin,STZ)行左下腹腔一次性注入[1] .STZ临用前用pH=4.2,0.1mmol L-1 的枸橼酸缓冲液配制,浓度为10g L-1 .如血糖大于16.7mmol L-1 ,且有多饮、多食、多尿现象者,确定为糖尿病模型成功.所有动物在适应性喂养3d后,剪尾测空腹血糖.制作模型前及模型建立后连续3d及2wk末均进行空腹血糖测定,实验结束时亦取血测血糖.治疗后5wk末,实验鼠在乙醚麻醉下打开胸腔,在右心室抽血后,迅速取出整体心脏,再取左心室肌置于40g L-1 甲醛溶液中浸泡12h,以流动清水洗去标本上的甲醛,梯度脱水后,透明、浸蜡、包埋、切片.心肌切片分别作Van-Gieson(VG)染色、免疫组化染色后行光镜观察并进行图像分析.LN,FN采用免疫组化LSAB法染色,CL采用VG染色.免疫组化染色后以心肌细胞间及其周围出现棕黄色物质为阳性.按阳性染色的着色深度不同分为3级:+为弱阳性,染色为淡黄色;为阳性,染色为棕色;为强阳性,染色为深棕色.VG染色后以心肌细胞及血管周围出现红色染色物质为阳性.+为弱阳性,仅在血管周围出现红色物质;为阳性,血管及心肌细胞周围出现散在的红色物质;为强阳性,血管及心肌细胞周围出现片状的红色物质为强阳性.
图像分析:采用全自动图像分析系统,经标准灰密度校正后,随机取5个视野,3组分别在同等条件下测定LN,FN及CL的阳性染色物质的平均吸光度A值.所得数据进行统计学分析.
统计学方法:计量资料以x ±s表示,组间差异比较用方差分析.
2 结果
20只大鼠全部建模成功.但福辛普利组因ig死亡1只,麻醉过重死亡1只,感染死亡1只,余7只进入实验;未治疗组因感染或糖尿病加重死亡3只,ig死亡1 只,余6只进入实验;正常组因麻醉过重死亡2只,ig死亡2只,余6只进入实验.所有糖尿病大鼠均未用胰岛素或其他降糖药,亦未使用抗生素.正常组各时间点血糖值改变差异无显著性(P&>0.05);建立模型后的福辛普利组及未治疗组,各时间点空腹血糖值均较建模前及正常组明显升高(P&<0.01),但福辛普利组用药前、后血糖值改变差异无显著性(P&>0.05);福辛普利组与未治疗组血糖值改变差异无显著性(P&>0.05,Tab1). 转贴于 表1 糖尿病鼠空腹血糖变化 略
2.1 LN,FN的表达 LN在正常组大鼠心肌细胞中广泛分布.每个心肌细胞被LN完整均匀地呈线性包围,呈阳性反应(Fig1A).未治疗组心肌细胞中LN粗乱不规则地包绕在细胞周围,且染色程度加深,呈强阳性反应(Fig1B).福辛普利组心肌细胞中,LN完整地呈线性包绕在细胞周围,分布尚均匀,呈阳性反应(Fig1C).经全自动图像分析仪吸光度测定显示:未治疗组平均吸光度明显大于福辛普利组和正常组(Tab2).FN在正常组心肌细胞周围呈少许淡黄色的染色物质,为弱阳性反应(Fig2A).未治疗组心肌细胞间及毛细血管基底膜上可见深棕黄色的染色物质,呈强阳性反应(Fig2B).福辛普利组心肌细胞间可见棕黄色的染色物质,呈阳性反应(Fig2C).经全自动图像分析仪吸光度测定显示:未治疗组平均吸光度明显大于福辛普利组和正常组(Tab2).
表2 糖尿病鼠LN,FN,CL的染色程度及图像分析 略
图1 -图3 略
2.2 CL的含量 正常组大鼠心肌组织中仅在血管周围可见少许红染的CL,为弱阳性改变(Fig3A).未治疗组心肌细胞间及血管周围可见大片红染的CL,呈强阳性改变(Fig3B).而福辛普利组心肌细胞间及血管周围亦可见红染的CL,但含量较未治疗组明显减少,呈阳性改变(Fig3C).经全自动图像分析仪吸光度测定显示:未治疗组平均吸光度明显大于福辛普利组和正常组(Tab2).
3 讨论
细胞外基质(extracellular matrix,ECM)主要由胶原、非胶原糖蛋白和蛋白聚糖组成,如CL,LN及FN等.LN和FN均属非胶原糖蛋白,是ECM的主要成分[2] .在病理过程中,增生的LN,FN在各种生长因子的作用下,引起心肌细胞肥大和纤维细胞增生.这个过程持续发展,ECM不成比例地过度积聚,CL含量增加,最终导致心肌纤维化[3] .预防与逆转ECM的积聚是目前治疗的重要目标.我们发现:糖尿病大鼠心肌组织中不仅LN和FN含量明显增加,而且CL含量亦明显增加,证实糖尿病大鼠心肌组织中确实存在ECM的积聚.糖尿病性心肌病的发病机制目前并不十分清楚,持续的高血糖可能是其关键的启动因素[4] .最近,有很多作者观察到心肌局部的RAS在糖尿病时活性增高.提示心肌RAS的激活在糖尿病大鼠心肌病理改变过程中起着重要的作用[5] .当RAS被激活时,心肌局部存在的血管紧张素原转化为血管紧张素Ⅰ,尔后在ACE的作用下生成AngⅡ.AngⅡ是一种局部生长因子,可参与心脏的非心肌成分的重建,显著地促进ECM的产生,包括FN,LN等.同时,发现AngⅡ可抑制间质胶原酶的活性,后者是一种基质金属蛋白酶,对细胞外基质有广泛的作用.它能特异性地降解基膜成分,如:LN,FN及CL等.由于间质胶原酶的活性受到抑制,可出现ECM的积聚.
ACEI可作用于ACE而使其不能将AngⅠ转化为AngⅡ,继而使由于RAS激活时所出现的病理反应过程受到抑制
[7,8] .福辛普利是目前常用的一种长效ACEI制剂,它在体内吸收后水解成具有ACEI作用的活性成分福辛普利拉,后者通过竞争性抑制ACE的活性,减少有强烈缩血管作用的AngⅡ,从而舒张血管,改善心肌代谢,同时可阻断由RAS激活所介导的成纤维细胞活性增加的连锁反应.本实验证实应用福辛普利治疗以后,糖尿病大鼠心肌的LN,FN及CL的表达均明显减弱,提示福辛普利对糖尿病大鼠心肌有明显的保护作用.这种保护作用可能与福辛普利抑制了心肌局部的RAS,从而抑制了由于RAS系统激活所导致的心肌ECM的积聚有关.本实验结果显示,福辛普利对糖尿病大鼠的血糖水平影响不大,说明其对糖尿病大鼠的心肌保护作用并不依赖于血清葡萄糖的水平.
参考文献
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