绿茶多酚对高脂-高盐-高糖诱致大鼠高血压性肾损伤的保护作用

郜 蕊 陈 静 吴伟青 蔡 颖 (暨南大学医学院营养教研室,广东 广州 510632)

在降压的同时保护和逆转靶器官的损害是目前高血压治疗的新思路。绿茶多酚(green tea polyphenols,GTPs)是从绿茶叶中提取的一类酚类物质的总称,其抗氧化作用被证实明显强于传统抗氧化剂维生素 C、维生素 E,也强于银杏提取液。近年研究证实,GTPs具有抗肿瘤、抗辐射、抗衰老、抗菌、抗炎等生物学活性,尤其是在改善胰岛素抵抗、降低血糖、预防血脂和血压升高等方面有积极作用〔1,2〕。依据 GTPs的生物活性作用,本实验拟研究 GTPs对高脂-高盐-高糖饲养建立的高血压性肾损伤模型大鼠的肾脏保护作用及其可能的作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物 SPF级健康 SD大鼠 42只,雌雄各半,体重(180±20)g。由广东省实验动物中心提供,许可证号:SCXK(粤)2008-0002)。

1.2 材料与试剂 GTPs(浙江东方茶叶科技有限公司,规格:TP 98%,批号 20040203);血脂测定试剂盒由北京北化康泰临床试剂有限公司提供;尿素氮(BUN)、肌酐(SCr)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化氢(H2O2)、ATP酶试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供。

1.3 动物分组及给药 SPF级健康SD大鼠42只,雌雄各半,适应性喂养 1 w后,测定基础血压,记为第 0th血压。随机抽取10只,雌雄各半,作为正常对照组(NC),喂食普通饲料,饮用清洁自来水;其余大鼠用高脂-高盐-高糖饲料(20%猪油,15%蛋黄粉,10%蔗糖,4%盐,52%普通饲料)喂养,同时每天交替饮用糖盐水(蔗糖 4%、盐 1%)和果糖水(6%),持续监测血压。第 8周末测血压,剔除 2只血压不合格(BP＜120 mmHg)大鼠后,按体重和血压随机将高血压成模大鼠分为模型组(MC组)、GTPs高剂量组〔GTP-H(200 mg/kg)组〕和低剂量组〔GTP-L(50mg/kg)组〕,每组 10只,雌雄各半。各实验组大鼠继续喂食高脂-高盐-高糖饲料,交替饮用糖盐水和果糖水;同时模型组灌胃蒸馏水,其余两组分别灌胃不同剂量 GTPs,动物给药容积为 10ml/kg,1次/d,连续给药 4w。

1.4 检测指标及方法

1.4.1 血压测定 在干燥、通风、安静的环境中,IITC动物无创血压仪预热后,将大鼠置恒温加热箱中预热 10～15 min后,测取尾静脉收缩压,每个时点测 3次,取平均值。分别于造模前、造模第 4、 8、10、12周末时测血压。

1.4.2 血脂及 BUN、SCr测定 12w末,各组大鼠以戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后,腹主动脉取血,自然凝固后分离血清,检测总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及 BUN、SCr。

1.4.3 尿微量白蛋白(mALB)检测 12 w末,留取 24 h尿液,测尿量(体积);将尿液离心,收集上清液,置于干净容器中,检测 mALB水平并计算 24 h mALB量(mg/24 h)=mALB水平(mg/L)×24 h尿量(L/24 h)。

1.4.4 MDA、SOD、GSH-Px、H2O2、CAT测定 12 w末,各组大鼠以戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后,取右侧肾脏,制备 2%匀浆后按照试剂盒要求操作。

1.4.5 肾脏病理切片 取大鼠左侧肾皮质 0.5 g,以 10%甲醛固定,石蜡包埋,组织切片;HE染色,光学显微镜下放大 20倍,观察肾脏组织形态学变化。

2 结 果

2.1 GTPs对高脂-高盐-高糖诱致高血压性肾损伤模型大鼠血压的影响 各实验组大鼠初始血压比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。高脂-高糖-高盐饲料喂养 8 w后,模型组和 GTPs高、低剂量组大鼠血压明显高于正常对照组(P＜0.05)。用GTPs干预 4 w后,高、低剂量组大鼠血压较模型组明显下降,但仍高于正常对照组,差异均有统计学意义(P＜0.05)。GTPs组间比较差异无统计学意义。见表1。

2.2 GTPs对高脂-高盐-高糖诱致高血压性肾损伤模型大鼠血脂的影响 12 w末,模型组大鼠血中 TC、TG、HDL-C和 LDL-C水平明显高于正常对照组(P＜0.05)。用 GTPs干预 4w后,高低剂量组大鼠血中 TC、LDL-C较模型组明显降低,HDL-C升高(P＜0.05),且与正常对照组比较差别无统计学意义(P＞0.05)。在降低血 TG水平上,GTPs高剂量组效果明显(P＜0.05)。见表 2。

2.3 绿茶多酚对高脂-高盐-高糖诱致高血压性肾损伤模型大鼠血 BUN、SCr和 24 h mALB水平的影响 12 w末,模型组大鼠 SCr、BUN和 mALB/24 h水平均较正常对照组升高(P＜0.05)。与模型组比较,除GTPs低剂量组大鼠血 SCr无统计学差异(P＞0.05)外,高低剂量组大鼠血 BUN含量和尿 24 h mALB水平均明显降低(P＜0.05)。见表 3。

2.4 GTPs对高脂-高盐-高糖诱致高血压性肾损伤模型大鼠肾组织 SOD、MDA、GSH-Px水平的影响 12 w末,模型组大鼠肾组织中 SOD、GSH-Px活性较正常对照组显著降低(P＜0.05),MDA含量显著升高(P＜0.05)。GTPs干预 4 w后,高、低剂量组大鼠肾脏 GSH-Px的活性明显提高(P＜0.05);高剂量组大鼠肾脏 SOD活性明显提高,MDA含量降低(P＜0.05),与低剂量相比,高剂量效果明显优于低剂量(P＜0.05)。见表 4。

表1 各实验组大鼠血压的比较(±s,mmHg,n=10)

表1 各实验组大鼠血压的比较(±s,mmHg,n=10)

与 NC组比较:1)P＜0.05;与 MC组比较:2)P＜0.05;与 GTP-H组比较:3)P＜0.05;下表同

组别 0 w 8 w 12 w NC组 100.98±2.96 103.87±4.34 104.37±3.02 MC组 100.08±1.16 131.64±6.741) 143.18±4.051)GTP-H组 103.80±5.13 132.74±3.431)109.74±4.341)2)GTP-L组 101.39±5.68 130.68±3.481)110.47±3.161)2)

表2 各实验组大鼠血脂的比较(±s,mmol/L,n=10)

表2 各实验组大鼠血脂的比较(±s,mmol/L,n=10)

组别 TC TG HDL-C LDL-C NC组 3.42±0.53 0.99±0.17 2.52±0.24 2.17±0.42 MC组 4.49±0.521)1.56±0.421)2.03±0.201)2.73±0.221)GTP-H组 3.66±0.322)1.24±0.202)2.54±0.282)2.19±0.282)GTP-L组 3.81±0.412)1.37±0.281)2.28±0.302)2.31±0.302)

表3 各实验组大鼠血 SCr、BUN和尿 24h m ALB含量的比较(±s,n=10)

表3 各实验组大鼠血 SCr、BUN和尿 24h m ALB含量的比较(±s,n=10)

组别 SCr(μmol/L)BUN(mmol/L)24 h mALB(mg/24 h)NC组 22.82±13.70 5.15±1.54 6.71±1.67 MC组 87.51±40.271) 7.93±0.681) 90.12±14.301)GTP-H组 54.65±18.521)2) 5.48±0.322) 32.08±5.331)2)GTP-L组 71.84±18.581) 5.91±0.471) 43.87±15.281)2)

表4 各实验组大鼠肾组织SOD、GSH-Px活性和MDA含量的比较(±s,n=10)

表4 各实验组大鼠肾组织SOD、GSH-Px活性和MDA含量的比较(±s,n=10)

组别 SOD(U/mg) GSH-Px(U) MDA(nmol/ml)NC组 26.92±2.36 75.96±13.08 3.84±1.52 MC组 20.16±0.891) 59.36±2.181) 5.18±2.151)GTP-H组 26.69±4.522) 75.38±5.852) 2.38±1.132)GTP-L组 20.08±4.211)2) 77.42±11.042) 5.94±3.153)

2.5 GTP对高脂-高盐-高糖诱致高血压性肾损伤模型大鼠肾组织 H2O2含量和CAT活性的影响 12 w末,模型组大鼠肾组织中 CAT活性较正常对照组明显降低(P＜0.05),肾组织H2O2含量虽有增加,但与正常对照组比较差异不显著(P＞0.05)。与模型组相比,GTP高低剂量均可显著提高大鼠肾组织中 CAT酶活性(P＜0.05),以高剂量组效果明显(P＜0.05),肾组织 H2O2含量虽较模型组均有所下降,但差异无统计学意义(P＞0.05)。见表 5。

表5 各实验组大鼠肾组织 H 2O 2含量和CAT活性的比较(±s,n=10)

表5 各实验组大鼠肾组织 H 2O 2含量和CAT活性的比较(±s,n=10)

组别 H2 O2(mmol/L) CAT(U/ml)NC组 42.09±12.00 18.67±2.57 MC组 55.83±12.81 8.52±4.481)GTP-H组 42.92±12.94 17.59±1.872)GTP-L组 43.33±17.28 14.37±3.071)2)3)

图1 各实验组肾组织病理学变化(HE染色,×200)

2.6 绿茶多酚对高脂-高盐-高糖诱致高血压性肾损伤模型大鼠肾脏病理变化的影响 图 1可见,与正常对照组比较,模型组大鼠肾组织有明显病理学变化,表现为肾小球部分肥大,肾小管肥大肿胀,管内出现红胶状物质,伴部分肾小管萎缩;肾间质可见大量炎症细胞和红细胞浸润。GTP高剂量组肾小球肥大减轻,平均直径变小,肾小管扩张减轻,未见明显出血,肾间质偶见浸润的炎症细胞,低剂量组病理学改变介于两者之间。

3 讨 论

不良的饮食习惯和生活方式是引发高血压的重要环境因素。研究认为,长期摄入高脂、高盐、高糖饮食及体力活动不足引起的肥胖和糖、脂代谢紊乱,可导致交感神经活动增强,血中儿茶酚胺水平增高、自由基生成增多、同时伴有胰岛素敏感性降低和高胰岛素血症,这些作用均可触发机体肾素-血管紧张素系统(RAS)活动增强,释放大量 AngⅡ,使血管强烈收缩,持续升高血压〔3,4〕。而高血压引起的血流动力学改变则可造成肾脏自身调节功能失调、微血管结构功能改变、肾小球内高压,肾血管持续收缩,肾脏供血不足。同时肾脏血管内皮细胞损伤,刺激释放的大量细胞炎性因子和活性氧加重了肾损伤〔5,6〕。本研究模仿人类不良饮食习惯给予大鼠高脂-高盐-高糖饮食饲养,造模 12 w后,模型组大鼠血脂紊乱,血压升高,同时出现明显的蛋白尿,血BUN和 SCr水平明显升高,并出现明显的肾脏病理性变化,表明高血压性肾损伤动物模型建立成功。

本研究结果表明绿茶多酚对高脂-高盐-高糖诱导的高血压大鼠肾组织损伤具有保护作用,作用机制与其化学结构中含有很多酚样羟基,通过自身氧化抑制胆固醇和不饱和脂肪酸的氧化,加速脂质过氧化物的清除,纠正脂代谢紊乱;同时增强肾组织抗氧化能力,清除氧自由基,阻断其对肾脏血管内皮和肾脏细胞膜的损伤作用有关。依据本课题组前期实验证实,GTP对胰岛素抗性综合征大鼠高血压的降压作用与其抑制机体 RAS系统活动、减少 AngⅡ生成,增敏靶器官对胰岛素敏感性有关〔7〕,笔者推测,GTP对高血压大鼠肾损伤的保护作用机制可能还与其减少 AngⅡ生成,改善肾组织供血不足有关。但剂量效应关系和相关机制还有待于深入研究。

1 吉 宁,李 宁.茶多酚的健康促进作用及分子机制研究进展〔J〕.国外医学◦卫生学分册,2007;34(4):249-53.

2 Wu LY,Juan CC,Hwang LS,et al.Green teasupplementation ameliorates insulin resistance and increases glucose transporter IV content in a fructose-fed rat model〔J〕.Eur J Nutr,2004;43(2):116.

3 Cusumano AM,Bodkin NL,Hansen BC,et al.Glomerular hypertrophy is associated with hyperinsulinemia and precedes overt diabetes in aging rhesus monkeys〔J〕.Kidney Dis,2002;40:1075-85.

4 Zhang L,Chen X,Hsieh TJ,et al.Hyperglycemia induces insulin resistance on angiotensinogen gene expression in diabetic rat kidney proximal tubular cells〔J〕.Endocrinol,2002;172:333-44.

5 Vedovato M,Lepore G,Coracina A,et al.Effect of sodium intake on blood pressure and albuminuriain type 2 diabetic patients theroleof insulin resistance〔J〕.Diabetologia,2004;47:300-3.

6 徐维才.胰岛素抵抗与慢性肾衰竭的相关性分析〔J〕.右江医学,2009;37(6):660-1.

7 吕俊华,王 丹,方文娟,等.绿茶多酚对胰岛素抵抗模型大鼠血脂与血压的效应及其机制〔J〕.营养学报,2006;28(6):494-7.