贝前列腺素钠对2型糖尿病大鼠肾功能及氧化应激水平的影响

彭丽 王扬天 李洁 王坚 冯晓云 刘志民

糖尿病肾病是糖尿病主要的微血管并发症，发病机制十分复杂，尚未完全阐明。有很多研究证实，糖尿病肾病的发病中氧化应激发挥着重要作用。高糖引起机体活性氧簇(ROS)生成增加，激活多元醇、蛋白激酶C、己糖胺及终末糖基化产物(AGEs)等四条途径，参与糖尿病肾病的产生及发展［1］。有文献报道贝前列腺素钠(BPS)作为血管活性物质，扩张肾血管，增加肾血流量，同时抑制TXA2的合成，血小板聚集及免疫复合物形成，防止肾小球内血栓形成，故可减少蛋白尿［2］。本实验运用高脂饮食联合小剂量STZ(30 mg/kg)腹腔注射诱导2型糖尿病(T2DM)大鼠模型，观察大鼠体质量、肾功能、尿蛋白、血糖、氧化应激相关炎症因子的变化，旨在探讨BPS对糖尿病肾病的疗效及其可能机制。

1 材料与方法

1.1 试剂BPS(德纳，安斯泰来制药公司赠送);链脲佐菌素(STZ)购自美国Sigma公司。

1.2 动物30只SPF级健康雄性SD大鼠购自第二军医大学实验动物中心，体质量(180±20)g，于清洁级环境适应性喂养7 d后，随机分为正常对照组(NC组)、T2DM模型组(T2DM组)、BPS治疗组(BPS组)，每组10只。T2DM和BPS组给予高脂饲料，喂养4周，诱发出胰岛素抵抗模型后给予一次性STZ 30 mg/kg腹腔注射;血糖稳定1周后测得2次随机血糖≥16.7 mmol/L，表明T2DM造模成功。NC及T2DM组大鼠普通饲料饲养，BPS组大鼠同时以BPS 0.6 mg/(kg·d)灌胃，最终纳入实验各组6只(主要由于高血糖酮症、灌胃所致死亡)，给药8周后各组大鼠处死留取标本。

1.3 检测指标及方法给药8周后留取各组大鼠24 h尿液，测定24 h尿蛋白(24 h UAlb)(考马斯亮兰法检测)，大鼠处死前称重，以4 mg/kg的10%水合氯醛腹腔注射麻醉，迅速摘除左肾，称重，腹主动脉取血，分离血清，检测空腹血糖(FBG)、血肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)，由上海长征医院实验诊断科采用日立7020全自动生化分析仪检测。应用酶联免疫分析(ELISA)双抗体夹心法检测大鼠白介素6(IL-6)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、肿瘤坏死因子(TNF-α)水平，应用黄嘌呤氧化酶法检测超氧化物歧化酶(SOD)，应用硫代巴比妥酸(TBA)法测定丙二醛(MDA)，应用比色法检测还原性谷胱甘肽(GSH)、髓过氧化物酶(MPO)。

1.4 统计学分析所有计量资料采用¯x±s表示，采用SPSS 13.0软件进行统计分析，多组间均数比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 FBG、尿量与肾脏功能性指标比较给药8周后，T2DM组大鼠体质量较NC组、BPS组明显下降(P＜0.01);BPS组大鼠体质量较NC组变化不大(P＞0.05)。T2DM组大鼠FBG、尿量、KW/BW、24 h UAlb、Cr、BUN水平均较NC组明显升高(P＜0.01);BPS组较T2DM组FBG、UAlb/24 h水平显著降低(P＜0.01)，尿量、KW/BW、Cr水平也有所降低(P＜0.05)，BUN水平无明显变化(P＞0.05)。见表1。

表1 FBG、尿量与肾脏功能性指标比较(±s，n=6)

表1 FBG、尿量与肾脏功能性指标比较(±s，n=6)

注：与NC组比较，＊＊P＜0.01;与T2DM组比较，△P＜0.05，△△P＜0.01

指标NC组T2DM组BPS组体质量(g)454.38±32.87352.47±36.18＊＊426.80±42.97△△KW/BW(g/mg)3.22±0.225.93±0.38＊＊4.99±0.91＊＊△尿量(ml)33.28±11.1271.70±15.62＊＊49.32±16.99△FBG(mmol/L)6.10±0.4323.75±1.75＊＊17.96±3.19＊＊△△UAlb/24 h(mg)4.24±1.1516.59±1.69＊＊13.89±0.99＊＊△△Cr(μmol/L)47.11±14.6287.41±19.41＊＊65.92±14.79△BUN(mmol/L)12.17±2.1926.09±3.26＊＊24.99±2.95＊＊

2.2 各组大鼠氧化应激水平及炎症因子指标给药8周后，T2DM组MDA、IL-6、TNF-α、MPO、hs-CRP水平均较NC组显著升高;SOD、GSH水平较NC组显著降低(P＜0.01)。BPS组较T2DM组MDA、TNF-α、MPO、hs-CRP水平显著降低(P＜0.01);IL-6水平也有所降低(P＜0.05);SOD、GSH水平显著升高(P＜0.05)。见表2。

3 讨论

糖尿病肾病病程发展中，增加的自由基产物和抗氧化剂防御系统活性的减低可引起糖尿病状态下氧化应激的加剧［3］，造成恶性循环。

表2 各组大鼠氧化应激水平及炎症因子指标(±s，n=6)

表2 各组大鼠氧化应激水平及炎症因子指标(±s，n=6)

注：与NC组比较，＊＊P＜0.01;与T2DM组比较，△P＜0.05，△△P＜0.01

指标NC组T2DM组BPS组SOD(U/ml)42.85±2.578.24±2.16＊＊12.11±2.03＊＊△＊＊△△MDA(nmol/L)1.40±0.296.20±0.73＊＊1.75±0.40△△IL-6(ng/L)27.39±1.1251.80±4.23＊＊46.43±5.11＊＊△hs-CRP(μg/L)1.78±0.282.44±0.09＊＊2.05±0.14＊＊△△TNF-α(ng/L)44.42±3.1787.65±6.85＊＊68.59±4.90＊＊△△GSH(mg/L)21.01±2.936.90±1.16＊＊10.31±1.80＊＊△MPO(U/L)25.07±12.64163.35±22.62＊＊118.73±27.55

抗氧化剂、血管活性物质可通过减少自由基的产生或直接淬灭机体产生的自由基，从而增强机体的抗氧化能力。多种抗氧化剂如维生素C、E和硫辛酸等，血管活性物质如BPS均可对糖尿病并发症产生有益的影响［4］。

本研究中T2DM大鼠的造模，使用高脂饮食配合小剂量的STZ腹腔注射，这些大鼠表现为肥胖、多饮、多食，明显的高血糖、高胰岛血症、高三酰甘油血症、胰岛素抵抗等特征。给予BPS进行干预治疗，BPS组大鼠多饮、多食症状有所改善，实验中监测各组大鼠体质量发现，T2DM组大鼠随着病程的发展，体质量渐进性下降(P＜0.01)。而BPS组体质量较NC组大鼠无明显变化(P＞0.05)。T2DM病程中由于血糖控制不佳，体内糖代谢紊乱，机体不能充分利用葡萄糖供给能量，脂肪和蛋白质分解加速来补充能量和热量。其结果使体内碳水化合物、脂肪及蛋白质被大量消耗，再加上水分的丢失，患者的体质量会出现明显减轻［5］。实验中我们也观察到T2DM组大鼠血糖较NC组明显升高(P＜0.01);BPS组较T2DM组血糖显著降低(P＜0.01)，BPS组大鼠的糖代谢得到明显改善，所以大鼠的体质量没有随着糖尿病病程的进展而下降。

糖尿病早期肾血流量及肾小球滤过率增加，肾脏增大，后渐渐出现微量蛋白尿，由于糖代谢的紊乱，炎症反应加重，会增加肾脏的缺氧和血流动力学改变，导致肾脏微血管病变的加重，继而出现大量蛋白尿，肾小球滤过率也会逐渐下降直至肾功能衰竭［6］。本研究观察到与NC组相比，T2DM组大鼠24 h尿量、24 h UAlb、Cr、BUN均明显增加(P＜0.01);而BPS组大鼠的24 h尿量和Cr水平较T2DM组大鼠轻度降低(P＜0.05)，24 h UAlb明显降低(P＜0.01)，BUN水平无明显变化(P＞0.05)。研究证实了出现蛋白尿的糖尿病大鼠应用BPS可以降低尿蛋白排泄，一定程度逆转早期肾小球病理变化，为临床应用提供理论基础。

糖尿病慢性并发症的共同土壤学说［7］、同一发病学说均与氧化应激有关，通过减轻细胞与组织的氧化应激［8］，从而达到保护肾脏的作用。本研究全面观察了各组大鼠氧化应激水平及炎症因子指标，包括SOD、MDA、GSH、IL-6、TNF-α、MPO、hs-CRP。研究发现与NC组相比，T2DM组大鼠MDA、IL-6、hs-CRP、TNF-α、MPO水平显著升高，SOD、GSH水平显著降低(P＜0.01)，提示T2DM机体氧化应激反应水平显著升高，炎症因子生成增加。BPS组相比T2DM组大鼠MDA、hs-CRP、TNF-α、MPO水平降低明显(P＜0.01)，IL-6水平有所降低(P＜0.05)，SOD、GSH水平有所升高(P＜0.05)。研究提示BPS可以降低机体氧化应激反应水平，抑制炎症因子生成，改善血管内皮功能，延缓糖尿病微血管病变的发生，从而降低尿蛋白的排泄，保护肾功能。

T2DM机体随着病程的进展，氧化应激反应水平显著升高，炎症因子生成增加，血管内皮功能受损［9］。Sato等［10］的最新研究表明，BPS可以改善肥胖大鼠的糖耐量异常和胰岛素抵抗，同时也减少了蛋白尿的排泄，因此推测BPS对糖尿病肾病等糖尿病并发症的治疗作用可能与改善糖代谢相关。我国已经进入老龄社会，老年糖尿病患病率呈逐年上升趋势，老年T2DM患者中肾脏病变是导致死亡的主要病变之一，而且糖尿病肾病起病隐匿，进展缓慢，早期诊断、早期治疗对改善这些糖尿病肾病患者的预后意义重大［11］。虽然对BPS的分子机制尚不明确，本研究证实BPS干预后T2DM大鼠糖代谢、肾功能以及相关氧化应激细胞因子水平得到明显改善，为临床上对糖尿病肾病患者的治疗提供了新的思路。

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