于芳芳 陈芝芸 严茂祥
近年的研究显示,胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是广泛存在的重要病理生理变化,它是滋生高血压、冠心病、动脉粥样硬化、糖尿病、脂肪肝、脑血管疾病、肥胖症等慢性疾病的“共同土壤”,是产生这些疾病共同的发病基础。已有研究表明,通过改善胰岛素抵抗可使血管内膜得到保护,改善血液高凝状态,从而可防止病情的进展,改善胰岛素抵抗可作为防止心血管事件发生、发展的重要措施[1,2]。目前中医药应用活血化瘀法治疗IR相关性疾病已有不少报道,取得一定的疗效,提示中医药治疗胰岛素抵抗有良好的发展前景[3~5]。本研究旨在观察活血化瘀中药三七对胰岛素抵抗大鼠血栓形成相关因子的影响,进一步探讨三七防治IR的可能作用机制,为防治胰岛素抵抗提出新的思路,拓宽应用中医药防治胰岛素抵抗的途径。
1.实验动物:Wistar大鼠32只,雄性,体重190±10g,SPF级,由中国科学院上海实验动物中心提供。饲养于浙江中医学院实验动物中心。
2.主要药品及试剂:胆固醇由上海伯奥生物有限公司提供;胰岛素(insulin,INS)、血栓素 B2(TXB2)、6- 酮 - 前列腺素F1α(6-Keto-PGF1α)放免试剂盒由中国人民解放军总医院科技开发中心放免研究所提供;组织型纤溶酶原激活物(t-PA)、纤溶酶原激活物抑制物(PAI)试剂盒由上海太阳生物工程有限公司提供。三七产地云南,由本院中药制剂室加工成100目的三七粉,用蒸馏水配制成12%和6%的混悬液。
3.主要仪器:Beckman L×20全自动生化检测仪,美国Beckman公司产品;SN-695智能放免γ测量仪,上海原子核研究所日环仪器厂产品;Elx800酶标仪为美国BIO-TEK公司产品。
4.分组及给药:大鼠随机分为正常组、模型组、三七高剂量组、三七低剂量组,每组8只,正常组以标准饲料(碳水化合物热量占62%,脂肪热量占12%)喂养,其余3组以高脂膳食(碳水化合物热量占20%、脂肪热量占59%,脂肪的主要成分为熟猪油)喂养,三七高、低剂量组同时分别以1.2g/kg和0.6g/kg的三七混悬液灌胃,正常组及模型组灌服等容量蒸馏水,连续4周,末次给药后次日空腹下麻醉,腹腔静脉取血待用。
5.观察指标及评定标准:全自动生化分析仪测定空腹血糖(FBG),放免法检测空腹胰岛素(FINS)、TXB2、6-Keto-PGF1α水平,发色底物法测定血浆t-PA、PAI;计算胰岛素敏感性指标(ISI),即ISI=1/FBG×FINS;因为非正态分布,统计时取其自然对数。
1.三七对IR大鼠空腹血糖、胰岛素及胰岛素敏感性的影响:模型组大鼠的血清FINS较正常组明显增高(p<0.05),而胰岛素敏感性指标ISI明显低于正常组(p<0.05),应用三七干预后,大鼠FINS水平较模型组明显降低(p<0.05),ISI较模型组明显提高(P <0.05),见表1。
表1 三七对IR大鼠空腹血糖、胰岛素及胰岛素敏感性的影响
表1 三七对IR大鼠空腹血糖、胰岛素及胰岛素敏感性的影响
与正常组比较,*P <0.05;与模型组比较,△P <0.05
8 5.33 ±0.64 79.22 ±12.74 -2.61 ±0.11模型组 8 5.83 ±0.41 100.78 ±6.48* -2.77 ±0.04*三七高剂量组 8 5.57 ±0.43 88.10 ±9.68△ -2.69 ±0.05*△三七低剂量组 8 5.60 ±0.47 90.19 ±8.06*△ -3.70 ±0.01 ISI正常组分组 n FBG(mmol/L)FINS(μU/L)*△
2.三七对大鼠血栓形成相关因子的影响:IR模型组大鼠血浆 TXB2、PAI-1水平及TXB2/6-KPGF1α、PAI-1/tPA比值较正常组明显增高(p<0.01,P < 0.05),应用三七干预后大鼠血浆 TXB2、PAI-1水平及 TXB2/6 -K -PGF1α、PAI-1/tPA 比值较模型组明显降低(p<0.05)(表2、表3)。
表2 三七对IR大鼠TXB2、6-Keto-PGF1α的影响
表2 三七对IR大鼠TXB2、6-Keto-PGF1α的影响
与正常组比较,*P <0.05,**P <0.01;与模型组比较,△P <0.05,△△P <0.01
TXB2/6-8 494.50 ±83.24 765.72 ±154.88 0.66 ±0.14模型组 8 908.11 ±290.92* 810.32 ±206.45 1.23 ±0.67**三七高剂量组 8 639.72 ±105.43△ 785.89 ±169.59 0.82 ±0.06△三七低剂量组 8 618.07 ±25.95△△ 775.22 ±169.60 0.79 ±0.19 K-P正常组分组 n TXB2(pg/ml)6-Keto-PGF1α(pg/ml)△
表3 三七对IR大鼠PAI-1、tPA的影响
表3 三七对IR大鼠PAI-1、tPA的影响
与正常组比较,*P <0.05,**P <0.01;与模型组比较,△P <0.05
8 0.69 ±0.07 0.90 ±0.10 0.77 ±0.08模型组 8 0.85 ±0.06* 0.86 ±0.18 1.02 ±0.24**三七高剂量组 8 0.76 ±0.10△ 0.93 ±0.07 0.82 ±0.16△三七低剂量组 8 0.74 ±0.11△ 0.90 ±0.06 0.83 ±0.15 PAI/tPA正常组分组 n PAI-1(AU/ml) tPA(U/ml)△
IR是存在于许多病理生理状态中的一种普遍现象,是由于靶组织对胰岛素反应不敏感和B细胞分泌胰岛素功能缺陷,导致糖、脂肪、蛋白质等营养素代谢紊乱,形成高代谢综合征及相关性疾病,因此被认为是多种疾病的共同危险因素。
本研究发现采用高脂饮食喂养4周后大鼠血清FINS较正常组明显增高,而胰岛素敏感性指标ISI较正常组明显降低,提示大鼠出现了胰岛素抵抗。在胰岛素抵抗状态下,脂肪细胞及其分泌的脂肪因子发生变化,包括具有血管保护作用的脂联素水平降低,参与炎症反应和凋亡的肿瘤坏死因子-α升高,游离脂肪酸升高,通过多种途径导致血管反应性改变以及慢性内皮损伤,局部炎性反应增强,大量细胞因子及炎性因子释放,其正常的抗血栓和促纤溶作用被削弱,在炎症、血管内皮损伤等条件下,会引起二磷酸腺苷(ADP)的大量释放,ADP能促进血小板聚集和血栓形成[6]。血液在血管内的正常流动依赖于纤溶系统与凝血系统活性的动态平衡。tPA和PA I是调节纤溶活性的关键物质,tPA血浆水平的降低一方面可使纤溶能力减弱,促使血栓形成;另一方面则可导致纤维蛋白在体内沉积,促进动脉硬化及血栓的形成和发展。血栓素A2(TXA2)和前列环素(PGI2)是具有代表性的血管活性物质,其代谢产物TXB2与6-酮-PGF1α的平衡对控制血管壁与血小板相互反应和维持循环通畅起着非常重要的作用,血浆TXB2增高、6-酮-PGF1α减低,是诊断血栓性或亚临床血栓性病变较理想的指标[7]。本研究发现,IR模型组大鼠血浆TXB2水平、PAI-1水平、TXB2/6-K -PGF1α及 PAI-1/tPA比值较正常组明显增高,提示高脂饮食诱导的IR大鼠存在着血栓形成相关因子分泌的的异常,纤溶抑制功能的亢进及凝血与纤溶的失衡易导致IR大鼠微循环障碍和血栓形成。
IR时血液表现的高凝状态和微循环障碍等表现,被认为符合中医血瘀证的特征[8];中医认为,血瘀是IR的重要病机之一,从瘀论治是中医药治疗IR相关性疾病的基本治则[9,10]。三七为传统活血化瘀中药,具有散瘀止血、补血活血、消肿止痛、滋补强壮等功效;现代药理研究证实三七有抗血小板聚集、扩张血管、改善微循环、降血脂及血糖、抗炎等作用[11]。本研究发现,应用三七干预后IR大鼠FINS水平下降,胰岛素敏感性增强,同时,大鼠血浆TXB2和PAI-1水平、TXB2/6-K-PGF1α及PAI-1/tPA比值明显降低,提示活血化瘀中药三七可有改善大鼠的胰岛素抵抗,其机制可能通过改善血管内皮功能,调节血栓形成相关分子的分泌、恢复凝血与纤溶系统的平衡有关。
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