川芎嗪对糖尿病大鼠降血糖及肾脏保护作用的研究

宋剑飞 邓九零 陈亮 张利棕 王辉⋆

川芎嗪对糖尿病大鼠降血糖及肾脏保护作用的研究

宋剑飞 邓九零 陈亮 张利棕 王辉⋆

目的 探讨川芎嗪对糖尿病大鼠降血糖及肾脏保护作用。方法 将经链脲佐菌素诱导成功的24只糖尿病大鼠随机分为川芎嗪组，阳性对照组，模型组，分别以川芎嗪200mg/（kg·d）、缬沙坦25mg/（kg·d）、生理盐水10ml/（kg ·d）灌胃，另取8只正常大鼠为正常对照组，生理盐水10ml/（kg·d）灌胃，连续给药6周。给药后每周称量大鼠体重，第2、4、6周检测大鼠空腹血糖；第6周代谢笼法测定24h尿量，并检测尿蛋白总量（U-TP）与尿微量白蛋白（U-ALB）；第6周末心脏取血，处死大鼠，酶联免疫法检测血清中胰岛素的含量；取双肾，计算肾肥大指数，光镜下观察肾脏病理切片。结果 模型组大鼠的血糖、24h尿量、U-TP、U-ALB、肾重、肾肥大指数较正常组均有显著升高（P＜0.01或P＜0.05），血清胰岛素显著降低（P＜0.05），身体机能明显下降，肾脏病理明显加重；经川芎嗪治疗6周后，大鼠血糖、24h尿量、U-TP、肾重与肾肥大指数明显下降（P＜0.05），但血清胰岛素无明显升高（P＞0.05），身体机能显著改善，肾脏病理状态有所减轻。结论 川芎嗪对糖尿病大鼠有一定的降血糖与肾脏保护作用，但其降血糖机制并非通过增加胰岛素的分泌。

川芎嗪 糖尿病 降血糖 肾功能

糖尿病是威胁人类健康的第三大非传染性疾病。糖尿病肾病（DN）是糖尿病微血管并发症之一，为糖尿病特有的肾脏并发症，目前已成为导致终末期肾病的首要致病因素。DN的基本病理改变为肾小球系膜基质增生、肾小球毛细血管基底膜（GBM）增厚与肾小球硬化［1］，目前西医尚无理想的治疗方法。川芎嗪是从伞形科植物川芎中提取的活性成分［2］，现代药理研究表明，川芎嗪单用或联用其他药物对糖尿病及其相关并发症有一定的治疗作用［3～5］。2014年3月至2015 年1月作者通过实验研究，探讨川芎嗪对糖尿病大鼠降血糖及肾脏保护作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物 健康SPF级雄性SD大鼠32 只，体重（270±20）g，由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供，动物许可证号为SCXK（沪）2013-0018；饲养于浙江中医药大学动物实验研究中心屏障系统内，使用SYXK许可证号为（浙）2013-0184。

1.2 药物与试剂 川芎嗪（上海源叶生物科技有限公司）；缬沙坦（北京诺华制药有限公司）；链脲佐菌素（Sigma）；胰岛素检测试剂盒（上海源叶生物科技有限公司）；其他有机试剂均为分析纯（华东医药股份有限公司）。

1.3 实验仪器 KQ-250DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；血糖测试仪及血糖试剂条（罗氏）；全自动血液生化分析仪（日立7020）；DMI 3000B显微镜（德国Leica）。

1.4 实验方法 （1）糖尿病大鼠模型的制备及分组：32只SD大鼠分为糖尿病组（DM组，n=24）和正常对照组（NC组，n=8），适应性喂养1周后，禁食12 h，按40mg/kg对DM组大鼠行一次性尾静脉注射STZ （0.1mol/L柠檬酸盐缓冲液，pH4.5，新鲜配制）；NC组大鼠注射等量柠檬酸盐缓冲液。各组大鼠给予标准饮食喂养，自由饮水。1周后尾静脉取血，空腹血糖≥16.7mmol/L为糖尿病大鼠。将成模的24只大鼠按照血糖和体重随机分为川芎嗪组、模型组、阳性对照组，每组各8只。川芎嗪组给予川芎嗪200mg/（kg ·d）灌胃，阳性对照组给予缬沙坦25 mg/（kg·d）灌胃，模型组与NC组灌服等量生理盐水，连续灌胃6周。（2） 标本的收集与处理：实验结束前1d，代谢笼法收集各组大鼠24h尿液，取1ml尿液置于1.5 ml离心管中，2000 r/min离心5min，取上清液；大鼠处死前称重，以3%戊巴比妥1.5ml/kg 的剂量腹腔注射麻醉，心脏取血，置于10 ml离心管中，3500 r/min离心15min，分离血清，检测血清中胰岛素含量；取双侧肾脏，用滤纸吸干肾表面血液后称重，取特定部位肾组织固定于10%甲醛中用于病理HE染色。（3） 实验指标观察与检测：①一般情况观察：观察各组大鼠的精神状态、活动状况、毛发、体重及排便等情况。②血糖的测定：各组大鼠分别于灌胃后第2、4、6周尾静脉采血测定空腹血糖。③尿液生化指标的测定：取离心后上清液置于自动生化仪中测定24h尿蛋白总量（U-TP）与尿微量白蛋白（U-ALB）。④肾肥大指数的测定：将各组大鼠麻醉后处死，迅速剖腹取双肾，用滤纸吸干肾表面血液后称重。肾肥大指数=两侧肾重量之和（mg）/体重量（g）。⑤胰岛素的测定：酶联免疫吸附法（ELISA）测定各组大鼠血清中胰岛素的含量，操作按ELISA试剂盒说明书。⑥肾脏病理检查：取肾皮质，10%甲醛固定，乙醇脱水、二甲苯透明、石蜡包埋、制成3μm石蜡切片，HE染色后光镜下观察。

1.5 统计学方法 采用SPSS17.0统计软件。计量资料以（±s）表示，两两比较采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠身体机能比较 正常对照组大鼠精神状况良好，毛发有光泽，动作自如、反应灵敏。模型组大鼠精神萎靡，反应迟钝，活动倦怠，毛发杂乱泛黄无光泽偶有脱毛，尿量多，大便稀；川芎嗪组大鼠反应较灵敏，毛色可，尿多、大便尚可。

2.2 各组大鼠体重与血糖比较 正常组大鼠体重在实验期间持续增长，其他各组大鼠的体重均有所增长；实验结束时，模型组大鼠体重与正常组比较差异有统计学意义（P＜0.01），与川芎嗪组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。模型组大鼠的血糖在造模成功后一直处于高血糖状态，且逐渐上升，与正常组比较差异有统计学意义（P＜0.01）；川芎嗪组在药物干预后与模型组比较，血糖下降明显（P＜0.05）见图1。

图1 川芎嗪对糖尿病大鼠体重与血糖的影响

2.3 各组大鼠24h尿量及U-TP、U-ALB比较 造模6周后，模型组大鼠24h尿量及24h尿液中总U-TP、 U-ALB的含量与正常组比较上升明显（P＜0.01）；给药6周后，川芎嗪组大鼠24h尿量及24h尿液中总U-TP含量与模型组比较差异有统计学意义（P＜0.05），但24h总U-ALB的含量与模型组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见图2。

图2 川芎嗪对糖尿病大鼠24h尿量及总U-TP、U-ALB的影响

2.4 各组大鼠肾重、肾指数的比较 造模6周后，模型组大鼠的肾重与肾肥大指数与正常组比较明显增大（P＜0.01）；给药6周后，川芎嗪组大鼠肾重与肾肥大指数与模型组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。见图3。

2.5 各组大鼠血清胰岛素含量的比较 造模6周后，模型组大鼠血清中胰岛素的含量与正常组比较下降明显（P＜0.05）；给药6周后，川芎嗪组大鼠血清中胰岛素的含量与正常组比较亦下降明显（P＜0.05），但模型组、阳性组、川芎嗪组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）见图4。

图4 川芎嗪对糖尿病大鼠血清胰岛素含量的影响

2.6 各组大鼠肾脏病理切片的比较 肾组织HE染色结果显示，正常组大鼠肾脏组织中肾小球、肾小管基本结构和形态均未见异常，囊腔内无渗出，上皮细胞形态正常；造模6周后，模型组大鼠肾小球肥大，肾小管扩张及炎性细胞浸润，毛细血管基底膜增厚，系膜基质增生，部分管腔蛋白渗出；给药6周后，川芎嗪组大鼠仅有少量肾小管上皮细胞空泡样变，毛细血管基底膜增厚不明显，少量管腔蛋白渗出。见图5。

图5 川芎嗪对大鼠肾组织病理变化的影响（HE，×400）

3 讨论

糖尿病是由多种因素引起的胰岛素分泌绝对或相对不足所致机体代谢紊乱的综合征。随着人民生活水平的不断提高，城市化和老龄化日益加剧，糖尿病患病率逐渐上升。高血糖是糖尿病发病过程中的主要特征之一，可致多种脏器损伤的慢性并发症。DN是糖尿病引起的严重和危害性最大的一种慢性并发症，是糖尿病全身性微血管病变表现之一。早期DN表现为尿微量白蛋白排泄增加，肾小球滤过率增高及肾脏体积增大，随着病情的发展恶化，一旦出现临床蛋白尿，提示病情已进入中晚期，肾功能衰竭将不可逆转，成为糖尿病患者死亡的主要原因之一。因此，早期控制、减少尿蛋白，对延缓DN的发生、发展，提高生存率有着重要的意义。西医认为本病的发生与慢性高血糖所致的糖代谢异常、脂代谢紊乱、肾脏血流动力学改变、高血压、肾小球足细胞凋亡、细胞因子、氧化应激、遗传等因素有关，其病理改变为肾小球毛细血管基底膜增厚、肾小球系膜基质增生、肾小球硬化与肾小管间质增生。中医认为DN既属消渴病，又归属于肾病范畴内的水肿，尿浊，胀满，关格等疾中，病机则以肾虚为主，初期精微外泄，久则气化不利，水湿内停，甚则浊毒内蕴，脏气虚衰，易生变证，总属本虚标实之病。

川芎嗪主要来源于伞形科植物川芎的根茎、大戟科植物痛风麻疯树的茎及姜科植物温郁金的根茎，且可进行人工合成［6］。现代药理研究表明川芎嗪具有抑制血小板聚集、拮抗Ca2+、清除自由基、保护心脑血管、增加肾流量、利尿等作用［7］。同时，在临床，川芎嗪单用或联用其他药物对糖尿病及其并发症的治疗亦有重要作用。

本实验以血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂缬沙坦为阳性对照，观察川芎嗪对糖尿病大鼠降血糖及肾脏保护作用。实验采用STZ复制糖尿病大鼠模型，川芎嗪灌胃，HE染色观察肾脏病理改变。本资料显示，SD大鼠经STZ尾静脉注射后1周血糖即显著上升，＜6周可见模型组大鼠身体机能明显下降，体重增长缓慢，血糖持续上升，24 h尿量、尿液U-TP、U-ALB较正常组均有显著性升高，血清胰岛素含量较正常组显著降低，光镜下可见肾脏病理改变明显加重，这表明DN模型的制作是成功的。经药物干预6周后，川芎嗪组大鼠与模型组比较，身体机能明显改善，体重明显增长，血糖、24h尿量、U-TP、肾重、肾肥大指数均明显下降，肾脏病理改变明显减轻，U-ALB与血清胰岛素含量均无明显变化，表明川芎嗪对糖尿病大鼠具有一定的降血糖及肾脏保护作用。然而大鼠血清胰岛素含量并未明显增加，表明川芎嗪降血糖的作用机制并非通过增加胰岛素的分泌，故其降血糖的作用机制有待进一步研究。

综上所述，川芎嗪对糖尿病大鼠具有一定的降血糖及肾脏保护作用，但其降血糖机制并非通过增加胰岛素的分泌，值得今后进一步研究。

1 陆再英，钟南山.内科学.第七版.北京：人民卫生出版社，2010：770.

2 高学敏.中药学.第二版.中国中医药出版社，2009，428.

3 宋春红，李莉，张永欢，等.川芎嗪与氨基胍联合治疗对新生链脲佐菌素糖尿病大鼠肝功能的影响.中国病理生理杂志，2013，29（7）：1322～1326.

4 李会娟，沈和荣，邵桂芳，等.川芎嗪对糖尿病大鼠视网膜病变IL-1β和ICAM-1表达的影响.现代中西医结合杂志，2012，21（36）：4016～4017.

5 陈群，陈少强.氨基胍与川芎嗪对糖尿病大鼠胰岛B细胞的保护作用.实用临床医药杂志，2010，14（12）：1～3.

6 蒋跃绒，陈可冀.川芎嗪的心脑血管药理作用及临床应用研究进展.中国中西医结合杂志，2013，33（5） 707～710.

7 徐广侠.川芎嗪的药理作用及临床应用观察.中国卫生产业，2014，11（35）：187～188.

Objective To research the effect of blood sugar reduction and renal protection of ligustrazine on diabetic rats. Methods 24 diabetic rats successfully induced by streptozotocin （STZ） were randomly divided into ligustrazine group， positive control group， model group （DM group），and treated with ligustrazine 200 mg·kg-1·d-1， valsartan 25 mg·kg-1·d-1， physiological saline 10 ml·kg-1·d-1 respectively. 8 healthy rats were served as normal control group （NC group， physiological saline 10ml/kg·d）. All rats were treated for 6 weeks continuously. The rats weighed weekly after treating，the blood sugar was measured on 2th， 4th， 6th week. The 24h total urine was measured by metabolic cage， total urine protein （U-TP） and total micro albumin（U-ALB） were measured on 6th week； The blood sample was obtained from the heart by puncture， and rats were executed at the end of 6th week，， serum insulin（INS） was detected by Enzyme linked immunosorbent assay（ELISA）. Kidney hypertrophy index was calculated and pathological changes of kidneys were also observed under light microscope. Results In DM group， blood glucose， total urine， U-TP and U-ALB， kidney weight and kidney hypertrophy index were signifi cantly higher than that in NC group （P<0.01， P<0.05）， the serum INS was signifi cantly lower， the physical conditions were signifi cantly decreased， and renal pathological status was signifi cantly serious. After ligustrazine intervention， blood glucose， total urine and U-TP， kidney weight and kidney hypertrophy index were signifi cantly lower（P<0.05）， but serum INS had no signifi cant change， the physical conditions and renal pathological status were signifi cantly improved. Conclusion Ligustrazine has some effect on reducing blood sugar and protecting kidney on diabetic rats， and its mechanism of reducing blood sugar was irrelevant with INS.

Ligustrazine Diabetes Protective effect of kidney Blood sugar reducing

国家自然科学基金（81403373）；浙江省中医药科技计划（2013ZB033）；浙江省教育厅研究项目（Y201226091）

310053 浙江中医药大学