灯盏花素对糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌组织CVF的影响

于学江

·实验研究·

灯盏花素对糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌组织CVF的影响

于学江

目的探讨灯盏花素对糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及肌组织胶原容积分数(CVF)的影响。方法SD大鼠40只, 随机分为对照组(NC组)、糖尿病心肌病组(DCM组)、灯盏花素组(Bre组),实验末测定各组VG胶原染色图像分析仪测量心肌胶原容积分数；电镜下对比各组大鼠心肌超微结构。结果NC组毛细血管基底膜厚度为(114.61±6.80)nm, CVF值为( 9.2±1.9 )%；DCM组毛细血管基底膜厚度为(219.27±13.98)nm, CVF值为(20.6±3.3)%；Bre组毛细血管基底膜厚度为(196.85±10.11)nm, CVF值为(17.8±2.1)%；与NC组比较, DCM组及Bre组其基底膜厚显著降低, 差异具有统计学意义(P均＜0.01)；Bre组基底膜厚明显低于DCM组, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。与NC组比较, DCM组及Bre组CVF值明显升高, 差异具有统计学意义(P均＜0.01), 与DCM组比较, Bre组CVF值降低, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。结论灯盏花素可以改善受微血管病变, 抑制了糖尿病大鼠心肌进一步纤维化。

灯盏花素；糖尿病心肌病；微血管基底膜；肌组织胶原容积分数

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy, DCM)近年已成为糖尿病并发症研究领域的一个热点, 其病理改变主要为微血管病变及出现细胞凋亡后发展到心肌纤维化等［1-5］。灯盏花素是从菊科飞蓬属植物灯盏花中提取的黄酮类有效成分,研究发现其具有改善心、脑血管血流量、抗血小板聚集、抗氧自由基等作用, 目前在临床上主要用于缺血性心脑血管疾病的治疗［6-9］。近年来研究表明［1］, 灯盏花素可通过抗氧化能力, 上调Bcl-1蛋白水平、下调c-Fos蛋白等；研究表明灯盏花素对脱氧核糖核酸(DNA)氧化损伤的保护作用和抗脂质过氧化的作用, 能有效清除活性氧自由基, 对脂质过氧化及DNA的OH氧化损伤有显著抑制作用［2］, 本实验观察灯盏花素对糖尿病心肌病大鼠微血管基底膜及心肌组织CVF的影响, 为临床糖尿病心肌病的治疗应用中提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 模型与分组 从SD大鼠40只中随机分出10只作为NC组；其余以45 mg/kg尾静脉注射1%STZ溶液, 注射后72 h采尾静脉血测血糖, 其浓度>16.7 mmol/L者为糖尿病成模。普通饲料喂食6周, 随机抽取10只, 糖尿病心肌病变成模标准：心肌内微血管内皮细胞明显肿胀, 线粒体肿胀变形, 排列紊乱, 基底膜出现不规则增厚, 细胞外基质胶原积聚。按随机数字表方法将糖尿病大鼠随机分为DCM组和Bre组, 每组10只。模型制备成功后Bre组给予腹腔注射灯盏花素注射液20 mg/(kg·d), NC组和DCM组给予腹腔注射等量生理盐水, 持续6周。

1. 2 指标测定 第12周末分别取出左室前壁心肌组织块用生理盐水冲洗后切成1 mm3及5 mm3心肌组织, 甲醛固定后,酒精脱水, 浸蜡, 包埋, 前者制备超薄切片, 厚度50 nm, 经染色后, 透射电镜观察心肌毛细血管血管基底膜形态。在各组大鼠心肌电镜毛细血管照片中, 选择其基底膜横断区域, 每1个毛细血管选择10个点, 分别测量基底膜厚度, 取其平均值。后者分别行苏木精 - 伊红染色法(HE染色)及VG胶原染色, 封片后光镜下观察心肌组织病理形态学变化, 图像分析仪测量心肌CVF。

1. 3 统计学方法 采用SPSS13.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数± 标准差表示, 采用t检验；单因素方差分析用LDS-t检验进行两组间比较；计数资料以率(%)表示, 采用χ2检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

NC组毛细血管基底膜厚度为(114.61±6.80)nm, CVF值为(9.2±1.9)%；DCM组毛细血管基底膜厚度为(219.27± 13.98)nm, CVF值为(20.6±3.3)%；Bre组毛细血管基底膜厚度为(196.85±10.11)nm, CVF值为(17.8±2.1)%；与NC组比较, DCM组及Bre组其基底膜厚显著降低, 差异具有统计学意义(P均＜0.01)；Bre组基底膜厚明显低于DCM组, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。与NC组比较, DCM组及Bre组CVF值明显升高, 差异具有统计学意义(P均＜0.01), 与DCM组比较, Bre组CVF值降低, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。见表1。

表1 实验各组微血管基底膜厚度及心肌CVF值比较

表1 实验各组微血管基底膜厚度及心肌CVF值比较

注：与NC组比较,aP＜0.01；与DCM组比较,bP＜0.05

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3 讨论

基底膜为微血管壁的基础, 其管壁增厚在微血管病变的发生中都起重要作用［10］。在DCM组中, 大鼠表现为心肌微血管严重受损及基底膜增厚。导致这些现象的机制比较复杂,参考以往相关文献的报道, 如转化生长因子β1(TGF-β1)、血小板衍化生长因子(PDGF)等多种生长因子基因表达增加［3］,其中TGF-β1刺激细胞外基质(ECM)的成份如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原, 纤维连接素, 层粘连蛋白的mRNA表达增加［4］。同时基质金属蛋白酶(MMPs)活性受到抑制, 诱导组织抑制因子(TIMPs)表达［5］。以上这些细胞因子的强表达, 刺激内皮素的形成, 引起蛋白聚糖及纤维的合成等, 导致细胞外基质扩张,血管基底膜增厚。另外张常喜等［6］通过动态观察病程8周和12周STZ糖尿病大鼠心肌组织结构病理变化, 发现大鼠心肌组织中胶原含量即明显增加。

本实验从光镜及电镜下观察, DCM组大鼠心肌微血管内皮细胞肿胀、变形, 基底膜明显增厚, 管腔变窄, 间质可见成纤维细胞、胶原纤维明显增生且排列紊乱；VG染色及半定量分析结果示心肌胶原纤维明显增多, 分布于心肌细胞间及血管周围, CVF值明显升高, 与上述报道一致［11-15］。在应用灯盏花素干预后, Bre组微血管基底膜厚度及心肌病理形态学改变较DCM组减轻, 提示灯盏花素能够减轻基底膜厚度考虑可能与其阻断上述机制有关［16-19］。同时其可能是通过多种途径抑制心肌间质成纤维细胞的增生, 使心肌细胞外基质中胶原合成与降解保持平衡, 减少细胞外基质的过度沉积, 抑制DCM大鼠心肌纤维化的发展, 从而对DCM大鼠微血管及心肌结构具有保护作用。

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Influence by breviscapine on microvascular basement membrane and cardiac muscle tissue collagen volume fraction in mice with diabetic cardiomyopathy

YU Xue-jiang. Department of Cardiology, Liaoning Yingkou Economic and Technology Development Zone Central Hospital, Yingkou 115007, China

ObjectiveTo investigate influence by breviscapine on microvascular basement membrane and muscle tissue collagen volume fraction (CVF) in mice with diabetic cardiomyopathy.MethodsA total of 40 SD rats were randomly divided into control group (NC group), diabetic cardiomyopathy group (DCM group) and breviscapine group (Bre group). Cardiac muscle tissue collagen volume fraction in all groups were detected by VG collagen staining images analyzer at the end of the experiment, and myocardial ultrastructure were compared by electron microscope.ResultsNC group had capillary basement membrane thickness as (114.61±6.80) mm and CVF as (9.2±1.9)%. DCM group had capillary basement membrane thickness as (219.27±13.98) mm and CVF as (20.6±3.3)%. Bre group had capillary basement membrane thickness as (196.85±10.11) mm and CVF as (17.8±2.1)%. DCM group and Bre group had obviously lower capillary basement membrane thickness than NC group, and their difference had statistical significance (allP＜0.01). Bre group had much lower capillary basement membrane thickness than DCM group, and the difference had statistical significance (P＜0.05). DCM group and Bre group had much higher CVF than NC group, and the difference had statistical significance (allP＜0.01). Bre group had lower CVF than DCM group, and their difference had statistical significance (P＜0.05).ConclusionBreviscapine can improve microangiopathy and inhibit further myocardial fibrosis in rats with diabetic cardiomyopathy.

Breviscapine; Diabetic cardiomyopathy; Microvascular basement membrane; Muscle tissue collagen volume fraction

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2017.08.096

2017-03-07］

115007 辽宁省营口经济技术开发区中心医院心内科