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目的:糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病危害较大的微血管并发症,也是致死、致残的主要原因之一。据报道,在欧美国家,终末期肾病(end-stage renaldisease,ESRD)约有1/3为糖尿病所致,且75%为2型糖尿病。该病预后差,死亡率高,严重威胁人类的健康。目前国内外对本病尚无理想的治疗方法和药物。
DN典型的病理改变为。肾脏肥大、基底膜增厚、肾小球细胞外基质成分积聚等,其发病机制主要与高血糖、肾脏血流动力学异常、家族遗传性等有关。近年来随着分子生物学技术的进步,多项研究发现有多种细胞因子参与了DN发病进程。在这些细胞因子中,以转化生长因子(TGF-β)为核心因子,其作用涉及到肾小球血流动力学改变、细胞外基质代谢、细胞增殖和细胞肥大等诸多方面。Smad蛋白是目前所知TGF-β受体的胞内激酶底物,介导了TGF-D的胞内信号转导。这二者在DN发生、发展过程中都起着重要的作用。
石家庄市中医院肾内科专家经过多年临床探索,总结出的治疗DN的有效验方保元Ⅱ号(黄芪、当归、冬虫夏草、生地、山药、山萸肉等),采用益气扶正,活血通络的方法治疗本病,取得了较好的疗效。因此本实验采用腹腔注射链尿佐菌素(STZ)的方法复制DN大鼠模型,观察保元Ⅱ号对血糖、肾功能、血脂、肾脏形态及相关细胞因子TGF-β1和Smad表达的影响,探讨本方的作用机理,为临床治疗DN提供科学的实验依据。
方法:选用清洁级雄性健康SD大鼠50只,随机抽10只为正常对照组(normal group,N),其余40只按65mg·kg-1腹腔注射链尿佐菌素(STZ),48h后尾尖取血,测定血糖,取尿测尿糖。血糖≥16.7mmol·L-1,尿蛋白阳性视为成膜。将30只成模大鼠随机分为:糖尿病肾病模型组(DN-modolgroup,DN)、中药保元II号治疗组(BaoyuanⅡcapsule group,DN-Z)、苯那普利治疗组(Benazepril group,DN-B),n=10。各组均不给予任何降糖西药。本实验共8周。于第8周用代谢笼收集24小时尿液,检测24小时尿蛋白(urinary protein,Upro)定量和尿β2微球蛋白(urinary β2-MG)。最后一次给药后,禁食8小时,股动脉取血,分离血清,检测空腹血糖(fasting blood glucose,FBG),尿素氮(blood urea nitrogen,BUN),血肌酐(serum creatinine,Scr),血浆白蛋白(albumin,ALB)、血总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)。无菌操作取肾脏,去掉包膜,取小块的肾组织固定,甲醛固定用于观察肾脏病理改变;液氮固定检测TGF-β和Smad蛋白的表达。血、尿生化指标均用全自动生化分析仪测定。RT-PCR方法检测TGF-β1和Smad2、Smad3、和Smad7的表达。
结果:
1保元Ⅱ号对血、尿生化指标的影响
1.1保元Ⅱ号对FBG的影响DN组FBG(26.54±3.67)明显高于N(6.1±0.81)组,有显著性差异(p<0.01)。经用药干预后,治疗组与DN组相比无显著性差异(p>0.05)。DN-B组(26.31±3.16)与DN-Z组(25.87±3.42)相比无显著性差异(p>0.05)。
1.2保元II号对DN大鼠24小时Upro的影响DN组(2.51±0.62)明显高于N组(1.03±0.21),有显著性差异(p<0.01)。经用药干预,DN-B(1.34±0.31)组和DN-Z组(1.35±0.29)均低于DN组,有显著性差异(p<0.01)。DN-Z组与DN-B组比较无显著性差异(p>0.05)。
1.3保元II号对DN大鼠血脂TC、TG、HDL和LDL的影响。
DN组TC(1.66±0.15)高于N组(1.19±0.14),有显著性差异(p<0.01)。DN-Z组(1.64±0.16)、DN-B组(1.64±0.17)同DN组相比无显著性差异(p>0.05),DN-Z组和DN-B组相比无显著性差异(p>0.05)DN组TG(0.63±0.13)高于N组(0.51±0.09),有显著性差异(p<0.01)。DN-Z组(0.57±0.11)与DN组相比明显下降(p<0.01),有显著差异。DN-B组(0.61±0.12)同DN组相比无显著性差异(p>0.05);DN-Z组明显低于DN-B组,有显著性差异(p<0.01)。
DN组HDL(0.54±0.16)低于N组(0.61±0.07),有显著性差异(p<0.01)。DN.Z组(0.59±0.13)与DN组相比明显上升(p<0.01),有显著差异。DN-B组(0.55±0.12)同DN组相比无显著性差异(p>0.05);DN-Z组明显高于DN-B组,有显著性差异(p<0.01)。
DN组LDL(1.05±0.16)高于N组(0.86±0.08),有显著性差异(p<0.01)。DN-Z组(0.97±0.15)与DN组相比明显下降(p<0.01),有显著差异。DN-B组(1.04±0.18)同DN组相比无显著性差异(p>0.05);DN-Z组明显低于DN-B组,有显著性差异(p<0.01)。
1.4保元Ⅱ号对DN大鼠BUN和Scr的影响与N组(5.14±0.58)相比,DN组BUN(25.13±2.02)明显升高,有显著性差异(p<0.01)。治疗组与DN组相比明显下降,有显著性差异(p<0.01)。DN-Z组(15.17±3.22)和DN-B组(15.13±2.42)之间无明显差异(p>0.05)。
DN组Scr(187.78±24.55)与N组(71.24±13.06)相比明显升高,有显著性差异(p<0.01)。各治疗组与DN组相比明显下降,有显著性差异(p<0.01)。DN-Z组(93.83±8.24)和DN-B组(94.47±14.80)之间无明显统计学差异(p>0.05)。
1.5保元Ⅱ号对DN大鼠尿β2-MG的影响。
DN组尿β2-MG(0.540±0.033)明显高于N组(0.078±0.006),有显著性差异(p<0.01)。治疗组与DN组相比下降,有统计学差异(p<0.01)。DN-Z组(0.362±0.029)和DN-B组(0.372±0.019)相比无统计学意义(p>0.05)。
1.6保元Ⅱ号对DN大鼠血浆蛋白ALB的影响DN组(22.50±3.04)明显低于N组(33.45±4.55),有显著性差异(p<0.01)。DN-Z组(27.96±2.64)明显高于DN组,有显著性差异(p<0.01)。DN-B组(23.01±2.95)与DN组比较无统计学意义(p>0.05)。
2.保元Ⅱ号对DN大鼠肾脏病理变化的影响与正常组比较,药物治疗组与模型组皆出现肾小球体积明显增大,肾小球系膜区扩张,细胞外基质成分增多,阳性物质沉积增多。尤其模型组,多数大鼠出现弥漫性系膜增生。DN-B组、DN-Z组皆能在一定程度上改善系膜增生以及动脉病变的程度。
3.保元II号对DN大鼠TGF-β1和Smad2、Smad3、Smad7mRNA表达的影响与模型组相比较,DN-Z组和DN-B组肾脏中TGF-β1表达均有下降,Smad2和Smad3表达也有下调,DN-Z组和DN-B组Smad7表达较DN组有上升。
结论:
1.保元II号能够减少尿蛋白的丢失,提高血浆蛋白含量,降低尿β2微球蛋白,降低尿素氮、血肌酐,降低甘油三酯、低密度脂蛋白,提高高密度脂蛋白。
2.保元II号能够下调TGF-β1的mRNA表达,从而减少肾组织系膜内基膜样物质沉积,延缓肾小球基底膜增厚,减轻或延缓DN进展。其机制可能与调节Smad2、Smad3、Smad7的mRNA表达有关。