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糖尿病心肌病(Diabetic Cardiomyopathy,DCM)是糖尿病最为严重的并发症之一,它是由糖尿病引起的、与血管疾病同时伴行或单独发生的特殊性心脏病,该病在代谢紊乱及微血管病变的基础上引发心肌广泛灶性坏死,出现亚临床的心功能异常,最终进展为心力衰竭、心律失常及心源性休克。糖尿病心肌病的发病原因尚无定论,研究显示,慢性高血糖可引起心肌细胞,成纤维细胞及内皮细胞损伤产生能量代谢障碍,过多脂肪酸进入心肌细胞而产生脂毒性,因此可见能量代谢障碍或许是DCM发病的重要原因。黄连根茎主要成分小檗碱(Berberine)被广泛用于降血糖、血脂,最早可追溯到《神农本草经》中,本课题在体内、体外中探讨小檗碱对糖尿病心肌病大鼠的治疗作用以及对糖代谢通路腺苷酸活化的蛋白激酶(Adenosine 5‘-monophosphate(AMP)-activated protein kinase,AMPK)-蛋白激酶B底物(160 molecular mass substrate of Akt,AS160)-葡萄糖转运蛋白4(Glucose transporter 4,GLUT4)的影响,为DCM的防治提供新思路。目的本研究以体内体外实验结合考察小檗碱对糖尿病心肌病大鼠心功能的改善作用以及对AMPK-AS160-GLUT4信号通路的影响,旨在验证中药治疗DCM的可行性,并为防治DCM提供新思路与理论基础。方法使用链脲佐菌素(Streptozocin,STZ)伴以高糖高脂饲料建立SD大鼠糖尿病模型,再以高糖高脂饲料饲养成模大鼠12周诱导DCM模型,期间以灌胃给药方式给予BBR治疗,12周后超声心动图检测大鼠心脏收缩功能;取腹主动脉血检测空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG),甘油三酯(Triglyceride,TG),游离脂肪酸(Free fatty acid,FFA),胆固醇(Cholesterol,TC),肌酸激酶同工酶(CKMB),心肌钙蛋白Ⅰ(Cardiac troponinⅠ,c TnⅠ),谷草转氨酶(Glutamic oxalacetic transaminase,AST),乳酸脱氢酶(Lactic dehydrogenase,LDH)的含量;取心脏组织计算心脏体重比,HE染色观察心肌损伤程度,Van Gieson染色观察心肌纤维化程度,油红O染色观察脂肪沉积情况,电镜观察心脏超微结构损伤,Western blot检测P-AMPK,AMPK,P-AS160,AS160,GLUT4,丙酮酸脱氢酶(Pyruvate Dehydrogenase,PDH)表达情况。CCK-8实验筛选高糖诱导H9c2的浓度及时间,进行体外实验,相同方法筛选BBR作用适宜浓度,激光共聚焦观察H9c2细胞GLUT4表达,2-NBDG检测H9c2的糖摄取情况,Western blot检测高糖诱导的H9c2细胞在BBR给药后P-AMPK,AMPK,P-AS160,AS160,GLUT4,PDH蛋白的表达水平。结果体内实验1、超声心动检测结果显示BBR可有效增强大鼠心脏收缩能力,改善大鼠心功能。2、血清检测结果显示BBR可有效降低大鼠血糖血脂;降低血清心肌酶,改善心脏收缩功能。3、病理切片结果显示BBR可改善大鼠心脏损伤,减少心肌纤维化,降低脂肪沉积。4、Western blot结果显示,BBR可增加大鼠心脏AMPK,AS160的磷酸化,促进GLUT4膜转运,提高PDH表达。体外实验1、50m M葡萄糖诱导H9c2细胞24h可造成H9c2细胞活力值降低,25μM、50μM、100μM浓度BBR干预可改善细胞活力。2、激光共聚焦显示BBR可增加H9c2细胞膜上GLUT4含量。3、2-NBDG结果显示BBR可增加H9c2细胞的葡萄糖摄取。4、Western blot结果显示,高糖诱导下AMPK,AS160磷酸化受到抑制,PDH,GLUT4表达均有下降,BBR干预后AMPK,AS160磷酸化程度上升,并上调PDH,促进GLUT4膜转运。结论1、BBR可有效改善大鼠心脏功能,减少脂肪沉积与纤维化,保护心脏组织,降低血糖。2、糖尿病心肌病大鼠心脏组织中GLUT4向膜转运能力受阻,BBR可通过激活AMPK对下游因子进行调控,从而促进GLUT4转运,改善葡萄糖摄取障碍引起的能量代谢紊乱。3、DCM状态下,心脏PDH表达抑制,糖代谢循环障碍,BBR可有效提升PDH活性,增强线粒体ATP产出,起到保护心脏的作用。