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编号:10498796
中药复方植物胰岛素对糖尿病大鼠肾血管重建的影响
http://www.100md.com 《第二军医大学学报》 2000年第6期
     作者:张传森 姜宗来 陈尔瑜 徐瑞生 杨向群 全山丛 张卫东

    单位:张传森(第二军医大学基础医学部解剖学教研室,上海 200433);姜宗来(第二军医大学基础医学部解剖学教研室,上海 200433);陈尔瑜(第二军医大学基础医学部解剖学教研室,上海 200433);徐瑞生(第二军医大学基础医学部解剖学教研室,上海 200433);杨向群(第二军医大学基础医学部解剖学教研室,上海 200433);全山丛(长海医院药学部);张卫东(药学院天然药物化学教研室)

    关键词:糖尿,肾性;血管重建;复方植物胰岛素;氨基胍

    第二军医大学学报000616 【摘要】 目的:观察中药复方植物胰岛素(CPI)对糖尿病大鼠肾血管重建的影响,并探讨糖尿病时肾血管重建的方式和机制。方法:以链脲佐菌素(STZ)诱导SD大鼠建立糖尿病动物模型,应用形态学、计算机图像分析等方法,观察糖尿病大鼠肾内小动脉和肾小球毛细血管基底膜的几何形态,以及CPI和氨基胍对其的影响。 结果:肾内小动脉表现为壁厚、壁面积增大,壁腔比(壁厚内径比、壁面积内径比)增大;肾毛细血管基底膜增厚。CPI和氨基胍均可有效地抑制糖尿病肾内小动脉和肾毛细血管的重建,两者效果无明显差异(P>0.05)。结论:肾内小动脉病变是导致糖尿病肾病的原因之一;CPI能有效地抑制肾血管的重建。
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    【中图分类号】 R 587.2 【文献标识码】 A

    【文章编号】 0258-879X(2000)06-0554-03

    Effect of CPI on remodeling of renal vessels in diabetic rats

    ZHANG Chuan-Sen,JIANG Zong-Lai,CHEN Er-Yu,XU Rui-Sheng,YANG Xiang-Qun

    (Department of Anatomy, Department of Basic Medicine, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)

    QUAN Shan-Cong
, 百拇医药
    (Department of Pharmacy,Changhai Hospital)

    ZHANG Wei-Dong

    (Department of Phytochemistry, College of Pharmacy)

    【ABSTRACT】 Objective:To observe the effect of CPI on the remodeling of renal vessels and investigate the pattern and mechanism of renal vascular remodeling in diabetic rats. Methods: The diabetic animal model was made by injection of streptozotocin in SD rats. The morphometric changes of intrarenal arterioles (IRA) and basement membrane of glomerular capillaries were observed by morphological and computer image processing methods. The effects of CPI and aminoguanidine (AG) were also studied. Results: The wall thickness (WT), cross-sectional area (CSA) and inner diameter/CSA of IRA increased, the basement membrane of glomerular capillaries were thickened in diabetic rats. CPI and AG both effectively inhibited the above changes. Conclusion: The pathological changes of IRA is one of causes of diabetic nephropathy, CPI can effectively inhibit the remodeling of renal vessels in diabetes.
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    【KEY WORDS】 glycosuria, renal; vascular remodeling; CPI; aminoguarnidine

    糖尿病血管病变(diabetic angiopathy, DA),即在糖尿病(diabetes mellitus, DM)状态下的血管重建,也是糖尿病慢性并发症的主要病理学基础,其治疗是目前临床难题之一。非酶糖化抑制剂,如氨基胍(aminoguanidine, AG)能降低血管壁胶原纤维等的非酶糖化,显著提高动脉壁的弹性,改善血管功能[1~3],但AG有降低胰岛的血供,高浓度时抑制β细胞分泌胰岛素等副作用,限制了其临床应用[2]。复方植物胰岛素(CPI)是我校生物医学工程研究所近年开发研究的防治DA的纯中药制剂,主要由苦瓜提取物、丹参、银杏等组成。本研究以链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)诱导SD大鼠,建立糖尿病动物模型,观察CPI对肾内小动脉和毛细血管基底膜重建的影响,并以AG为对照,分析比较这两种药物的效果。
, 百拇医药
    1 材料和方法

    1.1 动物模型的复制与分组 10周龄雄性SD大鼠,体质量(200±25)g(上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供)。随机分为正常对照组(C组,n=25)和糖尿病模型复制组。(1) DM模型的复制:按1%浓度将STZ(美国 Sigma公司)溶于0.1 mol/L枸橼酸钠缓冲液(pH 4.0)中,迅速按60 mg/kg STZ的剂量注入大鼠腹腔,其后48 h和72 h连续两次空腹血糖高于16.7 mmol/L时为模型复制成功;对照组注射相同剂量的缓冲液。(2)药物治疗:DM模型组再随机分为糖尿病 (DM) 组、AG治疗组 [100 mg/(kg.d)]和CPI治疗组[6.4 ml/(kg.d)], 饮水中给药。各组大鼠自由进食、饮水,标准大鼠饲料。每周测动物体质量、尿糖,隔周测血糖,淘汰DM,AG,CPI组中血糖<16.7 mmol/L或尿糖<+++的大鼠,各组大鼠再按致病后的时间,分为1,4,8,16,24周5个亚组,每组5只。
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    1.2 血管形态学重建指标观察 动物处死后,由颈总动脉行压力灌注固定,固定液为4%多聚甲醛(pH 7.2),灌注压为实验前所测颈总动脉压。取左肾,切成垂直于纵轴的数个薄片,厚约2~3 mm,继续固定。(1) 固定后的肾薄片,常规石蜡包埋,连续切片,片厚4 μm,先用间苯二酚染弹性纤维,再用伊红复染;(2) 电镜标本,每组动物从1,8,24周各取3例,每例各取1片肾薄片,锇酸固定,树脂包埋,超薄切片,Hitachi. H-800型透射电镜观察肾小球毛细血管基膜,拍摄电镜照片; (3) 应用计算机图像分析系统,光镜下在组织切片上,测量75~125 μm直径的肾内小动脉的内径、壁厚、壁面积、总面积;在电镜照片上测量毛细血管基底膜厚度,取平均值。

    1.3 统计学处理 数据均以±s 表示,多组之间先进行方差分析(ANOVA),再两两比较(Newman-Kenls检验)。
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    2 结 果

    2.1 肾内小动脉的几何形态学 (1)内径:各组大鼠相比,均无明显差异;(2)壁厚与壁面积:DM组8周后大于C组(P<0.05或P<0.01); (3) 壁厚内径比、壁面积内径比:8和24周DM组与C组相比差异非常显著(P<0.01); 24周时CPI,AG组均小于DM组(P<0.01); CPI与AG组间无显著差异。见表1。

    2.2 肾小球毛细血管基底膜厚度 各组大鼠基底膜厚度均呈上升趋势。8周后DM,CPI,AG组均大于C组(P<0.01);24周时CPI,AG组均小于DM组(P<0.01);CPI与AG组间无显著差异(P>0.05,表2)。

    表 1 糖尿病大鼠肾内小动脉几何形态学

    Tab 1 The geometric morphology of intrarenal arteriole of diabetic rats(n=5, ±s) After disease
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    (t/week)

    Group

    Inner diameter

    (l/mm,×10-2)

    Wall thickness

    (l/mm,×10-3)

    Cross-sectional area

    (A/mm2,×10-3)

    WT/ID

    (10-2)
, 百拇医药
    CSA/ID

    (10-3)

    1

    C

    7.821±0.58

    4.930±0.45

    1.287±0.11

    6.31±0.52

    16.44±1.57

    DM

    7.901±0.83

    4.931±0.52
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    1.298±0.13

    6.24±0.74

    16.43±1.82

    CPI

    7.907±0.72

    4.892±0.39

    1.314±0.12

    6.30±0.56

    16.63±1.38

    AG

    7.906±1.08

    4.941±0.73
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    1.304±0.13

    6.25±0.79

    16.49±1.92

    4

    C

    8.369±0.91

    5.241±0.48

    1.404±0.15

    6.24±0.73

    16.77±1.72

    DM

    8.352±0.94
, 百拇医药
    5.470±0.57

    1.530±0.16

    6.55±0.71

    18.23±2.01

    CPI

    8.480±0.95

    5.418±0.63

    1.535±0.17

    6.39±0.74

    18.11±1.96

    AG

    8.308±1.03
, 百拇医药
    5.309±0.74

    1.474±0.16

    6.39±0.82

    17.75±2.13

    8

    C

    8.920±0.81

    5.288±0.50

    1.589±0.15

    5.93±0.62

    17.37±1.82

    DM
, 百拇医药
    8.910±0.92

    6.943±0.72*

    2.008±0.21*

    7.88±0.81**

    22.54±2.34**

    CPI

    8.386±0.94

    6.341±0.75

    1.797±0.19

    7.56±0.86

, 百拇医药     21.43±2.61

    AG

    8.580±1.02

    6.427±0.72

    1.863±0.19

    7.49±0.81

    21.71±2.58

    16

    C

    8.566±0.91

    5.745±0.76

    1.650±0.17
, 百拇医药
    6.56±0.58

    19.17±2.10

    DM

    9.150±1.05

    8.190±0.82**

    2.264±0.24**

    9.24±0.98**

    28.12±3.21**

    CPI

    8.700±0.96

    6.917±0.81
, http://www.100md.com
    2.041±0.22

    7.95±0.85

    23.45±2.54

    AG

    8.647±0.91

    6.805±0.79

    1.994±0.21

    7.87±0.82

    23.06±2.57

    24

    C

    9.568±1.23
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    6.210±0.64

    1.988±0.21

    6.49±0.67

    20.67±2.31

    DM

    9.020±1.42

    9.905±0.82**

    3.115±0.29**

    10.98±1.07**

    34.02±4.12**

, 百拇医药     CPI

    9.939±1.13

    7.812±0.69

    2.634±0.25

    7.86±0.72△△

    26.49±2.36△△

    AG

    9.872±1.05

    7.928±0.81

    2.655±0.26

    8.03±0.82△△
, 百拇医药
    26.91±2.72△△

    *P<0.05,**P<0.01 vs control group;△△P<0.01 vs DM group表 2 糖尿病大鼠肾小球毛细血管基底膜厚度

    Tab 2 Thickness of glomerular capillary

    basement membrane of diabetic rats(n=5,±s, l/nm) Group

    Time after disease (t/week)

    1
, 百拇医药
    8

    24

    C

    8.02±6.11

    84.81±6.31

    91.07±8.62

    DM

    80.18±3.63

    106.88±5.42**

    153.49±12.83**

    CPI

    81.07±8.16
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    105.93±8.92**

    130.67±8.33**△△

    AG

    80.60±7.94

    101.40±11.23**

    128.17±12.62**△△

    **P<0.01 vs control group;△△P<0.01 vs DM group3 讨 论

    血管重建是指机体在生长发育、衰老和疾病过程中,血管受内外环境因素的影响而发生的形态结构及功能改变。本研究结果显示,大鼠糖尿病8周时肾内小动脉壁厚、壁面积、壁厚内径比、壁面积内径比增大,且随病情进展,增大幅度变大。因此,本研究认为糖尿病时肾毛细血管和肾内小动脉均发生了重建,肾内小动脉的病变如同微血管病变一样,也是导致糖尿病肾病的原因之一。
, 百拇医药
    糖尿病血管病变的机制不明,主要的有非酶糖化说、多元醇代谢说、氧化应激说和信号传导说等。80年代以来,随着非酶糖化研究的不断深入,特别是晚期糖化产物(advanced glycation end products,AGEs)及其受体的发现,使非酶糖化说获得越来越多的证据和支持[4,5]。本研究结果显示 ,非酶糖化抑制剂氨基胍,确能抑制糖尿病大鼠肾内小动脉的重建,毛细血管基底膜厚度增加也明显得到抑制,但鉴于氨基胍的毒副作用限制了其临床应用,寻找新的非酶糖化抑制剂,应是治疗糖尿病肾病的一个重要课题。

    CPI是一中药制剂,具有抑制血管功能,改善血流动力学,促进胰岛素分泌等作用[6~8] ,本研究结果可见,CPI在抑制糖尿病大鼠肾内小动脉、肾毛细血管重建方面与氨基胍具有类似的作用,两者间效果无明显差异,且副作用少,是治疗糖尿病肾病有前途的药物,但其作用机制尚待进一步研究。

    【基金项目】国家自然科学基金资助项目(19672072)
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    【作者简介】张传森(1954~),男(汉族) ,博士,副教授

    【参考文献】

    [1] Brownlee M, Vlassara H, Keoney A, et al. Aminoguanidine prevents diabetes-induced arterial wall protein cross-linking[J]. Science,1986,232(4758):1629-1632.

    [2] Huijberts MSP,Wolffenbuttel BHR,Boudier SHAJ,et al . Aminoguanidine treatment increase elasticity and decreases fluid filtration of large arteries from diabetes rats[J]. J Clin Invest,1993,92(3):1407-1411.
, 百拇医药
    [3] Brownlee M. Inhibition of diabetes induced arterial wall lipoprotein deposition and prevention of arterial wall collagen crosslinking by aminoguanidine[J]. Diabetologia, 1986,29(8):523a.

    [4] Bromnlee M.Glycation and diabetic complication[J]. Diabetes,1994,43(6):836-841.

    [5] Sun M,Yokoyama M,Ishiwata T, et al.Deposition of advanced glycation end products (AGE) and expression of the receptor for AGE in cardiovascular tissue of the diabetic rat[J]. Int J Exp Pathol,1998,79(4):207-222.
, 百拇医药
    [6] 张传森,刘 波,姜宗来,等.中药CPI对体外胰岛β细胞的保护作用研究[J].解剖学杂志, 1998,21(Suppl):83.

    [7] 张传森,刘 波,陈尔瑜,等.中药CPI对体外胰岛β细胞损伤的促进恢复作用研究[J]. 解剖学杂志, 1998,21(Suppl):83.

    [8] 刘 波,张传森,姜宗来,等.中药CPI对体外胰岛β细胞的刺激分泌作用研究[J]. 解剖学杂志, 1998,21(Suppl):84.

    【收稿日期】2000-02-18

    【修回日期】2000-04-20, 百拇医药