趙衛(wèi)華,王占勝,尹玉,胡健
(中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管內(nèi)科,沈陽110001)
代謝綜合征由一簇相互作用的危險(xiǎn)因子組成,而胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是代謝綜合征的中心環(huán)節(jié)[1]。研究表明,替米沙坦可改善肥胖高血壓患者及糖尿病患者IR[2],非諾貝特可以改善糖尿病患者IR[3]。本研究旨在觀察非諾貝特和替米沙坦及其聯(lián)合應(yīng)用對IR大鼠IR和糖脂代謝的影響,為兩種藥物的合理應(yīng)用提供理論依據(jù)。
本實(shí)驗(yàn)采用了 Storlien 等[4,5]的方法,以自配高脂飼料喂養(yǎng)普通Wistar大鼠建立IR模型。健康雄性Wistar大鼠60只(購于中國醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心),體質(zhì)量140~200 g。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后隨機(jī)分為普通飲食組(NC組)12只和高脂飲食組(HF0)48只。NC組給予普通標(biāo)準(zhǔn)大鼠飼料(由中國醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供),其熱量組成為:碳水化合物63.4%,脂肪16.2%,蛋白質(zhì)20.4%。高脂組給予自行配制的高脂飼料,其熱量組成為:碳水化合物20%,脂肪59%,蛋白質(zhì)21%。大鼠分籠飼養(yǎng),自由光照,自由攝取食物和水,每周稱1次。6周后再將高脂組大鼠隨機(jī)分為4組:非諾貝特組(F),替米沙坦組(T),非諾貝特與替米沙坦聯(lián)合組(F+T)和高脂對照組(HF),每組12只,高脂飲食喂養(yǎng)同時(shí)分別給予非諾貝特30 mg/(kg·d)、替米沙坦4 mg/(kg·d)、非諾貝特30 mg/(kg·d)聯(lián)合替米沙坦4 mg/(kg·d)、蒸餾水灌胃4周。NC組繼續(xù)普通飲食并蒸餾水灌胃4周。微粒化非諾貝特200 mg/粒,法國利博福尼公司產(chǎn)品;替米沙坦80 mg/片,勃林格殷格翰公司產(chǎn)品。
藥物干預(yù)結(jié)束時(shí)全部大鼠禁食12 h以進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。從每組大鼠中隨機(jī)選取4只做葡萄糖鉗夾實(shí)驗(yàn):10%水合氯醛300 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠。仰臥位固定大鼠,燈照以保持大鼠體溫,行頸部正中切口分離右頸靜脈和左頸動(dòng)脈,分別插入2枚Y型靜脈留置針并縫合固定。頸靜脈通路用于輸注胰島素和葡萄糖,頸動(dòng)脈通路用于取血標(biāo)本檢測葡萄糖濃度,頸動(dòng)脈導(dǎo)管則接一裝有肝素生理鹽水的注射器進(jìn)行抗凝。葡萄糖和胰島素輸注速率由微電腦數(shù)字顯示式注射器泵控制。手術(shù)完畢后先靜止30 min,再抽取動(dòng)脈血0.5 mL測定基礎(chǔ)血糖和血清胰島素水平,然后以恒定速度4 mU/(kg·min)輸注胰島素,每5 min采血1次,用自動(dòng)血糖儀測定葡萄糖濃度,當(dāng)血糖低于基礎(chǔ)血糖時(shí)開始輸注10%葡萄糖溶液。葡萄糖輸注速率從5 mg/(kg·min)開始,根據(jù)血糖調(diào)整葡萄糖輸注速率,使血糖保持在基礎(chǔ)血糖水平±0.5 mmol/L范圍。當(dāng)連續(xù)3次血糖均在上述范圍時(shí)即達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。記錄后1 h 13次葡萄糖輸注速率,取其平均值即為葡萄糖輸注率(GIR)。
每組大鼠再各隨機(jī)取出4只進(jìn)行有創(chuàng)性頸動(dòng)脈血壓測定:10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠并仰臥位固定,頸正中切口分離出右側(cè)頸動(dòng)脈,插入事先充滿肝素溶液的靜脈留置針,尾端通過三通連接于血壓測定儀。穩(wěn)定10 min后記錄血壓,持續(xù)時(shí)間為30 s。
自動(dòng)血糖檢測儀測定各組大鼠的鼠尾血糖值(FPG)。麻醉處死大鼠,取下腔靜脈血液,立即在4℃恒溫下2 500 r/min離心10 min分離血清,分裝于1.0 mL EP管中-40℃保存,用于測量血脂、血清空腹胰島素(FINS)、血清游離脂肪酸(FFA)。采用日立全自動(dòng)生化儀(7600-110)檢測血清脂質(zhì),包括甘油三酯(TG),總膽固醇(TC),高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C),低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)。FINS測定采用胰島素放射免疫分析藥盒(北京原子高科股份有限公司),F(xiàn)FA測定采用游離脂肪酸試劑盒(南京建成生物工程研究所)。
大鼠處死后立即取出大鼠附睪脂肪、腎周圍脂肪組織,濾紙吸干后稱質(zhì)量,將標(biāo)本于液氮中速凍后,置于-80℃冰箱中保存待用。
HF 組的體質(zhì)量(BW)、FINS、FPG、FFA、TG、TC、LDL-C 水平顯著高于 NC 組(P<0.01),GIR、HDL-C顯著低于NC組(P<0.01)。與HF組比較,F(xiàn)組的BW、FINS、TG 顯著降低(P<0.01),F(xiàn)FA 降低(P<0.05),GIR、HDL-C顯著升高(P<0.01);T組的 BW、FINS、FPG、TG 顯著降低(P<0.01),F(xiàn)FA、LDL-C 降低(P<0.05),GIR、HDL-C 顯著升高(P<0.01);F+T組的 BW 減輕、FINS、FFA、TG 顯著降低(P<0.01),F(xiàn)PG、TC、LDL-C 降低(P<0.05),GIR、HDL-C 顯著升高(P<0.01)。結(jié)果見表1。
表1 5組大鼠體質(zhì)量和血清學(xué)指標(biāo)比較(±s)T a b.1 C o m p a r i s o n o f B W a n d s e r o l o g i c a l i n d e x e s i n 5 g r o u p s(±s)
表1 5組大鼠體質(zhì)量和血清學(xué)指標(biāo)比較(±s)T a b.1 C o m p a r i s o n o f B W a n d s e r o l o g i c a l i n d e x e s i n 5 g r o u p s(±s)
C o m p a r e d w i t h g r o u p N C,1)P < 0.0 5,2)P < 0.0 1;c o m p a r e d w i t h g r o u p H F,3)P < 0.0 5,4)P < 0.0 1.
Item n NC HF F T F+T BW(g) 12 421.3±21.67 500±29.982) 432.7±22.644) 435.8±14.624) 431.2±21.654)FINS(mIU/L) 8 8.99±3.88 42.65±20.782) 18.33±10.414) 15.75±11.974) 20.05±14.824)FPG(mmol/L) 8 3.71±0.48 5.17±0.502) 4.94±0.382) 4.21±0.521),4) 4.64±0.282),3)GIR[mg/(kg·min)]422.13±2.029.03±0.852)14.38±1.572),4)18.39±1.802),4)16.80±1.622),4)FFA(μmmol/L) 8 516.17±212.34 1 152.45±415.922) 797.76±243.843) 796.27±372.403) 659.05±300.104)TG(mmol/L) 8 0.77±0.23 1.86±0.062) 1.05±0.194) 1.13±0.221),4) 0.15±0.074)TC(mmol/L) 8 1.01±0.33 1.72±0.532) 1.36±0.28 1.36±0.34 1.28±0.263)LDL-C(mmol/L) 8 0.19±0.08 0.54±0.282) 0.38±0.121) 0.36±0.131),3) 0.37±0.101),3)HDL-C(mmol/L) 8 0.16±0.031 0.06±0.0232) 0.15±0.0244) 0.13±0.0194) 0.16±0.0264)
HF組大鼠的血壓水平明顯高于NC組(P<0.01)。T組和F+T組血壓與HF組比較明顯降低(P<0.01);F組血壓有所降低,但與HF組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。各組之間平均心率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)果見表2。
HF組大鼠的附睪和腎周脂肪質(zhì)量均明顯高于NC組(P<0.01)。藥物干預(yù)后3組大鼠的附睪和腎周脂肪質(zhì)量與HF組比較顯著下降(P<0.01)。結(jié)果見表3。
表2 5組大鼠收縮壓、舒張壓和心率的比較(±s)Tab.2 Comparison of SBP,DBP and HR in 5 groups(±s)
表2 5組大鼠收縮壓、舒張壓和心率的比較(±s)Tab.2 Comparison of SBP,DBP and HR in 5 groups(±s)
Compared with group NC,1)P < 0.05,2)P < 0.01;compared with group HF,3)P < 0.05,4)P < 0.01.
Item NC HF F T F+T SBP(mmHg) 77.7±6.99 125.49±21.572) 106.07±8.231) 89.80±13.014) 88.24±16.364)DBP(mmHg) 57.45±2.49 106.60±18.692) 85.62±21.331) 68.19±14.744) 63.12±20.234)HR(beat/min) 328.6±74.43 349.3±29.11 366.1±53.11 339.1±108.72 375.3±44.05
表3 5組大鼠附睪脂肪與腎周圍脂肪質(zhì)量比較(±s)Tab.3 Comparison of the weight of epididymal fat and perirenal fat in 5 groups(±s)
表3 5組大鼠附睪脂肪與腎周圍脂肪質(zhì)量比較(±s)Tab.3 Comparison of the weight of epididymal fat and perirenal fat in 5 groups(±s)
Compared with group NC,1)P < 0.05,2)P < 0.01;compared with Group HF,3)P < 0.05,4)P < 0.01.
Item NC HF F T F+T Testicular fat(g)9.18±1.5715.25±1.182)11.62±2.022),4)11.44±0.772),4)10.74±1.331),4)Fat around kidney(g) 9.79±1.08 14.45±3.542) 10.54±3.024) 9.80±2.284) 10.14±2.364)
代謝綜合征是糖耐量減低、高血壓、血脂代謝障礙、高胰島素血癥、IR和肥胖等一系列心血管危險(xiǎn)因素集中表現(xiàn)的一種臨床綜合征,基本的病理特征是IR。高脂肪攝入是引發(fā)肥胖的主要因素,給予實(shí)驗(yàn)大鼠高脂飲食能夠建立起模擬人類代謝綜合征的模型。本研究表明,高脂飲食使Wistar大鼠體質(zhì)量增加的程度明顯快于普通飲食喂養(yǎng)的大鼠。在喂養(yǎng)的第4周末,2組間體質(zhì)量即出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[(277.5±14.18)g vs(292.2±13.77)g,P<0.01],這種差異持續(xù)到實(shí)驗(yàn)的全過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)采用高胰島素-正常葡萄糖鉗夾技術(shù)對模型進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn),HF組大鼠GIR明顯降低;通過測定頸動(dòng)脈血壓發(fā)現(xiàn)HF組大鼠血壓明顯增高;血清學(xué)指標(biāo)FPG、FINS、FFA、TG、TC、LDL-C水平明顯增高而HDL-C水平下降,提示高脂飲食喂養(yǎng)大鼠已經(jīng)具備IR代謝綜合征的特征,成為穩(wěn)定可靠的IR動(dòng)物模型。關(guān)于成模時(shí)間,不同的實(shí)驗(yàn)因選用的動(dòng)物品系和高脂飼料的不同而有所差異,但一般普通Wistar或SD大鼠在3~6周后即可出現(xiàn)基本的IR特征。本研究顯示,高脂飲食喂養(yǎng)的大鼠第10周時(shí)出現(xiàn)了明顯的IR特征,但此時(shí)空腹血糖在HF組明顯高于NC組,顯然血糖正常而血清胰島素濃度開始增高出現(xiàn)的時(shí)間在10周之前。
過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs)是配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子,在調(diào)節(jié)糖、脂肪等能量代謝發(fā)揮著重要的作用。非諾貝特是PPARα的激動(dòng)劑,直接通過增加基因轉(zhuǎn)錄而增加脂蛋白脂肪酶(LPL)活性,降低血液循環(huán)中的TG水平,間接通過降低載脂蛋白C-Ⅲ來增加LPL活性,上調(diào)載脂蛋白A-I和A-Ⅱ來增加血循環(huán)中的HDL-C水平。非諾貝特除了降脂作用外,還能夠改善 IR[6,7],在不影響熱量攝入的情況下,防止高脂飼料喂養(yǎng)引起的IR動(dòng)物模型體質(zhì)量增加[8]。本研究觀察到,非諾貝特處理后高脂飲食大鼠血清 FINS、TG、FFA 水平降低,GIR、HDL-C顯著升高,同時(shí)大鼠體質(zhì)量增長明顯減緩,內(nèi)臟脂肪減少,胰島素敏感性增加,IR得到改善,與Ferreira等[9]的研究結(jié)果相似。
替米沙坦是血管緊張素Ⅱ1型受體(AT1R)阻斷劑(ARBs),是選擇性PPARγ激動(dòng)劑?;A(chǔ)研究表明,替米沙坦在大鼠中通過減弱炎性反應(yīng)來對抗IR[10]。本研究中替米沙坦降低了IR大鼠PFG、FINS、FFA、TG 水平,升高 GIR、HDL-C,改善 IR,支持Vitale等[11]的研究結(jié)論。替米沙坦在改善IR的同時(shí)還能減輕體質(zhì)量,減少內(nèi)臟脂肪,這一點(diǎn)與噻唑烷二酮類(TZDs)不同。TZDs是完全的PPARγ激動(dòng)劑,在改善IR同時(shí)能明顯增加體質(zhì)量。其原因可能是激活PPARγ后兩者調(diào)控的靶基因不同所致。
非諾貝特和替米沙坦聯(lián)合應(yīng)用是將PPARα與PPARγ激動(dòng)劑共同干預(yù)大鼠的IR狀態(tài)。Bhalodia等[12]對大鼠的腎臟缺血再灌注損傷的研究中,非諾貝特和替米沙坦聯(lián)合應(yīng)用可協(xié)同增強(qiáng)PPAR的激活。本研究觀察到聯(lián)合應(yīng)用可以明顯降低大鼠體質(zhì)量、FPG、FINS、FFA、TG、TC,顯著提高 GIR、HDL-C。PPARα激動(dòng)劑可加速膽固醇向HDL-C轉(zhuǎn)運(yùn),PPARγ激動(dòng)劑可促進(jìn)巨噬泡沫細(xì)胞中膽固醇的溢出,隨即由HDL-C運(yùn)輸至肝臟處理[13],從而降低循環(huán)中的膽固醇濃度。本研究中單獨(dú)應(yīng)用非諾貝特和替米沙坦時(shí)對TC雖然有所降低,但與HF組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,聯(lián)合應(yīng)用后卻明顯降低了膽固醇水平,顯示出兩種藥物降低膽固醇的疊加作用。單獨(dú)應(yīng)用非諾貝特和替米沙坦均顯著提高GIR,聯(lián)合用藥后GIR改善程度較單獨(dú)應(yīng)用替米沙坦增高而較單獨(dú)應(yīng)用非諾貝特降低,但3組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。非諾貝特可降低血壓,替米沙坦亦降低血壓,兩藥聯(lián)合應(yīng)用后血壓明顯降低??傊?,本研究表明,聯(lián)合應(yīng)用非諾貝特和替米沙坦能夠明顯減輕機(jī)體脂質(zhì)代謝紊亂,促進(jìn)游離脂肪酸的吸收和分解,降低血漿甘油三酯及總膽固醇水平,降低血壓,并且不增加體質(zhì)量,能夠更好地改善IR,為臨床合理聯(lián)合用藥提供了理論依據(jù)。
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中國醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)2012年10期