動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是高血壓、冠心病等多種心腦血管系統(tǒng)疾病共同的病理基礎,而血脂代謝紊亂和血液流變學改變是其重要的發(fā)病機制[1]。熊果酸(ursolic acid,UA)又叫烏索酸,化學名:3- hydroxy- 12- ursen- 28- oic acid,是一種具有抗氧化、抗炎、降血脂等多種藥理學作用的五環(huán)三萜類化合物[2- 4]。本實驗通過高脂飼料喂養(yǎng)結(jié)合腹腔注射VD3方法建立AS大鼠模型并同步給予UA進行干預,研究UA對AS大鼠血脂和血液流變學的影響及其對AS大鼠的保護作用。
1.1 藥物與主要試劑 UA購自陜西慧科植物開發(fā)有限公司(純度≥98%);辛伐他汀片購自山東方明藥業(yè)股份有限公司;血脂檢測試劑盒購自深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司;HE試劑盒購自北京博奧森科技有限公司。
1.2 實驗動物 實驗用SD大鼠(雄性,清潔級,鼠齡6周齡,體重180 g~220 g)購自河北省實驗動物中心,許可證號:SCXK(冀)2013- 1- 003。
1.3 實驗方法
1.3.1 AS大鼠模型的制備、分組與給藥 參照楊宏輝等[5]報道的實驗方法制備AS大鼠模型:除正常對照組外,其余各組大鼠均通過喂養(yǎng)高脂飼料結(jié)合腹腔注射VD3方法建立早期AS大鼠模型,共12周;取100只模型大鼠隨機分為模型組、UA 10 mg/(kg·d)組、20 mg/(kg·d)組、40 mg/(kg·d)組和辛伐他汀(SV)1.8 mg/(kg·d)組,各治療組與造模過程同步開始灌胃給藥(12周),正常對照組和模型組灌胃給予等體積生理鹽水。
1.3.2 心臟指數(shù)(CI)測定 分別稱量各組大鼠體重,麻醉后開胸摘取心臟組織并稱其重量,各組大鼠分別取平均值,計算CI:CI(%)=(心臟質(zhì)量/體重)×100%。
1.3.3 生化指標檢測 麻醉后開腹并經(jīng)腹主動脈取血,離心1 500 r/min,10 min后取血清,通過全自動生化分析儀測定血清總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL- C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL- C)水平。
1.3.4 血液流變學和血流動力學指標檢測 麻醉后開腹并經(jīng)腹主動脈取血,加入肝素抗凝,通過LBY- N6型血液流變儀(北京普利生公司生產(chǎn))檢測血液流變學指標[全血黏度(低切、中切、高切)、血漿黏度、血細胞比容和血小板黏附率]。游離右側(cè)頸總動脈,左心室插管,通過MS4000U- 1C生物信號記錄系統(tǒng)(廣州市龍飛達科技有限公司)監(jiān)測血流動力學指標[心室內(nèi)壓最大上升速率(lv+dp/dtmax)和心室內(nèi)壓達峰時間(t- dp/dtmax)]。
1.3.5 主動脈形態(tài)結(jié)構(gòu)改變的觀察及病變分級 麻醉后剝離全長主動脈,經(jīng)4%多聚甲醛溶液固定、常規(guī)脫水、石蠟包埋、切片、常規(guī)HE染色、復染和封片處理后,通過顯微鏡觀察主動脈形態(tài)結(jié)構(gòu)改變;參照王偉等[6]報道主動脈病變標準進行病變分級(0級~3級)。
2.1 各組大鼠CI測定比較 模型組大鼠CI較正常對照組顯著升高(P<0.01);與模型組比較,經(jīng)UA 20 mg/(kg·d)、40 mg/(kg·d)預處理能顯著降低AS大鼠CI(P<0.05或P<0.01)。詳見表1。
表1 各組大鼠CI測定比較(±s) %
2.2 各組大鼠血脂水平比較 模型組大鼠血清TC、TG、LDL- C含量水平較正常對照組顯著升高,HDL- C含量水平顯著降低(P<0.01);與模型組比較,經(jīng)UA 20 mg/(kg·d)、40 mg/(kg·d)預處理能顯著降低AS大鼠血清TC、TG、LDL- C含量(P<0.05或P<0.01),經(jīng)UA 40 mg/(kg·d)預處理能顯著升高HDL- C含量(P<0.05)。詳見表2。
表2 各組大鼠血脂水平比較(±s) mmol/L
2.3 各組大鼠血液流變學指標比較 模型組大鼠血液流變學各檢測指標較正常對照組均顯著升高(P<0.05或P<0.01);與模型組比較,經(jīng)UA 20 mg/(kg·d)、40 mg/(kg·d)預處理能顯著降低AS大鼠血漿黏度和血細胞比容(P<0.05或P<0.01),經(jīng)UA 40 mg/(kg·d)預處理能顯著降低全血黏度(低切、中切、高切)和血小板黏附率(P<0.05或P<0.01)。詳見表3。
表3 各組大鼠血液流變學指標比較(±s)
2.4 各組大鼠血流動力學指標比較 模型組大鼠lv+dp/dtmax較正常對照組顯著降低、t- dp/dtmax顯著增加(P<0.01);與模型組比較,經(jīng)UA 20 mg/(kg·d)、40 mg/(kg·d)預處理能顯著提高AS大鼠lv+dp/dtmax并顯著縮短t- dp/dtmax(P<0.05或P<0.01)。詳見表4。
表4 各組大鼠血流動力學指標比較(±s)
2.5 主動脈形態(tài)結(jié)構(gòu)改變及病變分級檢測結(jié)果 顯微鏡觀察HE染色病理切片顯示:模型組大鼠主動脈較正常對照組呈現(xiàn)內(nèi)皮細胞受損、慢性炎癥病變、泡沫細胞形成并伴有粥樣硬化斑塊形成等明顯病理性形態(tài)結(jié)構(gòu)改變;與模型組比較發(fā)現(xiàn),經(jīng)UA預處理能明顯減輕AS病變程度,且UA該作用具有一定的劑量依賴性,UA40 mg/(kg·d)組效果顯著。詳見圖1。主動脈病變分級結(jié)果顯示:模型組大鼠主動脈病變2級及以上共17例(85%),病變分級較正常對照組顯著升高(P<0.01);UA 40 mg/(kg·d)組和SV 1.8 mg/(kg·d)組主動脈病變分級較模型組均顯著降低(P<0.01)。詳見表5。
A為正常對照組;B為模型組;C為UA 10 mg/(kg·d)組;D為UA 20 mg/(kg·d)組;E為UA 40 mg/(kg·d)組;F為SV 1.8 mg/(kg·d)組。
表5 各組大鼠主動脈病變分級
血脂代謝紊亂及由其引發(fā)的血液流變學指標改變是AS疾病發(fā)生發(fā)展的重要病理機制[1,7- 8]。血脂水平升高導致血液黏稠度升高,影響血液流變學指標和血流動力學指標[7];且血脂代謝紊亂導致血管內(nèi)膜脂質(zhì)沉積、形成“斑塊”而逐漸發(fā)展成為AS[8]。既往藥理研究發(fā)現(xiàn),通過藥物調(diào)節(jié)血脂及改善血液流變學可有效緩解AS疾病的發(fā)生和發(fā)展[9- 10]。
血清TC、TG、LDL- C、HDL- C水平是臨床血脂分析的常用指標,其中TG、LDL- C水平增高損害血管內(nèi)皮光滑性,增加引發(fā)AS甚至誘發(fā)急性心肌梗死的危險性;HDL- C可促進TC代謝表現(xiàn)為對機體的保護作用。血脂在AS的形成和發(fā)展中扮演重要角色[11],在AS和心腦血管各種疾病發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。人體血漿脂質(zhì)由TC、TG、磷脂和游離脂肪酸構(gòu)成,若血脂過多,造成脂質(zhì)代謝紊亂,血液黏稠度增高,脂類物質(zhì)在血管壁內(nèi)膜沉積,逐漸形成小“斑塊”,形成AS。主要機制是附著于紅細胞膜中的TG、TC含量增加促使紅細胞硬化,影響紅細胞變形能力,紅細胞攜氧與釋放速度變慢,增加血流黏稠性,致使細胞膜流動性下降,造成血液流變學指標明顯異常[12]。因此,血脂含量和血液流變學是觀察藥物抗AS作用的重要指標。病理生理學研究發(fā)現(xiàn),AS發(fā)生及進展程度與血漿TC、TG、LDL- C含量密切相關[13- 14]。王燕[15]研究發(fā)現(xiàn),血液TC、TG含量增加將附著于紅細胞膜而導致紅細胞膜硬化,影響紅細胞的變形能力,導致細胞膜流動性下降,引起血液流變學指標異常,這可能是導致AS疾病發(fā)生的重要病理機制之一[16]。
UA是一種具有多種藥理學作用的五環(huán)三萜類化合物[2- 4],本研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)UA預處理能有效降低AS大鼠CI,抑制主動脈病變,改善血清血脂指標(降低TC、TG、LDL- C含量,并提高HDL- C含量),改善血液流變學指標(降低全血黏度、血漿黏度、白細胞比容、血小板黏附率),改善血流動力學指標(提高Iv+dp/dtmax、縮短t- dp/dtmax),提示UA能通過調(diào)節(jié)血脂及改善血液流變學、血流動力學而對AS起到一定的防治作用。