林基偉, 劉新輝, 吳海濱, 宋曉容, 程波敏, 古煬暉, 汪棟材
(1.深圳市中醫(yī)院治未病中心,廣東深圳 518000;2.深圳市中醫(yī)院腎病科,廣東深圳,518000;3.深圳市中醫(yī)院心血管科,廣東深圳 518000)
心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)是慢性腎臟?。╟hronic kidney disease,CKD)患者最常見的死因[1,2]。臨床研究表明,CKD患心血管疾病的風險顯著升高,其部分原因可能是過度的血管(動脈)鈣化(vascular calcification,VC)。目前針對血管鈣化尚無特異性療法,一般采取相應措施建立凈鈣平衡,但尚無質(zhì)量良好的數(shù)據(jù)表明此類操作可減輕血管鈣化。中醫(yī)藥在治療和延緩血管鈣化方面具有一定的療效。黃芪和丹參是中醫(yī)臨床治療心血管疾病的常用藥對。黃芪益氣補虛,側重扶正固本,丹參專攻活血化瘀,兩者配伍與中醫(yī)學“氣為血之帥”、“血為氣之母”等理論相吻合,起到協(xié)同作用。有研究表明,這2味中藥的有效成分在心血管系統(tǒng)方面均有一定的藥理學效用,其中黃芪皂苷[3]能夠減輕鈣化大鼠血管脂質(zhì)過氧化損傷及血管平滑肌細胞凋亡,丹參酮[4]可通過調(diào)控FGF23-Klotho軸改善動脈內(nèi)膜中層厚度,抑制血管鈣化。本研究通過構建腺嘌呤誘導慢性腎功能衰竭(chronic renal failure,CRF;以下簡稱“腎衰”)大鼠模型,觀察黃芪—丹參配伍對其心血管鈣化變化的影響,從而了解黃芪—丹參對腎衰大鼠的腎臟、心血管病變的調(diào)控作用,以期探索早中期CKD并發(fā)CVD的有效中醫(yī)藥防治措施,對改善慢性腎衰疾病的預后有重要意義,現(xiàn)將研究結果報道如下。
1.1實驗動物SPF級8周齡雄性大鼠25只,體質(zhì)量180~220 g,由廣東省醫(yī)學實驗動物中心提供,動物質(zhì)量合格證號:SCXK(粵)2013-0002。飼養(yǎng)大鼠于廣州中醫(yī)藥大學第四臨床醫(yī)學院,飼養(yǎng)條件:12 h光照,室溫20~25℃,相對濕度50%~70%,自由攝水、飲食。飼料[含腺嘌呤0.75%(質(zhì)量分數(shù))]購自廣東省醫(yī)學實驗動物中心。
1.2實驗藥物黃芪—丹參水煎提取液(黃芪與丹參的比例為2∶1),由深圳市中醫(yī)院中藥制劑中心提供。培哚普利叔丁胺片(施維雅天津制藥有限公司,批號:H20034053)。
1.3試劑與儀器丙氨酸氨基轉移酶(ALT)測定試劑盒、天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)測定試劑盒、血肌酐(SCr)測定試劑盒、血尿酸(SUA)測定試劑盒、鈣(Ca2+)測定試劑盒及堿性磷酸酶(ALP)測定試劑盒(長春匯力生物技術有限公司);大鼠成纖維細胞生長因子23(FGF-23)酶聯(lián)免疫吸附分析(ELISA)檢測試劑盒(上海江萊生物科技有限公司)。電子天平[梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司];超聲細胞粉碎機(寧波新芝生物科技股份有限公司);臺式高速冷凍離心機[Heal Force(上海)有限公司];純水儀(青島富勒姆科技有限公司);超低溫冰箱(青島海爾股份有限公司);水浴鍋(姜堰市天力醫(yī)療器械廠有限公司);渦旋混合器、全自動研磨儀(武漢賽維爾生物科技有限公司);酶標檢測儀(美國BioTek公司);RT-6100酶標分析儀、全自動生化分析儀(深圳雷杜生命科技有限公司)。
1.4動物分組、造模及給藥干預所有大鼠適應性喂養(yǎng)1周后,將25只大鼠根據(jù)體質(zhì)量隨機分為5組,即空白組、模型組、培哚普利組、黃芪—丹參低劑量組、黃芪—丹參高劑量組,每組5只。參照Thakur R等[5]的研究方法復制腎衰大鼠模型,預實驗結果顯示,SCr水平升高。各造模組大鼠喂食含質(zhì)量分數(shù)為0.75%腺嘌呤的飼料,持續(xù)4周;空白組以基礎飼料喂養(yǎng)。各給藥組在造模同時開始給藥干預。按照大鼠與人等效劑量換算各給藥組劑量:培哚普利組給予培哚普利叔丁胺片(劑量為0.42 mg·kg-1·d-1)灌胃,黃芪—丹參低劑量組給予黃芪—丹參水煎提取液(劑量為1.0 g·kg-1·d-1)灌胃,黃芪—丹參高劑量組組給予黃芪—丹參水煎提取液(劑量為4.0 g·kg-1·d-1)灌胃。持續(xù)4周。
1.5觀察指標與方法
1.5.1 體質(zhì)量、左心室指數(shù) 干預4周后,對大鼠麻醉后稱量體質(zhì)量。開胸剪取心臟,用4℃預冷生理鹽水沖洗血污,濾紙吸干后稱全心質(zhì)量;去除心房、大血管和右心室游離壁,分離左心室,稱量左心室質(zhì)量,計算左心室指數(shù),評判左心室重構程度,了解腎臟損傷后繼發(fā)的心臟結構代償反應。左心室指數(shù)(w)=左心室質(zhì)量(g)/心臟質(zhì)量(g)。
1.5.2 肝腎功能及血尿酸檢測 采用全自動生化儀器檢測大鼠肝腎功能(ALT、AST、SCr及SUA)。ALT及AST檢測方法為速率法,檢測波長340 nm。SCr檢測方法為終點法,檢測波長630 nm。SUA檢測方法為終點法,檢測波長為510 nm。通過檢測ALT、AST、SCr及SUA,評估腺嘌呤對大鼠肝、腎功能的損傷程度。
1.5.3 主動脈組織Ca2+、ALP含量檢測 取適量大鼠胸腔降主動脈組織,用9倍生理鹽水研磨,然后將研磨液3 000~4 000 r/min離心10 min,取上清檢測。終點法檢測Ca2+,檢測波長為660 nm。速率法檢測ALP,檢測波長為405 nm。
1.5.4 血清FGF-23檢測 具體步驟按照FGF-23 ELISA檢測試劑盒說明書進行操作:①加樣:分別設空白孔、標準孔、待測樣品孔,空白對照孔不加樣品及酶標試劑,其余各步操作相同。在酶標包被板上標準品準確加樣50 μL,待測樣品孔中先加樣品稀釋液40 μL,然后再加待測樣品10 μL(樣品最終稀釋度為5倍)。加樣時,將樣品加于酶標板孔底部,盡量不觸及孔壁,輕輕晃動混勻。②溫育:用封板膜封板后置37℃溫育30 min。③配液:將30倍濃縮洗滌液用蒸餾水30倍稀釋后備用。④洗滌:小心揭掉封板膜,棄去液體,甩干,每孔加滿洗滌液,靜置30 s后棄去,如此重復5次,拍干。⑤加酶:每孔加入酶標試劑50 μL,空白孔除外。⑥顯色:每孔先加入顯色劑A 50 μL,再加入顯色劑B 50 μL,輕輕震蕩混勻,37℃避光顯色10 min。⑦終止:每孔加終止液50 μL,終止反應(此時藍色立轉黃色)。⑧測定:以空白孔調(diào)零,450 nm波長依序測量各孔的吸光度[D(λ)]。在加終止液后15 min以內(nèi)進行測定。
1.6統(tǒng)計方法采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,多組資料比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD法。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1各組大鼠一般狀況比較對各組大鼠進行相應的4周干預后,模型組大鼠食欲有所減退,皮毛光澤度明顯下降,神態(tài)倦怠,活動減少。黃芪—丹參干預組的大鼠一般情況較前好轉,較為活躍。空白組大鼠活動、飲食基本正常。體質(zhì)量比較結果顯示:與空白組比較,其余各組大鼠體質(zhì)量均降低(P<0.05);與模型組比較,各給藥組大鼠體質(zhì)量均無明顯變化(P>0.05)。左心室指數(shù)結果顯示:與空白組比較,模型組大鼠左心室指數(shù)明顯升高(P<0.05);與模型組比較,培哚普利組左心室指數(shù)明顯降低(P<0.05),黃芪—丹參高、低劑量組左心室指數(shù)無顯著性差異(P>0.05)。見表1。
表1 各組大鼠體質(zhì)量、左心室指數(shù)比較Table 1 Comparison of the body mass and the left ventricle index in various groups (±s)
表1 各組大鼠體質(zhì)量、左心室指數(shù)比較Table 1 Comparison of the body mass and the left ventricle index in various groups (±s)
①P<0.05,與空白組比較;②P<0.05,與模型組比較
組別空白組模型組培哚普利組黃芪—丹參低劑量組黃芪—丹參高劑量組左心室指數(shù)[w/(g·g-1)]0.588±0.055 0.669±0.028①0.592±0.488②0.666±0.024 0.670±0.029 N 5 5 5 5 5 4周后體質(zhì)量(m/g)365.20±15.96 262.00±14.34①259.00±15.28①273.40±14.81①272.40±14.45①
2.2各組大鼠肝腎功能及SUA水平比較表2結果顯示:與空白組比較,其他各組大鼠ALT、AST、SUA均無顯著性差異(P>0.05)。與空白組比較,模型組大鼠SCr水平顯著升高(P<0.05);與模型組比較,黃芪—丹參高、低劑量組及培哚普利組大鼠SCr水平顯著降低(P<0.05);與培哚普利組比較,黃芪—丹參高劑量組SCr水平顯著降低(P<0.05)。
2.3各組大鼠主動脈組織Ca2+、ALP含量比較表3結果顯示:與空白組比較,模型組大鼠主動脈組織Ca2+含量明顯降低(P<0.05);與模型組比較,黃芪—丹參高、低劑量組及培哚普利組Ca2+含量無顯著差異(P>0.05)。與空白組比較,模型組大鼠主動脈組織ALP含量明顯升高(P<0.05);與模型組比較,黃芪—丹參高、低劑量組及培哚普利組ALP含量明顯降低(P<0.05);與培哚普利組比較,黃芪—丹參高、低劑量組ALP含量顯著升高。
表2 各組大鼠肝腎功能及SUA水平比較Table 2 Comparison of hepatorenal function indexes and SUA level in various groups (±s)
表2 各組大鼠肝腎功能及SUA水平比較Table 2 Comparison of hepatorenal function indexes and SUA level in various groups (±s)
①P<0.05,與空白組比較;②P<0.05,與模型組比較;③P<0.05,與培哚普利組比較
組別空白組模型組培哚普利組黃芪—丹參低劑量組黃芪—丹參高劑量組SUA[c/(μmol·L-1)]143.82±17.54 178.34±65.59 192.60±42.94 131.62±7.88 129.27±5.36 N55555 AST[J/(U·L-1)]95.66±14.09 88.53±11.12 91.21±12.17 77.06±7.95 77.86±10.76 ALT[J/(U·L-1)]29.52±3.78 26.50±5.65 28.83±12.08 26.33±5.68 22.34±3.26 SCr[c/(μmol·L-1)]121.83±16.16 308.85±73.14①241.17±15.09②201.20±28.82②161.65± 10.68②③
表3 各組大鼠主動脈組織Ca2+、ALP含量比較Table 3 Comparison of the contents of Ca2+and ALP in aortic tissues of various groups (±s)
表3 各組大鼠主動脈組織Ca2+、ALP含量比較Table 3 Comparison of the contents of Ca2+and ALP in aortic tissues of various groups (±s)
①P<0.05,與空白組比較;②P<0.05,與模型組比較;③P<0.05,與培哚普利組比較
ALP[J/(U·g-1)]231.38±103.89 442.11±93.09①124.46±65.35②268.48± 64.15②③272.77± 52.94②③組別空白組模型組培哚普利組黃芪—丹參低劑量組黃芪—丹參高劑量組N 5 55 5 5 Ca2+[b/(mmol·g-1)]3.84±0.35 3.00±0.56①2.49±0.50①2.78±0.40①2.98±0.55①
2.4各組大鼠血清FGF-23水平比較表4結果顯示:與空白組比較,模型組大鼠血清FGF-23水平顯著升高(P<0.05);與模型組比較,黃芪—丹參高、低劑量組及培哚普利組血清FGF-23水平顯著降低(P<0.05);與培哚普利組比較,黃芪—丹參高、低劑量組血清FGF-23水平明顯降低(P<0.05)。
表4 各組大鼠血清FGF-23水平比較Table 4 Comparison of serum FGF-23 levels in various groups (±s)
表4 各組大鼠血清FGF-23水平比較Table 4 Comparison of serum FGF-23 levels in various groups (±s)
①P<0.05,與空白組比較;②P<0.05,與模型組比較;③P<0.05,與培哚普利組比較
FGF-23[(ρ/(pg·mL-1)]43.83±8.84 107.11±4.54①86.54±9.43②69.26± 4.79②③53.94± 7.88②③組別空白組模型組培哚普利組黃芪—丹參低劑量組黃芪—丹參高劑量組N55555
慢性腎臟?。–KD)患者早期即可出現(xiàn)礦物質(zhì)代謝和骨結構改變。其并發(fā)血管和其他軟組織鈣化時,符合慢性腎臟病礦物質(zhì)和骨異常(CKDMBD)診斷。與血管鈣化相關聯(lián)的系列并發(fā)癥是CKD患者的主要死因。積極干預鈣化危險因素,對于減少CKD患者心血管事件發(fā)生,提高生活質(zhì)量有重要意義[6]。目前,現(xiàn)代醫(yī)學對于CKD繼發(fā)的血管鈣化尚無特異性治療方法。黃芪—丹參是防治心血管系統(tǒng)疾病的有效藥對[7]。有研究表明,黃芪注射液聯(lián)合復方丹參注射液治療心力衰竭患者有較好的臨床療效[8];黃芪—丹參藥物組合能夠有效抑制脈粥樣硬化模型大鼠主動脈病變[9]。因此,本研究進一步觀察黃芪—丹參藥對腎衰大鼠血管鈣化的影響,以了解益氣通絡藥物對腎臟、心血管病變的調(diào)控作用,探索早中期CKD并發(fā)CVD的有效中醫(yī)藥防治措施。
本研究采用腺嘌呤喂飼法誘導腎衰大鼠模型,結果顯示模型組大鼠SCr值較空白組顯著升高,與既往報道結果[5]相一致;此外,一般指標結果提示,模型大鼠的體質(zhì)量較空白組明顯下降,左心室質(zhì)量分數(shù)明顯增高,亦與腎衰疾病指標相符合,均提示腎衰大鼠造模成功。經(jīng)黃芪—丹參干預后,腎衰大鼠的SCr水平顯著降低,表明黃芪—丹參配伍能有效改善腎衰大鼠腎功能。肝功能結果顯示,腺嘌呤誘導的腎衰大鼠肝臟功能未見明顯受損,提示可排除循環(huán)系統(tǒng)損傷是由肝功能衰竭引起。
在血管鈣化方面,腎衰模型大鼠主動脈Ca2+含量均表現(xiàn)為不同程度的降低,這與慢性腎衰病情變化特點相一致。在CKD臨床病程中,早期由于磷酸鹽潴留、骨化三醇濃度降低以及骨對PTH的血Ca2+調(diào)節(jié)作用的抵抗,導致人體Ca2+濃度降低[10]。循環(huán)總Ca2+量的降低,導致組織間的鈣池含量向循環(huán)池轉移,主動脈Ca2+含量也相應地降低。但本研究結果并無顯見的Ca2+沉積指標,既往有研究提示,主動脈完全鈣化沉積較周圍血管鈣化需要更長的腺嘌呤誘導時間[11],那么,本次研究應用腺嘌呤雖已經(jīng)成功誘導大鼠腎衰模型,但若觀察腎衰繼發(fā)主動脈鈣化模型則可能需要延長造模時間。另外,本研究結果顯示,各治療組主動脈Ca2+含量組間比較未見到明顯差異,推測其可能與大鼠CKD早期狀態(tài)即進行藥物干預有關。
既往國外文獻報道,機體不斷增進的鈣化過程與高度活性的ALP有一定相關性[12]。在此次研究中,模型大鼠ALP水平較其他各組顯著增高,該結果與文獻[13]報道相一致。培哚普利、黃芪—丹參配伍治療均能有效降低大鼠的ALP水平。既往相關研究[14]提示,腎病疾病的血管鈣化組織,ALP的高表達可能與微炎癥狀態(tài)有關。
FGF-23是目前血管鈣化研究的熱點。FGF-23是一種在血清磷酸鹽濃度的控制中起關鍵作用的循環(huán)肽[15],是由人體骨細胞和成骨細胞在骨化三醇、磷酸鹽負荷、PTH和Ca2+的作用下分泌的[16]。FGF-23作為CKD-MBD的敏感指標,是CKDMBD早期可檢測的生物標志物之一[17],F(xiàn)GF-23較其他主動脈Ca2+含量變化更加明顯,F(xiàn)GF-23水平增加可在血清Ca2+、磷(P)改變之前出現(xiàn)。在CKD患者中,F(xiàn)GF-23水平與心血管疾病風險和死亡率增加有關[18]。本次研究結果顯示,模型組血清FGF-23表達較空白組明顯增加。既往有研究表明,腎臟在FGF-23的代謝中起著關鍵作用[19]。血FGF-23濃度的增加,可能因為CKD腎功能的減退,導致對FGF-23的清除減少所致[20]。而黃芪—丹參低、高劑量組及培哚普利組均能夠降低腎衰大鼠血清FGF-23水平,且高劑量的黃芪—丹參配伍降低FGF-23效果更明顯。
綜上所述,本研究結果提示黃芪—丹參藥對配伍能有效降低腎衰大鼠血清SCr、FGF-23水平。但因時間有限,本研究存在一些不足:①腺嘌呤誘導時間短,故腎衰動物模型未出現(xiàn)主動脈Ca2+沉積的病理表現(xiàn);②干預時間短,故各治療組與模型組組間比較,Ca2+含量檢測未見顯著性差異,下一步研究有待延長黃芪—丹參藥對的干預時間。血清FGF-23正成為治療CKD-MBD的一個潛在靶目標。目前針對FGF-23尚無確切藥物。本研究顯示黃芪—丹參組合可下調(diào)FGF-23表達,故本課題組有待下一步針對FGF-23調(diào)控通路深入探討和研究黃芪—丹參組合相關血管鈣化的機制。