吳剛強,毛 葉,溫小鳳,譚 軍,卜獻春,朱勝偉
近年來,隨著人們生活方式的改變,糖尿病的發(fā)病率在全球呈現(xiàn)逐年上升趨勢。預(yù)計至2045年,世界糖尿病人口的數(shù)量將達到6.93億人[1]。糖尿病心肌病是糖尿病的一種血管并發(fā)癥,與糖尿病病人心力衰竭的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),其病理表現(xiàn)為心肌間質(zhì)和周圍血管的纖維化。糖尿病心肌病是導(dǎo)致糖尿病病人死亡率增高的一項重要原因,因此,如何有效地預(yù)防和逆轉(zhuǎn)心肌纖維化已成為治療糖尿病心肌病的一項重大課題。本研究旨在觀察中藥滋膵通脈飲對糖尿病心肌病大鼠血糖、胰島素抵抗和心肌重構(gòu)的作用,為糖尿病心肌病的防治提供新思路。
1.1 實驗動物 70只清潔級SD大鼠,體重200~220 g,由湖南中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心提供,許可證號SCXK(湘)2016-0002~2019-0004,常規(guī)條件飼養(yǎng),室溫20~27 ℃,濕度50%~60%。
1.2 動物造模 70只SD大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,隨機抽取10只作為空白對照組,采用普通飼料喂養(yǎng)。剩余60只用于造模,采用高脂飼料飲食(豬油10%、膽固醇2%、膽酸鹽0.5%、蔗糖20%、普通飼料67.5%)連續(xù)喂養(yǎng)4周,建立胰島素抵抗模型。60只模型大鼠隔夜禁食(不禁水)12h以上,將配好的鏈脲佐菌素(STZ)加入0.1 mmol/L、pH 4.3的檸檬酸-檸檬酸三鈉緩沖液中,配置成2%的濃度,將其以30 mg/kg單次注入大鼠腹腔內(nèi),建立2型糖尿病大鼠模型??瞻讓φ战M予以腹腔注射等量檸檬酸-檸檬酸三鈉緩沖液。造模3 d后大鼠禁食(不禁水)8 h以上,采集大鼠尾靜脈血,檢測空腹血糖,若空腹血糖>11.1 mmol/L為模型制備成功[2]。造模成功后大鼠繼續(xù)給予高脂飲食飼養(yǎng)2周以強化胰島素抵抗模型[3]。造模過程中死亡14只,剩余46只。
1.3 藥物 ①滋膵通脈飲:主要由黃芪、生地、麥冬、玄參、山茱萸、天花粉、地龍、生蒲黃、丹參、川芎、鬼箭羽、全蝎、水蛭、僵蠶、山楂等藥物組成,主要功效為益氣養(yǎng)陰、活血通絡(luò)。將黃芪、生地、麥冬、玄參、山茱萸、天花粉、地龍、生蒲黃、丹參、川芎、鬼箭羽、全蝎、水蛭、僵蠶、山楂按照適當比例配制,加水提取2次。一煎加8倍量水提取1.5 h;二煎加6倍量水提取1 h;合并提取液,過濾,濃縮,微波真空干燥制成干浸膏,粉碎制粒,加適量糊精,制成顆粒劑,后60 ℃下干燥整粒為成品,4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。②馬來酸依那普利:由揚子江藥業(yè)集團江蘇制藥股份有限公司提供,規(guī)格為每片5 mg。
1.4 動物分組和給藥 造模成功后,從造模成功的大鼠中隨機抽取40只按照完全隨機設(shè)計方法分為4組,模型組、依那普利組、滋膵通脈飲高劑量組、滋膵通脈飲低劑量組,每組10只。實驗動物每天上午按下列劑量灌胃給藥1次,用藥組根據(jù)成人體表面積換算法,折算后生藥量為滋膵通脈飲高劑量組灌服17.60 g/kg,滋膵通脈飲低劑量組灌服8.80 g/kg,依那普利組按照0.42 mg/kg灌胃,灌胃量為1 mL/100 g,空白對照組和模型組灌服同等容積的蒸餾水。每日1次,共灌胃4周。
1.5 主要試劑與儀器 STZ購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;胰島素酶聯(lián)免疫分析試劑盒購自上海信帆生物科技有限公司;血糖儀購自三諾生物傳感股份有限公司;-4 ℃冰箱由青島海爾股份有限公司提供;紫外/可見光分光光度計由美國Perkin Elmar公司Lambda 35提供;精密分析天平由瑞士Mettler公司AE240提供;臺式高速冷凍離心機由美國Thermo公司提供;醫(yī)用凈化工作臺由吳江區(qū)凈化設(shè)備總廠YJ-875A公司提供。
1.6 觀察指標 4周后稱取大鼠體重,測大鼠血糖、胰島素(FINS),計算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)、心臟指數(shù)、左室指數(shù)。觀察大鼠心肌組織病理結(jié)構(gòu)改變:取出心臟后,用預(yù)備好的生理鹽水沖洗心臟,取待檢心肌組織,用4%的多聚甲醛液固定24 h以上,準備行蘇木素-伊紅(HE)染色。①梯度乙醇脫水:75%乙醇2~4 h,80%乙醇2~4 h,95%乙醇3~4 h,無水乙醇4 h,二甲苯透明4 h。②浸蠟:48~52 ℃軟蠟30 min,58~62 ℃硬蠟40 min至1 h。③包埋:自然冷卻后修整蠟塊置低溫保存?zhèn)溆谩"芮衅呵衅暮穸?~5 μm,然后進行鋪片,置于60 ℃溫箱中進行烤片。⑤染色:切片脫蠟至水,二甲苯2次各10 min,無水乙醇3~5 min,95%乙醇3~5 min,80%乙醇5~10 min,自來水洗約5 min;入蘇木素液染色5~10 min;自來水洗去多余染液;入75%乙醇(將濃鹽酸1 mL加入100 mL乙醇中)分色數(shù)秒后馬上水洗并進行藍化;1%伊紅水液染色3~5 min水洗;入75%~80%乙醇分色2~4 min;95%乙醇脫水,脫水時間3~5 min;無水乙醇脫水,脫水時間3~5 min。⑥采用二甲苯透明中性樹膠將其封片。⑦待干后進行鏡下觀察。
2.1 各組大鼠體質(zhì)量比較 治療前各組大鼠體質(zhì)量比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。治療后,模型組大鼠體質(zhì)量較空白對照組明顯降低(P<0.01)。與模型組比較,滋膵通脈飲高劑量組、滋膵通脈飲低劑量組體質(zhì)量明顯上升(P<0.01)。詳見表1。
表1 各組大鼠治療前后體質(zhì)量比較±s) 單位:g
2.2 各組大鼠血糖、FINS及HOMA-IR比較 與空白對照組比較,模型組血糖、FINS及HOMA-IR明顯升高(P<0.01);與模型組比較,滋膵通脈飲高劑量組、滋膵通脈飲低劑量組血糖、FINS及HOMA-IR明顯降低(P<0.05或P<0.01)。詳見表2。
表2 各組大鼠血糖、FINS及HOMA-IR比較(±s)
2.3 各組大鼠心肌重構(gòu)指標比較 與空白對照組比較,模型組心臟指數(shù)和左室指數(shù)明顯升高(P<0.01);與模型組比較,滋膵通脈飲高劑量組、滋膵通脈飲低劑量組和依那普利組心臟指數(shù)、左室指數(shù)明顯降低(P<0.05或P<0.01)。詳見表3。
表3 各組大鼠心臟指數(shù)和左室指數(shù)比較 (±s) 單位:mg/g
2.4 各組大鼠心肌組織病理結(jié)構(gòu)比較 空白對照組大鼠心肌細胞排列整齊,結(jié)構(gòu)清晰。模型組大鼠心肌壞死水腫,類細胞增多,肌纖維斷裂,炎細胞浸潤。滋膵通脈飲高劑量組大鼠心肌纖維排列正常,無水腫,少許炎細胞浸潤。滋膵通脈飲低劑量組大鼠心肌纖維部分斷裂,心肌細胞部分水腫,心肌細胞間質(zhì)稍增寬,少許炎細胞浸潤。依那普利組大鼠心肌纖維排列正常,無水腫,少許炎細胞浸潤。詳見圖1。
圖1 心肌組織病理改變(HE染色,×200倍)
糖尿病是一種以慢性高血糖為特點的代謝紊亂疾病,糖尿病心肌病是糖尿病誘發(fā)的一種慢性心肌的病理改變。其發(fā)病機制尚未完全闡明。但持續(xù)高血糖、高血壓、脂代謝紊亂、血液黏稠度增加、中心性肥胖、高胰島素血癥、胰島素抵抗是導(dǎo)致心臟病變的重要原因。該病的早期表現(xiàn)為左心室舒張功能不全,隨著病情的進展,逐步出現(xiàn)心肌細胞肥大、心肌纖維化甚至心肌細胞凋亡[4-5]。
近年來,關(guān)于糖尿病心肌病的治療手段頗多,但主要集中在血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)/血管緊張素受體拮抗劑(ARB)類藥物的治療方面。大量研究顯示,ACEI類藥物能抑制糖尿病心肌纖維化,抑制心肌細胞凋亡,保護心功能,改善糖尿病心肌病病人預(yù)后[6-7]。但多年的臨床觀察發(fā)現(xiàn),該類藥物存在一定的副反應(yīng),長期使用易引起低血壓、高血鉀、肝功能損傷和胃腸道反應(yīng),病人依從性差,不能長期堅持服用。因此,尋求一種有效的純中藥制劑對防治糖尿病心肌病、降低再住院率非常必要?,F(xiàn)代研究表明,中醫(yī)藥治療糖尿病心肌病療效確切,不僅能改善病人中醫(yī)證候療效[8],而且可以降低血糖、緩解心肌損傷、保護心肌[9],具有療效好、毒副作用小等優(yōu)勢。因此,充分利用中醫(yī)藥多環(huán)節(jié)、多靶點的綜合治療優(yōu)勢,開發(fā)新制劑,將成為防治糖尿病心肌病的重要有效途徑。糖尿病心肌病歸屬于中醫(yī)學(xué)“消渴”“胸痹心痛”“心悸”“真心痛”等范疇,本病的病位在心。中醫(yī)學(xué)認為,消渴病的病因不外乎先天不足、飲食失節(jié)、情志不調(diào)、年老體虛、勞逸過度?!鹅`樞·五變》曰:“五臟皆柔弱者,善病消癉”?!堆C論·發(fā)渴》篇有論述:“瘀血發(fā)渴者,以津液之生……有瘀血,則氣為血阻,不得上升,水津因不能隨氣上布”,是以發(fā)渴。因此,糖尿病心肌病的病機可以簡單地概括為“虛”和“瘀”,基本病理變化為虛、瘀作祟,阻滯絡(luò)脈。消渴病機多為陰虛燥熱,消渴日久,耗氣傷陰,因此“虛”即為氣虛和陰虛。其中氣虛主要是脾氣虧虛,陰虛主要是腎陰虧虛。脾在五行屬土,為全身氣機升降之樞紐。脾氣虛弱,日久上累母行,引起母行亦不足,故可導(dǎo)致心氣虧虛。心主血,心氣虧虛,無力推動血液運行,易導(dǎo)致心血瘀阻,瘀血阻滯心脈,氣血不通,心脈失養(yǎng);腎陰虧虛,可以導(dǎo)致心陰虧虛,心陰虧虛,可以導(dǎo)致絡(luò)脈空虛,心絡(luò)瘀滯而成瘀。本病的初期主要表現(xiàn)為心悸、怔忡。但隨著病情的進展,“久病必虛”“久病必瘀”“久病入絡(luò)”,氣陰兩虛,血運不暢,心絡(luò)瘀阻,不通則痛,可出現(xiàn)胸中刺痛,甚至胸痛徹背、背痛徹心。若發(fā)生脈絡(luò)拙急,心絡(luò)瘀阻不暢,還可出現(xiàn)心胸猝然大痛,發(fā)生真心痛。因此,氣陰兩虛、絡(luò)脈空虛是本病發(fā)生的始動因素,而絡(luò)脈瘀阻是本病形成的病理基礎(chǔ)。有研究顯示,氣虛、陰虛、血瘀是糖尿病心肌病的主要病機,其運用益氣養(yǎng)陰活血法治療糖尿病心肌病,不僅有輔助降糖、調(diào)脂的作用,還能改善心室的舒張功能,提高中醫(yī)證候療效[10]。滋膵通脈飲系《醫(yī)學(xué)衷中參西錄》中“滋膵飲”加活血通絡(luò)藥物組成。方中生地、麥冬、玄參、山茱萸、天花粉滋養(yǎng)五臟之陰,生津潤燥,藥理研究顯示,山茱萸的有效成分山茱萸總萜能調(diào)節(jié)糖尿病小鼠體內(nèi)糖脂代謝過程,對糖尿病有治療作用[11]。玄參的有效成分玄參多糖有降低糖尿病大鼠血糖的作用[12]。方中丹參、川芎、生蒲黃、地龍、水蛭、鬼箭羽活血化瘀,現(xiàn)代藥理研究顯示,鬼箭羽具有降糖、降脂、保護心腦血管作用[13]。丹參提取物丹參多酚酸鹽能降低糖尿病病人血糖,發(fā)揮血管保護作用,改善血管內(nèi)皮功能[14]。方中黃芪益氣升陽,助主藥活血通絡(luò);佐以僵蠶、全蝎息風(fēng)通絡(luò),山楂消食活血,同時防止滋陰活血藥物礙胃。研究顯示,山楂的有效成分山楂葉總黃酮能降低糖尿病大鼠血脂、血糖,還能改善糖尿病大鼠的抗氧化能力[15]。全方具有益氣養(yǎng)陰、活血通絡(luò)之效。前期臨床研究表明,滋膵通脈飲不僅有明顯的降糖、降脂、降低超敏C反應(yīng)蛋白水平和改善胰島素抵抗的作用[16-17],而且治療糖尿病性冠心病療效顯著,能降低血液黏稠度和臨床癥狀[18]。本研究結(jié)果顯示,模型組大鼠體質(zhì)量較空白對照組明顯減輕,這也與消渴的癥狀相符。同時模型組大鼠血糖較空白對照組明顯升高,心肌組織病理結(jié)構(gòu)也可見肌纖維斷裂、水腫、明顯的炎細胞浸潤,這也說明糖尿病心肌病的模型制備成功。同時進一步研究顯示,滋膵通脈飲不僅能降低糖尿病心肌病大鼠血糖,抑制胰島素抵抗,而且能明顯降低糖尿病心肌病大鼠心肌重構(gòu)指標(心臟指數(shù)和左室指數(shù)),改善心肌重構(gòu);病理結(jié)果顯示,中藥滋膵通脈飲組大鼠心肌組織炎細胞浸潤較模型組明顯減少,且肌纖維斷裂和水腫均較模型組明顯減輕,說明滋膵通脈飲能改善糖尿病心肌病大鼠心肌組織病理重構(gòu),且高劑量組作用更為明顯。
綜上所述,滋膵通脈飲能降低糖尿病心肌病大鼠血糖,抑制胰島素抵抗,還能改善心肌重構(gòu),且高劑量組作用更為明顯,其具體機制仍需進一步研究。