功效:改善糖尿病心肌病
机理:1)调节脂代谢:降低TC、LDL-C、FFA的含量
2)改善心肌细胞:改善心功能(减小舒张时体积,增大每搏输出量和射血分数),降低心肌肌钙蛋白(cTnT),升高心肌细胞Ca2+-ATP酶的含量,改善心肌细胞的超微结构。
模型:2型糖尿病模型GK大鼠自发性糖尿病心肌病
指标:1)心功能(收缩内径/舒张内径/收缩时容积/舒张时容积/每搏输出量/EF)
2)心肌HE染色、心脏超微结构
3)血脂(总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白、甘油三酯、游离脂肪酸)
4)心肌肌钙蛋白(cTnT)、Ca2+-ATP酶含量
活性成分:消渴丸(葛根,地黄,黄芪,天花粉,玉米须,南五味子,山药,格列本脲)
依据:1)糖尿病性心肌病(diabeticcardiomyopathy)是指发生于糖尿病患者,不能用高血压性心脏病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、心脏瓣膜病及其他心脏病变来解释的心肌疾病。该病在代谢紊乱及微血管病变之基础上引发心肌广泛灶性坏死,出现亚临床的心功能异常,最终进展为心力衰竭、心律失常及心源性休克,重症患者甚至猝死。糖尿病心肌病发病隐匿,早期很难发现,临床确诊时通常心肌已经发生了不可逆转的病变。因此,在研究糖尿病心肌病的过程中选择一个合适的能高度模拟临床发病过程的动物模型就显得至关重要。研究表明GK大鼠是研究2型糖尿病的一种较为理想的国际公认的动物模型,PorthaB甚至认为GK大鼠是研究2型糖尿病最好的模型,长期患病后容易并发心血管病症。
2)心功能:一侧心室每次收缩所输出的血量,称为每搏输出量,人体安静状态下约为60~80ml。每搏输出量与心室舒张末期容积之百分比称为射血分数,人体安静时的射血分数约为55%~65%。射血分数与心肌的收缩能力有关,心肌收缩能力越强,则每搏输出量越多,射血分数也越大。
3)肌钙蛋白是心肌损伤坏死的标志物,对急性心肌梗死的诊断和危险分层有重要的临床意义。肌钙蛋白值升高提示心肌损伤,可见于急性心肌梗死、不稳定性心绞痛、肺梗死、心力衰竭及其他导致心肌损伤的疾病如胰腺炎、结缔组织疾病等,数值越高,损伤范围越广。
4)肌浆网是细胞内的内质网结构,它是心肌细胞贮存Ca2+和调节胞浆游离Ca2+浓度的主要结构。Ca2+-ATP酶负责调控肌浆网的Ca2+摄取,将胞浆内的Ca2+摄入肌浆网,是肌浆网上最重要的物质之一。Ca2+浓度下降的70%-75%就是通过它完成的,而细胞内低浓度Ca2+的维持又是细胞行使正常功能的关键,如果Ca2+-ATP酶活性降低,反映了心肌细胞在维持最适宜细胞内浓度方面的缺陷,将直接导致心肌细胞舒张与收缩功能障碍。
实验:
1.动物分组
(1)剂量设计:消渴丸高、中、低剂量分别设定为2.8、1.4、0.7g(相当于11.2、5.6、2.8丸)/kg,达美康设定为10mg/kg。
(2)分组、实验:取检疫合格的Wistar:大鼠8只,GK大鼠40只,8~10周龄。GK大鼠先用高脂饲料饲养2周诱发高血糖,随机血糖均高于11.1mmol/L。Wistar大鼠常规饲养。
2周后选取Wistar大鼠为空白组,GK大鼠根据随机血糖浓度分为5组,即模型组、达美康组、消渴丸高、中、低剂量组,每组8只GK大鼠。
2.相关指标变化
1)对GK大鼠心功能的影响
结果:实验结果表明(表1):模型组GK大鼠心脏舒张时容积、每搏输出量、射血分数(EF%)、缩短分数(FS%)与空白组相比具有明显差别,具有统计学意义(P<0.05或0.01)。①消渴丸高剂量组GK大鼠心脏舒张时容积明显减小、每搏输出量明显增大、射血分数明显增大,与模型组相比具有差别,有统计学意义(P<0.05或0.01)。心脏收缩内径、舒张内径等心功能指标与模型组相比未见明显差别。②消渴丸中、低剂量组GK大鼠心脏收缩内径、舒张内径、EF%、FS等心功能指标与模型组相比未见明显差别,无统计学意义(P>0.05)。③达美康组心脏收缩内径、舒张内径、收缩时容积、舒张时容积、每搏输出量、EF%、FS等心功能指标与模型组相比未见明显差别,无统计学意义(P>0.05)
2)对GK大鼠心脏组织病理学和心脏超微结构的影响
结果:实验结果表明(图1~图2):(1)光镜观察结果:除空白组外,其他各组试验动物均出现心肌纤维节段性嗜酸性染色增强性变化,模型组两只(2/8)、达美康组一只(1/8)、消渴丸高剂量组两只(2/8)、消渴丸中剂量组两只(2/8)、消渴丸低剂量组两只(2/8),各试验组心肌在光镜下所观察的病理变化组间差异不明显。(2)电镜观察结果:①空白对照组心肌细胞肌纤维排列整齐,Z线清晰可见;线粒体嵴发达,排列紧密;闰盘、细胞核、细胞膜结构正常。②模型对照组心肌细胞肌纤维明显减少,模糊、排列疏松,Z线模糊;线粒体聚集,嵴断裂、消失或不发达,部分空化;闰盘欠规则;内皮细胞肿胀,基底膜较宽。③达美康组心肌细胞肌纤维正常,排列整齐,Z线清晰;线粒体嵴欠发达,个别线粒体轻度空化;闰盘清晰可见;毛细血管外皮细胞、内皮细胞、红细胞及细胞核结构正常。④消渴丸组高剂量组心肌细纤维结构正常,排列整齐,Z线清晰;线粒体嵴发达;闰盘清晰可见;细胞核、毛细血管、内皮细胞结构正常。消渴丸中剂量组心肌细胞肌纤维结构正常,排列整齐,Z线清晰;线粒体嵴欠发达,个别轻度空化;闰盘清晰可见;细胞核结构正常;毛细血管内皮轻度肿胀。消渴丸低剂量组心肌细胞肌纤维排列疏松,纤维束减少;线粒体嵴欠发达,个别轻度空化;闰盘、细胞核、毛细血管及内皮细胞结构正常。各试验组动物的心肌细胞结构与模型对照组组比较,心肌超微结构的异常变化都有不同程度地减轻;而消渴丸高剂量组减轻的程度比中、低剂量组和达美康组好。
3)对GK大鼠血脂的影响
结果:试验结果表明(表2):①模型组动物TC升高、LDL-C、FFA升高、TG降低,与空白组相比具有差别,有统计学意义(P<0.05或0.01),HDL-L含量与空白组相比,未见明显差别。②与模型组相比,消渴丸高剂量组TC、LDL-C、FFA明显降低,有统计学意义(P<0.05),TG和HDL-C与模型组相比未见明显差别。消渴丸中、低剂量组TC、HDL-C、LDL-C、TG、FFA含量与模型组相比均未见明显差别(P>0.05)。
4)对GK大鼠心肌组织cTnT、Ca-ATP酶含量的影响
结果:实验结果表明(表3):①与空白组相比,模型组心肌组织匀浆中cTnT含量明显高、Ca-ATP酶含量明显降低,有统计学意义(P<0.01)。②与模型组相比,消渴丸高剂量组
cTnT含量降低、Ca2+-ATP酶含量明显升高,有统计学意义(P<0.05或0.01)。③与模型组相比,消渴丸中剂量组心肌组织匀浆中的cTnT含量与模型组相比明显减少,有统计学意义(P<0.05),Ca2+-ATP酶含量未见明显影响;消渴丸低剂量组、达美康组心肌组织中的cTnT、Ca2+-ATP酶含量与模型组相比均未见明显差别。
3.结论
消渴丸对22~24周龄的自发性2型糖尿病大鼠-GK大鼠糖尿病心肌病具有改善作用,其作用主要表现为改善GK大鼠的心功能和心肌细胞超微结构,根据实验结果推测其作用机理可能与调节脂代谢和改善心肌细胞供能有关,其具体的作用机制尚需进一步研究。
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