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【摘要】 目的 探讨三七总皂苷、黄芪防治2型糖尿病动脉粥样硬化的作用机制。方法 建立2型糖尿病大鼠模型，随机分为糖尿病模型组及糖尿病三七总皂苷、黄芪治疗组，并与正常对照组比较，分别测定各组大鼠血糖、血脂、氧化及糖化低密度脂蛋白水平，并取大鼠主动脉组织进行形态学观察，计算病灶面积与管壁总面积比值。结果 2型糖尿病大鼠血糖、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、氧化低密度脂蛋白（Ox-LDL）和糖化低密度脂蛋白（Gly-LDL）水平升高，高密度脂蛋白（HDL）下降，主动脉病变程度明显。三七总皂苷、黄芪治疗组动物各项指标均有明显改善。结论 三七总皂苷、黄芪可通过降低血糖、调节血脂、抗氧化发挥其防治2型糖尿病AS的作用。
【关键词】 三七总皂苷；黄芪；氧化低密度脂蛋白；糖化低密度脂蛋白；动脉粥样硬化；2型糖尿病
Effect of panax notoginseng saponins and Astragalus on modified low density lipoprotein in type 2 diabetic rat with atherosclerosis
LI Jing-bo, LIU Kuan-zhi, LI Jin-rong.The People’s Hospital of Tianjin, Tianjin 300121，China
【Abstract】 Objective To investigate the role and mechanism of Astragalus (AS) and Panax Notoginseng Saponins (PNS) in treatment of type 2 diabetic atherosclerosis. Methods Type 2 diabetic rats induced by high-fat diet and a low dose of STZ were divided into two groups randomly: diabetic model rats group treated with AS and PNS as compared with control subjects. Serum level of oxidized low density lipoprotein (Ox-LDL), Glycated low density lipoprotein (Gly-LDL), lipid and blood glucose were measured before and after treatment. Aorta tissue was stained with HE and observed with microscope.Results The serum levels of GLU, TG, TC, LDL-C, VLDL-C, Ox-LDL and Gly-LDL in type 2 diabetic rats were improved, while the levels of HDL-C were decreased. The pathological changes of aorta tissue were obvious in diabetic rats. Each index was improved after treatment with AS and PNS. Conclusion tPNS and Ast can reduce the level of glucose, regulate the serum lipids, antagonize oxidation, thus the two Chinese herbs may prevent and cure diabetic atherosclerosis.
【Key words】 Total panax notoginseng saponins; astragalus membranaceus; oxidized low density lipoprotein; Glycated low density lipoprotein; atherosclerosis; type 2 diabetes
大血管病变是2型糖尿病（DM）的常见并发症，严重威胁着人类的健康，其突出的病理变化是动脉粥样硬化（AS）。近年研究表明，修饰型低密度脂蛋白主要包括氧化低密度脂蛋白（Ox-LDL）和糖化低密度脂蛋白（Gly-LDL）等，在AS的发生、发展过程中起到重要作用。本研究通过高脂膳食喂养SD大鼠，再注射小剂量链脲佐菌素（STZ）诱发胰岛素抵抗和高血糖，从而建立2型糖尿病大鼠模型。在此基础上通过测定大鼠血中修饰型低密度脂蛋白水平探讨其与糖尿病AS的关系。给予糖尿病大鼠三七总皂苷、黄芪干预治疗，探讨两药对糖尿病AS的防治作用及作用机制。
1 材料与方法
1.1 动物 选用雌性SD大鼠，二级动物（购自河北医科大学动物实验中心），共40只，体重180～200g，于清洁动物室饲养。
1.2 主要药品试剂 链脲佐菌素（STZ）为美国Sigma公司产品；胆固醇购自河南省益康生化原料厂；胆酸购自北京双旋微生物培养基制品厂；Ox-LDL酶联免疫试剂盒购自上海荣盛生物技术公司；三七总皂苷（血塞通），云南植物药业有限公司，含三七总皂苷250mg/10ml，批号20020405，黄芪（黄芪注射液），成都地奥九泓制药厂，相当于原药材20g/10ml，批号0301043。
1.3 主要仪器 全自动生化分析仪：Olympus AU2700；酶标仪：奥地利Anthos公司 HT-2；分光光度计:722型光栅分光光度计（上海第三仪器厂）；切片漂烘温控仪：安徽电子科学研究所QP-B型；轮转切片机：德国莱卡RM-2135；数显电热恒温干燥箱：上海阳光实验仪器有限公司；光学显微镜：日本Olympus CH20。
1.4 方法
1.4.1 动物模型的建立 雌性SD大鼠40只，先随机选10只为正常对照组（A组），其余30只用于制备2型糖尿病动物模型。造模组动物高脂饲料喂养1个月，然后腹腔注射30mg/kg STZ。2周后，选取血糖持续2天＞11.1mmol/L为糖尿病动物模型。将糖尿病大鼠随机分为两组即糖尿病模型组（B组）10只，糖尿病三七总皂苷、黄芪治疗组（C组）12只。
1.4.2 药物干预治疗 共12周。A组：实验过程中喂常规饲料，每日自来水灌胃。B组：实验过程中喂高脂饲料，每日自来水灌胃。C组：实验过程中喂高脂饲料，每日三七总皂苷（血塞通）灌胃（100mg/kg）及黄芪注射液灌胃（8g/kg）。
1.4.3 标本采集及观察指标 实验18周末股动脉放血处死动物，留取血标本，-20℃保存，待用于测定FBG、TG、TC、极低密度脂蛋白（VLDL）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL），应用酶联免疫吸附方法测定Ox-LDL，低浓度氯化硝基四氮唑蓝还原法测定Gly-LDL。然后迅速打开胸腔，分离主动脉，剔除表面脂肪组织，于主动脉根部切取约2cm主动脉置于10%多聚甲醛中固定，待光镜检测。
1.5 统计学处理 所有统计过程均由SPSS11.0统计软件完成，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用方差分析，相关分析采用直线相关。
2 结果
2.1 各组大鼠血脂变化 见表1。B组大鼠血清TG、TC、VLDL、LDL均较A组明显升高(均P<0.01)，C组较B组明显下降(分别为P<0.01、P<0.01、P<0.01、P<0.05)，B组大鼠血清HDL较A组显著降低(P<0.01)，C组高于B组(P<0.01)。注：1)P<0.05,2)P<0.01 vs group A；3)P<0.05,4)P<0.01 vs group B
2.2 各组大鼠血糖及修饰型低密度脂蛋白水平变化 见表2。B组大鼠血糖较A组明显升高(P<0.01)，C组较B组明显降低(P<0.01)。B组大鼠Ox-LDL、Gly-LDL水平显著高于A组(P<0.01)，C组较B组明显下降(P<0.01)。相关分析表明糖尿病大鼠Ox-LDL水平与血糖、LDL水平呈正相关（分别r=0.548，P<0.05；r=0.697，P<0.01），与HDL水平呈负相关（r=－0.685，P<0.01）。Gly-LDL水平与Ox-LDL、血糖呈正相关（分别r=0.744，P<0.01；r=0.715，P<0.01）。注：1)P<0.05,2)P<0.01 vs group A；3)P<0.05,4)P<0.01 vs group B
2.3 组织形态学改变 见表3，图1、图2、图3。正常对照组大鼠主动脉内皮细胞扁平，内膜平坦，中膜平滑肌细胞（SMC）与弹力板近似平行相间排列。糖尿病模型组大鼠主动脉横断面上可见较多的内膜增厚病灶，其内主要由排列紊乱的增生SMC组成，病灶表面内皮细胞肿胀，内弹力板厚薄不均，有断裂分离现象，中膜浅层SMC轻度增生、排列紊乱。治疗组的动脉粥样硬化病变明显轻于模型组，仅见较少的病灶。各组主动脉横断面病灶总面积与管壁总面积比值分别为：A组(0.57±0.20)%；B组(1.90±0.34)%；C组(0.75±0.25)%。B组较A组病变程度明显加重(P<0.01)，C组较B组病变程度明显减轻(P<0.01)。相关分析表明主动脉病变程度与Ox-LDL、Gly-LDL水平呈正相关（分别r=0.650，P<0.01；r=0.632，P<0.01）。注：1)P<0.05,2)P<0.01 vs group A；3)P<0.05,4)P<0.01 vs group B
3 讨论
动脉粥样硬化是糖尿病大血管病变的主要病理表现，与非糖尿病患者相比糖尿病患者AS具有发病早、进展快、病情重、预后差的特点。低密度脂蛋白（LDL）与AS有着非常密切的关系，但由于反馈调节作用，巨噬细胞与天然LDL共同孵育不能转化为泡沫细胞。修饰型LDL的发现为阐明LDL的致AS作用提供了有力依据。
Ox-LDL是一种重要的致AS因子，它首先于20世纪80年代末被发现。Paul等证实Ox-LDL是AS病变的早期标志物，血浆Ox-LDL水平升高的受试者约94%存在心血管疾病［1］。有研究表明，糖尿病患者的LDL更容易被氧化成Ox-LDL［2］。近期研究证实2型糖尿病患者体内Ox-LDL与LDL比值的升高与糖尿病大血管病的发病密切相关［3］。本研究中，糖尿病大鼠血浆中Ox-LDL水平明显高于正常对照组，并且同时存在血糖升高和血脂紊乱。相关分析表明Ox-LDL水平与血糖及LDL水平呈正相关，与HDL呈负相关，提示血糖升高及血脂紊乱均是造成Ox-LDL升高的原因，机制可能为DM病人血糖升高导致自由基产生增多，抗氧化物质活性及作用降低；同时从DM病人体内分离出的LDL分子体积明显小于正常对照组的体积，且含有的还原性VitE也减少，小而密的LDL更易于被氧化［7］。本研究还发现Ox-LDL水平与大鼠主动脉AS病变面积呈正相关，也说明在糖尿病动脉粥样硬化病变的发生中，Ox-LDL是一个重要致病因素，并且Ox-LDL水平可反映病变的严重程度。Gly-LDL是LDL经过糖化修饰的产物。早在20世纪80年代初就有学者推测DM病人体内的LDL可能会受到非酶糖化的影响，从而在体内产生Gly-LDL，对DM病人AS的形成起作用。研究表明［4］Gly-LDL与血管基质蛋白结合，使基底膜增厚，血管壁弹性降低。另外，Gly-LDL具有的细胞毒作用和对细胞因子的影响如使巨噬细胞释放白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子等释放增加都加速动脉硬化的形成。本研究结果显示糖尿病大鼠血清中Gly-LDL水平明显升高，其水平与血糖、Ox-LDL水平及AS损伤面积呈正相关。结果提示LDL糖基化可能是糖脂代谢障碍相互影响的中间环节，在糖尿病AS的发生发展中起着重要作用；血糖升高是糖尿病并发AS的重要原因，揭示了控制高血糖的重要性；两种修饰型LDL既可以独立发挥作用又可相互促进，进一步加速AS进展。氧化作用参与了蛋白质的非酶糖化，后者开始于还原糖的自身氧化，糖化氧化和自身氧化两种途径在非酶糖化中均可发生，只是在某种条件下以某一途径为主。
中医认为糖尿病患者无论是并发大血管病变还是微血管病变，都与血瘀证密切相关。中药防治糖尿病已有数千年历史，三七总皂苷和黄芪均为常用药物。中医认为三七总皂苷具有活血化瘀的功效而黄芪具有益气的作用。黄芪多糖可以降低2型糖尿病胰岛素抵抗大鼠血糖和改善体内脂代谢紊乱［5］。同时黄芪能抑制非酶糖基化产物生成和氧化应激反应［6］。三七皂苷(PNS)为三七的主要有效活性成分,对多种心血管疾病具有良好的疗效,通常认为其机制与降血脂、 调血栓、扩张血管、抗氧化等药理作用有关［7］。本实验结果显示三七总皂苷和黄芪联合治疗组动物各项检测指标及形态学改变均较糖尿病模型组有明显改善，三七总皂苷和黄芪资源丰富，价格低廉，毒副作用小。进一步观察两者的临床疗效，应用现代分子生化技术探讨其作用机制，对开展中西医结合治疗糖尿病及糖尿病AS有重要意义。
【参考文献】
1 Paul Holvoet, Ann Mertens, Peter Verhamme,et al. Circulating Oxidized LDL Is a Useful Marker for Identifying Patients With Coronary Artery Disease. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology,2001,21:844-849.
2 Seghrouchni I,Drai J,Bannier E,et al.Low-density lipoprotein (LDL) behavior after in vitro oxidation in three groups of diabetics.IL Farmaco,2001, 56:471-474.
3 Galland F, Duvillard L, Petit JM, et al.Effect of insulin treatment on plasma oxidized LDL/LDL-cholesterol ratio in type 2 diabetic patients. Diabetes Metab,2006,32(6):625-631.
4 Nigris F,Tajana G,Condorelli M,et al.Glycoxidation of low-density lipoprotein increase Tunel positivity and CPP32 activation in human coronary cells.Ann N Y Acad Sci,2003,1010:710.
5 刘洪凤,郭新民,王桂云,等.黄芪多糖对2-DM胰岛素抵抗大鼠血糖及血脂的影响.牡丹江医学院学报,2007,28(5):18-20.
6 阮耀,岳兴如,徐持华,等. 黄芪对早期糖尿病大鼠心肌非酶糖基化及氧化应激反应的影响.中药药理与临床,2008,24(1):47-49.
7 杨志刚,陈阿琴,俞颂东,等.三七药理研究新进展.上海中医药杂志,2005,39(4):59.
作者单位：天津，天津市人民医院内分泌科 河北石家庄，河北医科大学第三医院内分泌科