辣椒素對大鼠糖尿病腎病的影響及其作用機制

應長江 周曉燕李 偉 (徐州醫學院附屬醫院內分泌科，江蘇 徐州 22002)

辣椒素對大鼠糖尿病腎病的影響及其作用機制

應長江 周曉燕1李 偉 (徐州醫學院附屬醫院內分泌科，江蘇 徐州 221002)

目的 研究辣椒素(Capsaicin)對大鼠糖尿病腎病(DN)的影響。方法 30只清潔級雄性SD大鼠隨機分為正常對照組(NC組)，糖尿病腎病組(DN組)，辣椒素組(Capsaicin組)，每日監測大鼠血糖和糖化血紅蛋白(HbA1c)，8 w后，檢測尿微量白蛋白(MAU)的變化，心臟采血后處死動物，觀察大鼠腎組織病理變化，檢測大鼠腎組織中細胞凋亡率。結果 小劑量Capsaicin腹腔注射能明顯降低糖尿病腎病大鼠的血糖和HbA1c，降低尿微量白蛋白，改善腎組織病理損傷，使細胞凋亡率減少。結論 Capsaicin能改善大鼠DN，與降低血糖，降低蛋白尿，減輕腎組織損傷和抑制細胞凋亡有關。

辣椒素;糖尿病腎病;血糖;糖化血紅蛋白;蛋白尿;細胞凋亡

辣椒素(Capsaicin)是從辣椒食用辣椒中提取出來的產生辣味的物質，它具有鎮痛止癢，抗炎消腫，調節食欲，減輕術后惡心嘔吐，防治風濕與抗腫瘤等生物學作用〔1～3〕。最近的研究顯示，Capsaicin能夠使胰島素分泌增加，促進脂肪細胞分解和凋亡，降低血糖，從而對糖尿病發揮一定程度的緩解和治療作用〔4〕。但是目前關于辣椒素對糖尿病腎病有和作用，以及其機制如何，目前少見報道。本實驗對糖尿病大鼠腹腔注射小劑量辣椒素，觀察大鼠腎組織病理變化和檢測腎組織細胞凋亡率的變化，研究辣椒素對大鼠糖尿病腎病(DN)的影響，并對其機制進行初步探討。

1 材料與方法

1.1 實驗動物和試劑 清潔級雄性SD大鼠，體重160～180 g，8周齡，由徐州醫學院實驗動物中心提供;鏈脲佐菌素(STZ)和Capsaicin均購自Sigma公司。

1.2 糖尿病大鼠模型制備和實驗分組 30只大鼠隨機抽取10只為正常對照組(NC組)，20只造模為糖尿病大鼠:腹腔一次性注射2%STZ 56 mg/kg(枸櫞酸鈉緩沖液配制)，NC組僅注射等量的枸櫞酸鈉緩沖液。72 h后測定隨機血糖 ＞16.7 mmol/L穩定2～3 d后為糖尿病造模成功〔5〕。糖尿病造模成功的大鼠再隨機抽取10只為DN組，其余10只為Capsaicin組，每日腹腔注射Capsaicin(0.5 mg/kg)，持續8 w。

1.3 生化指標檢測和標本留取 各組大鼠每日測量血糖和HbA1c變化。8 w后，留取尿液標本待檢，心臟采血后處死動物。全血離心取上清，待測中糖化血紅蛋白;留取腎組織一部分中性甲醛固定，制備石蠟切片待HE染色常規病理檢查和檢測細胞凋亡率。

1.4 HE染色法 石蠟切片常規脫蠟，蘇木素、伊紅染色，脫水后封片，油鏡下觀察。

1.5 TUNEL檢測細胞凋亡率 嚴格按試劑盒說明書操作，蘇木素復染2 min，充分自來水沖洗，中性樹脂封片。光鏡下觀察到細胞壁完整，體積縮小固縮成團或形成凋亡小體，胞核呈棕黃色的細胞即陽性細胞。用圖像分析儀對陽性細胞數或表達強度進行半定量分析，TUNEL以高倍視野下陽性細胞數占細胞總數的百分比作為分析指標。

2 結果

2.1 一般情況 實驗中6只大鼠可能因血糖過高死亡。實驗結束時共存活大鼠24只，其中NC組10只，DN組6只，Capsaicin組8只。NC組大鼠精神較好，毛發光澤，體重增加，行動敏捷，食欲好;DN組大鼠血糖明顯升高并出現多飲、多尿、多食、消瘦等典型“三多一少”的糖尿病表現，精神萎靡，毛色晦暗無光澤，體重減輕，行動遲緩，食欲差，易死亡;Capsaicin組大鼠精神一般，毛發無明顯晦暗，體重增加，行動可，食欲好。

2.2 各組大鼠生化指標 與NC組比較，DN組和Capsaicin組大鼠血糖和HbA1c增高，MAU降低(P＜0.05);與DN組比較，Capsaicin組大鼠血糖和HbA1c顯著降低，MAU增高(P＜0.05)。見表1。

2.3 HE染色病理變化 與NC組大鼠相比，DN組病變較明顯:腎小球細胞數顯著增多，毛細血管袢塌陷，管腔閉塞，腎小球明顯體積增大，腎小球基底膜增厚、腎小球系膜基質增生、淋巴細胞數量增多，出現玻璃樣變;腎小管尤其是近曲小管腫脹、變性、空泡形成，腎間質可見大量淋巴細胞和單核巨噬細胞浸潤，Capsaicin組上述病變較DN組有改善，可見腎小球細胞數較多，毛細血管腔輕度狹窄，腎小管-間質見少量淋巴細胞浸潤。見圖1。

2.4 TUNEL檢測結果 與NC組比較，DN組和Capsaicin組細胞凋亡率增高〔(46±7.5)%，(31±4.7)% vs(21±3.8)%，P＜0.05〕;與DN組比較，Capsaicin組細胞凋亡率降低(P＜0.05)。

圖1 Capsaicin對糖尿病腎病大鼠腎組織病理變化的影響(×40)

表1 辣椒素對糖尿病腎病大鼠生化指標的影響(±s)

表1 辣椒素對糖尿病腎病大鼠生化指標的影響(±s)

與NC組比較:1)P＜0.05;與DN組比較:2)P＜0.05

組別n血糖 HbA1c(%) mAlb(mg/24 h)NC組10 5.84±2.51 5.58±2.19 0.59 ±0.50 DN組 6 26.10±5.091)16.29±6.781)1.63±1.921)apsaicin組8 20.61±3.201)2)13.37±4.451)2)0.90±1.561)2)C

3 討論

DN是DM常見和最嚴重的并發癥，引起DN的原因很多，最常見的是腎小球血流動力學改變，微循環和脂質代謝紊亂等，引起腎組織細胞大量浸潤，炎癥細胞增多，毛細血管袢塌陷，管腔閉塞，腎小球明顯體積增大，腎小球基底膜增厚、腎小球系膜基質增生，最終導致終末期腎病的發生〔6，7〕。同時DN時，調節腎組織細胞增殖分化的因子如TGF-β1、VEGF表達異常，使腎組織細胞增殖減少，凋亡增多，能阻止腎小管上皮細胞從G1期過渡到S期，使RNA蛋白質合成增加，導致基底膜增厚引起微量蛋白尿，DN時加重腎組織損傷〔8〕。

Capsaicin是香草酰胺衍生物，化學結構為8-甲基-N-香草基-6-壬烯基酰胺(C18H17NO3)，又名香草酸，是辣椒中的一種辛辣成分，可以通過結合機體內辣椒素受體，使細胞內鈣離子濃度升高，引起神經元及其纖維釋放多種神經肽，發揮抗炎、鎮痛、擴張心血管、保護胃黏膜以及抗腫瘤等作用〔9〕。Capsaicin能降低血糖，提高血漿胰島素水平和增加葡萄糖耐量。但是相關研究目前只限于動物實驗，且其具體機制尚不明確。Capsaicin降低血糖和緩解糖尿病并發癥的研究尚處于摸索階段。本實驗通過給予辣椒素治療后，測量DN大鼠一般情況和生化指標的變化，觀察腎功能和腎組織病理變化，檢測腎組織細胞凋亡，研究Capsaicin對大鼠DN的影響及其相關機制。

本實驗結果提示，Capsaicin能夠通過改善DN相關癥狀，減輕腎組織損害，抑制細胞凋亡來減輕大鼠DN，但是其保護作用的具體機制和存在的信號通路尚不明確，我們將在以后的實驗中作出探討，以便為臨床上DN的治療和防治提供一定的理論依據。

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2 Li Q，Cheng YP，He RR，Electrophysiological effects of capsaicin on guinea pig papillary muscles〔J〕.Acta Physiol Sin，2003;55(5):511-5.

3 44Kim YM，Hwang JT，Kwak DW，et al.Involvement of AMPK signaling cascade in capsaicin-induced apoptosis of HT-29 colon cancer〔J〕.Ann NY Acad Sci，2007;1095:496-503.

4 Ahuja KD，Robertson IK，Geraghty DP，et al.Effect of chili consumption on postprandial glucose，insulin，and energy metabolism〔J〕.Am J Clin Nutr，2006;84(1):63-9.

5 李 偉，應長江，林紅曉.不同劑量的重組腺相關病毒載體介導的人血管抑素對糖尿病腎病大鼠腎功能的影響〔J〕.徐州醫學院學報，2009;29(7):428-30.

6 Haneda M.Mechanisms for the development and progression of diabetic nephropathr〔J〕.Nippon Rinsho，2006;64(Suppl 2):427-32.

7 Ohsiro Y，Takasu N.Molecular mechanism of diabetic nephropathy〔J〕.Nippon Rinsho，2006;64(5):997-1003.

8 Ziyadeh FN.Mediators of diabetic renal disease:the case for tgf-Beta as the major mediator〔J〕.Jam Soc Nephrol，2004;15(1):55-7.

9 Choew J，Nong M，Chai J，et al.Capsaicin induces apoptosis in gastric cancer cells-a possible new hot cancer treatment〔J〕.Gastroenterology，2006;130(4):A532.

〔2011-04-06收稿 2011-07-10修回〕

(編輯 曹夢園)

R587.2

A

1005-9202(2012)17-3707-03;

10.3969/j.issn.1005-9302.2012.17.044

1 徐州醫學院形態學教學實驗室

李 偉(1957-)，男，主任醫師，教授，主要從事糖尿病慢性并發癥研究。

應長江(1980-)，男，主治醫師，碩士，主要從事糖尿病慢性并發癥研究。