運動和中藥對大鼠血管內皮功能影響機制的實驗研究

付毅

(大連大學體育學院 遼寧大連 116622)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)的發(fā)生是由于血管內皮細胞和平滑肌細胞受各種危險因子的損傷,而使血管局部產生的一種過度的慢性炎性增生反應。血管內皮結構與功能的異常與動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展密切相關。所有致AS的危險因子均共同存在使血管內皮細胞舒張功能減弱[1-2]。

一氧化氮(Nitric Oxide,NO)是由血管內皮細胞產生并釋放的“內皮依賴性舒血管因子”,對血管壁有重要的保護作用,能夠抑制血管平滑肌的收縮和增生及血小板和血細胞對血管內皮表面的粘附聚集。研究表明,NO與動脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)的發(fā)生和發(fā)展密切相關。血脂異常可引起血管內皮功能紊亂,主要表現(xiàn)在血管內皮依賴性舒張功能的減退,即一氧化氮合酶(Nitric Oxide Synthase,NOS)的活性降低,它是發(fā)生在粥樣斑塊形成之前的一個早期病理改變[3-4]。

本研究從血管內皮細胞功能入手,主要采用中藥丹參及絞股藍等配方合劑與運動訓練相結合的手段,觀察中藥和運動對大鼠NO、NOS及主動脈血管形態(tài)結構的影響,探討中藥和運動在AS形成中逆轉血管內皮功能障礙,抑制血管內皮細胞的增殖與血管的肌化作用的可能機理,最終達到抗動脈粥樣硬化的目的。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

健康純種雄性SD大鼠40只,鼠齡12個月,體重300～350g。隨機分為4組,對照組、中藥組、游泳運動組、中藥+游泳運動組,每組10只。中藥組每天灌胃10～20ml/kg體重藥物原漿,連續(xù)灌胃60d。中藥:絞股藍、丹參等中藥配方合劑。

1.2 研究方法

表1 大鼠NO含量的變化(X±SD)

表2 大鼠主動脈NOS活性的變化

1.2.1 訓練方法

運動組采用無負重游泳方式,水溫(33±1)℃,1.5h/d,5d/周,共8周。游泳池內徑55cm,水深60cm。訓練前2d每天適應游泳30min。

1.2.2 測試方法

1.2.2.1 標本制備

末次訓練48h后,動物麻醉,心臟取血,分離血清;剪取3mm長胸主動脈,常規(guī)石蠟切片,染色顯微鏡觀察。主要測試指標有:(1)血NO含量:采用硝酸還原酶法測定;(2)主動脈NOS活性:采用NADPH-d組化方法顯示NOS的陽性產物。以目測半定量方法判斷NOS活性:顏色的深淺表示NOS陽性產物的多少,顏色與背景一致為陰性(-),淡藍紫色為弱陽性(+),藍紫色為陽性(++)。

1.2.2.2 統(tǒng)計學處理

所有數(shù)據(jù)均使用SPSS5.0軟件處理,各組間數(shù)據(jù)均進行平均數(shù)與標準差之間的T檢驗,并以P<0.05作為差異顯著性水平。

2 研究結果與分析

2.1 大鼠血NO含量

提示:中藥紫丹藍和運動運動可有效地提高NO含量,增強血管內皮舒張功能,二者相結合,效果優(yōu)于單純服藥和單純運動(見表1)。

2.2 大鼠主動脈NOS活性的變化

光鏡下,中藥組、運動組、中藥+運動組染色背景干凈,染色均勻,顏色呈清晰的藍紫色,與背景顏色相差較大,中藥組和中藥+運動組顏色更深,運動組稍淺;此外,三組還清晰可見血管內皮細胞邊界呈縱行條紋排列;對照組染色背景較臟,有黑色斑點,內皮細胞邊界不清,條紋排列不規(guī)則,局部出現(xiàn)斷裂和邊界融合現(xiàn)象,染色不均勻,顏色幾乎與背景顏色一致,陰性產物較多。提示:中藥與運動可有效地提高NOS酶的活性,中藥+運動效果則更顯著（見表2）。

3 討論

3.1 運動對血管舒張反應性的影響

正常情況下,血管系統(tǒng)中NO主要由血管內皮細胞合成和分泌,并向內彌散至管腔,抑制血小板的粘附和聚集。向外擴散至管壁,舒張血管平滑肌細胞,NOS可以間接反映NO的水平。近年研究表明,血管內皮依賴性舒張功能紊亂是AS形成粥樣斑塊之前早期的病理改變,也是早期泡沫細胞形成的機制之一,這種舒張功能的紊亂與NO的活性有關,NO分泌不足加速動脈粥樣硬化[5]。

運動誘導血管NO生成增加,擴張血管,保證了運動時心肌和骨骼肌等重要組織血液供應及運動時氧的需要。運動引起NO分泌增加的機制尚不清楚,可能與以下因素有關:(1)運動增加了動脈血流量,NO對血管的調節(jié)作用呈流量依賴性,血流量增加可以導致NO釋放和血管擴張。NO的產生受血流量影響很大,血流量可給予血管床許多信號,其中之一為切應力。當骨骼肌血流量減少時,血管床所受的切應力減小,使NO生成減少,對骨骼肌的調節(jié)作用變小。有研究提出,NO作為一個放大器促進運動時代謝性血管擴張,使肌肉血流量增加,增大的切應力刺激內皮NO生成,進一步促進血管舒張,以維持供氧的需要。(2)運動提高了血流對血管壁產生的切應力,切應力是促進NO釋放的重要因素之一,切應力可激活內皮細胞表面的機械性感受器,使某些細胞因子,如NOS、血小板源性生長因子、轉化生長因子等的基因轉錄使NOS活性增高,釋放NO增加,血管擴張并抵消增加的切應力。此過程是正常情況下NO產生的最重要的調節(jié)機制[6]。

3.2 中藥合劑對血管舒張反應性的影響

動脈硬化是中老年人的一種常見病。中醫(yī)理論認為其主要病機以痰淤阻滯為標,肝氣虛衰為本,故治應理氣健脾,滋陰益腎、活血花淤、除濕化痰[7-8]。本中藥配方合劑正是根據(jù)這些理論,選用丹參與絞股藍等配伍組方,丹參具有疏通血脈、促進血行的功效。藥理研究表明,丹參注射液對動物心臟有擴張冠脈、擴張血管的作用。另有研究發(fā)現(xiàn),丹參能有效地降低主動脈內膜內皮素的表達作用,提高與之相拮抗的NO含量,抑制平滑肌細胞的增殖,逆轉血管內皮功能障礙,從而達到防治AS的目的[9];絞股藍含多種人參皂甙、絞股藍皂甙、18種氨基酸、19種微量元素及多種維生素,具有降血脂、阻止血管壁脂質沉積、減輕脂質過氧化損傷、減輕血管內皮損傷、抑制主動脈、冠狀動脈粥樣斑塊的形成以及過量服用無副作用等特點[10]。其中,絞股藍降脂作用最為顯著,降脂可以減輕脂質在血管壁的沉積和AS的發(fā)生機率。

本研究中藥配方合劑灌胃8周,能顯著提高大鼠NO含量和血管NOS活性。而中藥+運動組與中藥組和運動組相比,可顯著提高NO及主動脈NOS活性。提示:利用中藥和運動訓練相結合手段可以有效地改善血管的功能狀態(tài),維護血管壁細胞結構的完整性,通過調節(jié)血管的舒張功能,對血管壁有一定的保護作用,從而達到抗AS的目的,并且效果要優(yōu)于單純服藥和單純運動。

4 結語

本研究利用中藥配方合劑和運動訓練相結合手段,發(fā)現(xiàn)可提高中年大鼠一氧化氮含量和血管一氧化氮合酶活性,保護血管內皮細胞的完整性,改善血管的舒張功能,從而提高血管系統(tǒng)對運動的適應能力,這種適應性改變能增強心肌泵血功能,增加心肌有氧能力和機體儲備能力,二者相結合效果要優(yōu)于單純服藥和單純運動,這可能是中藥與運動抗動脈粥樣硬化的重要機制。

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