葛根素皮下注射對妊娠期低蛋白飲食孕鼠所產仔鼠體質量及骨質代謝的影響

王丹虹，齊華雪，羅開菊，陳平洋

(1?？谑腥嗣襻t院， ?？?70208；2中南大學湘雅二醫院)

葛根素皮下注射對妊娠期低蛋白飲食孕鼠所產仔鼠體質量及骨質代謝的影響

王丹虹1，齊華雪2，羅開菊2，陳平洋2

(1海口市人民醫院， 海口570208；2中南大學湘雅二醫院)

目的探討葛根素皮下注射對妊娠期低蛋白飲食孕鼠所產仔鼠生長發育及骨質代謝的影響及其機制。方法將18只懷孕SD大鼠隨機分為正常蛋白飼料喂養6只、低蛋白飼料喂養12只。正常蛋白飼料喂養大鼠在孕期、哺乳期均給予21%正常蛋白飼料喂養，將其分娩的仔鼠作為正常組。低蛋白飼料喂養大鼠在孕期給予10%低蛋白飼料喂養至分娩，哺乳期改為21%正常蛋白飼料喂養，將其分娩的仔鼠隨機分為模型組、葛根素組。葛根素組自出生1周開始，腹部皮下注射葛根素注射液50 mg/(kg·d)；正常組、模型組腹部皮下注射等體積滅菌用水；三組均連續干預2周。比較各組出生時宮內發育遲緩(IUGR)發生率，出生時及出生1、3、8周時體質量及血清胰島素樣生長因子1(IGF- 1)、骨保護素(OPG)、骨鈣素(BGP)、骨堿性磷酸酶(BALP)水平。結果模型組出生時及出生1、3、8周時體質量均低于正常組(P均<0.05)；葛根素組出生時及出生1周時體質量均低于正常組(P均<0.05)，出生3、8周時體質量與正常組比較P均<0.05，出生3、8周時體質量均高于模型組(P均<0.05)。模型組、葛根素組出生時IUGR發生率均高于對照組(P均<0.05)。出生1周時，正常組血清IGF- 1、OPG、BGP、BALP水平均高于模型組及葛根素組(P均<0.05)。出生3周時，正常組血清IGF- 1、BGP、BALP水平均低于模型組及葛根素組；葛根素組血清IGF- 1、BALP水平均高于模型組；組間比較P均<0.05。出生8周時，葛根素組血清BGP高于模型組(P<0.01)，BALP低于模型組(P<0.05)。結論葛根素皮下注射可促進妊娠期低蛋白飲食孕鼠所產仔鼠生長發育；其機制可能與促進骨質代謝有關。

宮內發育遲緩；低蛋白飲食；葛根素；胰島素樣生長因子1；骨保護素；骨鈣素；骨堿性磷酸酶；大鼠

流行病學調查發現，孕期營養不良不僅會導致胎兒宮內發育遲緩(IUGR)[1]，還可能導致成年期代謝紊亂，甚至影響骨質代謝，但其確切機制尚不明確[2]。研究發現，葛根的提取物葛根素能夠改善去卵巢大鼠及絕經后婦女的骨質疏松狀況，促進骨折愈合[3,4]。2015年1月～2016年7月，我們觀察了葛根素皮下注射對妊娠期低蛋白飲食孕鼠所產仔鼠生長發育及骨質代謝的影響，現分析結果并探討其機制。

1 材料與方法

1.1 材料 健康3月齡SD大鼠，雌性18只、雄性9只，體質量220～260 g，由湖南省人民醫院實驗動物中心提供。葛根素注射液，購自天津藥業集團新鄭股份有限公司，批號：1103251，規格：50 mg：2 mL/支。胰島素樣生長因子1(IGF- 1)、骨保護素(OPG)、骨鈣素(BGP)、骨堿性磷酸酶(BALP)試劑盒均購自武漢優爾生科技股份有限公司。

1.2 大鼠分組處理 所有大鼠分籠適應性喂養1周，按照雌雄2∶1的比例置于同一籠中交配，按照文獻[5]方法判定是否受孕。根據受孕時間將孕鼠編號，采用隨機數字表法將18只孕鼠分為正常蛋白飼料喂養6只、低蛋白飼料喂養12只。正常蛋白飼料喂養雌鼠在孕期、哺乳期均給予21%正常蛋白飼料喂養。低蛋白飼料喂養雌鼠孕期給予10%低蛋白飼料喂養至分娩，哺乳期改為21%正常蛋白飼料喂養[5,6]。孕鼠陰道涂片確定受孕后20～22天分娩，兩組均產仔，未發生流產現象。18只雌性大鼠中有16只成功受孕，其中正常蛋白飼料喂養6只、低蛋白飼料喂養10只。低蛋白飼料喂養大鼠中1只出現“食幼”現象，剔除實驗。將正常蛋白飼料喂養大鼠分娩的仔鼠作為正常組(69只)，將低蛋白飼料喂養大鼠分娩的仔鼠隨機分為模型組(41只)、葛根素組(58只)。三組出生24 h內分別死亡3、2、3只，組間比較P>0.05。葛根素組自出生1周開始，每日腹部皮下注射葛根素注射液50 mg/(kg·d)；正常組、模型組腹部皮下注射等體積滅菌用水。三組均連續干預2周。

1.3 相關指標觀察 ①體質量：使用Kemdy KD. F電子天平，按照文獻[5]方法每日測量仔鼠體質量，統計仔鼠出生時及出生1、3、8周時體質量及出生時IUGR發生率。②血清IGF- 1、OPG、BGP、BALP水平：各組分別于出生1、3、8周時經心臟采血，離心后留取上清液，置于-70 ℃冰箱保存。采用ELISA法檢測血清IGF- 1、OPG、BGP、BALP。

2 結果

2.1 三組體質量及IUGR發生率比較 模型組出生時及出生1、3、8周時體質量均低于正常組(P均<0.05)；葛根素組出生時及出生1周時體質量均低于正常組(P均<0.05)，出生3、8周時體質量與正常組比較P均>0.05，出生3、8周時體質量均高于模型組(P均<0.05)，見表1。正常組、模型組、葛根素組出生時發生IUGR分別有1、32、49只，IUGR發生率分別為1.45%、78.05%、84.48%。模型組、葛根素組IUGR發生率均高于對照組(P均<0.05)。

表1 三組體質量比較

注：與正常組同時間點比較，*P<0.05；與模型組同時間比較，△P<0.05。

2.2 三組血清IGF- 1、OPG、BGP、BALP水平比較 出生1周時，正常組血清IGF- 1、OPG、BGP、BALP水平均高于模型組及葛根素組(P均<0.05)。出生3周時，正常組血清IGF- 1、BGP、BALP水平均低于模型組及葛根素組；葛根素組血清IGF- 1、BALP水平均高于模型組；組間比較P均<0.05。出生8周時，葛根素組血清BGP高于模型組(P<0.01)，BALP低于模型組(P<0.05)。其余各組間各時間點比較P均>0.05。見表2。

表2 三組血清IGF- 1、OPG、BGP、BALP水平比較

注：與同組出生1周比較，*P<0.05；與同組出生3周比較，#P<0.05；與正常組同時間點比較，△P<0.05；與模型組同時間點比較，▽P<0.05。

3 討論

胎兒各組織、器官的正常生長發育依賴于母體蛋白質、脂類、碳水化合物等營養物質的適量攝入，母體孕期各類營養物質的攝入及其營養狀況直接影響胎兒的生長發育。若在孕期母體因蛋白質攝入不足，會導致胎兒IUGR，甚至生長發育受阻，直接影響胎兒的分娩和智力發育。另有研究證實，IUGR與成年期心臟病、腦卒中、糖尿病等疾病的發生關系密切[2]。IUGR的致病因素較多，目前比較明確的有妊娠期營養不良、胎兒宮內感染、多胎妊娠、妊娠期不良生活習慣、接觸有毒物質或射線、環境污染等[2,6]，其中以妊娠期營養不良最為常見，尤其是蛋白質和熱量攝入不足所致IUGR約占IUGR發病率的50%。本研究結果顯示，模型組、葛根素組出生時體質量均低于正常組，兩組IUGR發生率均高于對照組，提示低蛋白飲食是導致IUGR發生的重要原因。

葛根素為葛根的主要活性成分之一，屬于異黃酮類化合物，化學名為8- β- D- 葡萄吡喃糖- 4,7- 二羥基異黃酮，分子式為C21H20O9?，F代藥理學研究表明，葛根素的主要藥理作用有擴張冠狀動脈、抗心肌缺血、降低心肌耗氧量、降血糖、調節血脂、改善微循環、防止骨吸收及促進骨骼生長，對腦缺血及缺血再灌注引起的神經細胞損傷亦具有保護作用等[7]。臨床研究發現，葛根素能改善成年人及老年人骨代謝及絕經婦女、老年人骨質疏松，可促進骨折恢復；促進成骨細胞作用、抑制破骨細胞作用是其主要作用機制[8,9]。基礎研究顯示，葛根素可促進成骨細胞增殖、分化，抑制破骨細胞作用，通過增加骨形成、減少骨吸收而避免骨量丟失，改善骨密度，可用于防治成年期骨質疏松癥[10]。

IGF- 1是一類廣譜促生長因子，與胰島素結構類似，具有促進有絲分裂，刺激細胞生長、增殖及分化等功能，主要影響合成代謝，可提高葡萄糖和氨基酸的攝取率；亦是骨骼中含量最豐富的生長因子[11]，能介導內分泌因子調節骨骼生長，刺激骨膠原合成與基質礦化，促進軟骨成熟、骨形成及分化。OPG是由成骨細胞合成并分泌的，具有抑制破骨細胞分化成熟的作用，其水平變化先于骨密度，可較早反映骨代謝狀況。有研究認為，老年骨質疏松癥患者血清OPG水平升高可在一定程度上抑制骨量丟失，維持骨量[12]。BGP是骨骼中含量最豐富的膠原蛋白，在骨形成時由成骨細胞合成與分泌的，大部分BGP參與骨基質構建，僅有一小部分被釋放入血液循環。在骨吸收過程中骨基質被破壞，參與構建的BGP釋放入血，故外周血BGP水平能夠反映骨轉化情況，是評估骨形成異常的敏感指標[13]。BALP亦是由成骨細胞合成與分泌的，是骨形成的特異性標志物，可間接反映成骨細胞活性。血清BALP水平變化可準確反映骨改變的早期情況，是評價骨形成與骨轉換的標志物之一[14]。

有研究提示，嬰幼兒期低骨密度可能與妊娠期營養不良相關，可增加其成年期罹患骨質疏松癥的風險，但其發生機制尚不清楚[8]。本研究結果顯示，出生1周時，正常組血清IGF- 1、OPG、BGP、BALP水平均高于模型組及葛根素組，提示孕期低蛋白飲食導致骨代謝水平降低。出生3周時，模型組及葛根素組血清IGF- 1、BGP、BALP水平均高于正常組，提示孕期低蛋白飲食孕鼠所產仔鼠在上述指標方面存在追趕生長現象。出生3周時，葛根素組血清IGF- 1、BALP水平均高于模型組，提示骨形成增加，說明葛根素在追趕生長現象中可能具有較好的促進作用。追趕生長亦叫補償性生長，用于描述因病理因素導致生長遲緩的兒童在去除這些病理因素后出現的生長加速現象。追趕生長不足會導致兒童身材矮小及認知功能發育落后，但過度追趕生長可能會導致成年期肥胖、高血壓、心腦血管疾病、胰島素抵抗及糖尿病、內分泌紊亂及脂代謝異常等不良結局。有研究報道，早產兒早期過高的骨轉化率可能是導致其成年期代謝性骨病的發病機制之一[15]，早產兒及小于胎齡兒其追趕生長趨勢與體內IGF- 1水平變化一致[16]。本研究結果顯示，出生8周葛根素組血清BGP水平高于模型組，血清BALP水平低于模型組，其余各組間比較差異均無統計學意義。提示模型組出生8周時仍在以較高的骨轉化率追趕生長，而經葛根素干預后的仔鼠骨轉化率較前降低，推測葛根素能在維持其適度追趕生長的同時改善其成年期骨骼的發育狀態。

綜上所述，葛根素皮下注射可促進妊娠期低蛋白飲食孕鼠所產仔鼠生長發育，其機制可能是通過調節血清IGF- 1、OPG、BGP、BALP水平，改善骨代謝狀態，繼而使其保持適宜的追趕生長。

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陳平洋(E- mail: wycpyfu@163.com)

10.3969/j.issn.1002- 266X.2017.36.014

R714.43

A

1002- 266X(2017)36- 0046- 03

2017- 02- 12)