洋參御糖丸對糖尿病大鼠心肌微血管病變的干預作用

隋艷波，孫 藝，王瑞楠，謝 寧*

（1.黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院，哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫藥大學，哈爾濱 150040）

糖尿病微血管病變是糖尿病最常見的慢性并發癥，更是所有糖尿病患者致死致殘最為主要的原因。本研究采用民間驗方洋參御糖丸，以前期臨床及動物研究證實其治療糖尿病安全有效為基礎[1-2]，進一步觀察洋參御糖丸對糖尿病大鼠心肌超微結構及血管內皮功能紊亂的干預作用，為洋參御糖丸推廣應用奠定理論基礎。

1 實驗材料

1.1 實驗動物 SPF 級健康Wistar 雄性大鼠80 只，體質量（180±20）g，購買自黑龍江中醫藥大學GCP實驗動物中心。所有大鼠自由飲水和進食飼料，適應性喂養1 周，保障實驗室空氣流通，相對濕度維持在40%～70%之間，溫度保持在20～24 ℃之間。

1.2 實驗藥品 中藥飲片包括黃芪、西洋參、玉竹、麥冬、烏梅、白芍、山藥、葛根、女貞子、龜板、山茱萸等，上述飲片均購自北京同仁堂科技發展股份有限公司；洋參御糖丸由黑龍江省中西醫結合研究所所屬制劑室加工生產；鹽酸二甲雙胍片，商品名：格華止；生產批號：國藥準號H20 023370；生產廠家：中美上海施貴寶制藥有限公司。

1.3 實驗試劑 血糖試紙（美國強生公司）；磷酸二氫鈉、檸檬酸、丙酮、檸檬酸鈉（天津市化學試劑三廠）；多聚甲醛、磷酸戊二醛固定液（北京賽馳生物科技有限公司）；鏈脲佐菌素（批號s-0130，AIGMA公司）；糖化血紅蛋白試劑（南京建成生物工程研究所）；二抗PV6001（北京中山生物有限公司）；大鼠血管內皮細胞粘附分子1（VCAM-1）免疫組化試劑盒、大鼠血管內皮細胞生長因子（VEGF）免疫組化試劑盒、大鼠糖基化終產物（AGCs）免疫組化試劑盒（北京博奧森生物有限公司）。

1.4 儀器 血糖儀（美國強生公司）；電熱恒溫干燥箱（上海一橫有限公司）；超低溫冰箱（日本三洋公司）；組織切片機（2135）：德國萊卡；醫用微波爐（日本）；透射電鏡（1220）：Olympus 公司。

2 實驗方法

2.1 實驗動物飼料 普通飼料由黑龍江中醫藥大學實驗動物中心加工生產；高糖高脂飲食飼料配置：在常規普通飼料的基礎上，混合加入10%白砂糖、10%蛋黃粉、2%膽固醇和13%豬油，上述飼料混勻后，每周一次由黑龍江中醫藥大學實驗中心加工成顆粒，謹防飼料霉變。

2.2 造模及分組 隨機選擇10 只Wistar 大鼠作為空白組，給予常規普通飼料飼喂；70 只大鼠高脂高糖飼料連續飼喂8 周后，一次性腹腔注射鏈脲佐菌素進行糖尿病造模（鏈脲佐菌素給藥劑量：30 mg/kg），72 h 后檢測尾靜脈血糖，篩選隨機連續2 次以上血糖≥16.7 mmol/L 做為糖尿病模型大鼠成功標準，篩選符合上述標準的糖尿病大鼠給予高脂高糖飼料繼續飼喂12 周，誘導糖尿病大鼠形成微血管病變。

篩選符合標準大鼠隨機分為模型組、洋參御糖丸高劑量組、洋參御糖丸低劑量組以及二甲雙胍組進行后續實驗。各組大鼠均自由進行攝食和飲水，藥物灌胃4 周后進行組織取材和相應指標檢測。

2.3 給藥方法 各組大鼠每日固定時間灌服相應藥物，療程4 周，結合前期實驗結果并參照“人與動物間體表面積折算等效劑量比值表”各組大鼠給藥劑量確定如下：二甲雙胍組70 mg/（kg·d）；洋參御糖丸高劑量組：2.7 g/（kg·d）；洋參御糖丸低劑量組1.35 g/（kg·d）；空白組大鼠每日同等量蒸餾水；模型組大鼠予相同體積蒸餾水。

2.4 標本采集 灌胃4 周后次日清晨空腹進行標本采集，尾靜脈采血測血糖，去眼球收集全血4 mL，3 000轉/min，離心5 min，分離保存血清和紅細胞備檢糖化血紅蛋白；烏拉坦麻醉狀態下，剪毛備皮消毒，開胸，剪開心包膜，直接暴露心臟，剪斷主動脈，迅速取出整個心臟，置于冰袋上，剪去心房和血管，保留左心室心肌，分離切割成3 mm×3 mm×3 mm 心肌塊，慮紙拭干血漬，4%多聚甲醛固定液內固定免疫組化指標檢測；左心室心肌分離切割成1 mm×1 mm×3 mm 組織塊，戊二醛溶液固定，以備電鏡檢測。

2.5 指標檢測 全自動生化儀測定各組大鼠空腹血糖；比色法測定糖化血紅蛋白；電鏡觀察心肌超微結構；免疫組化法檢測心肌AGEs、VEGF、VCAM-1：以積分光密度（IOD）代表AEGS、VCAM-1和VEGF的相對表達量，積分光密度（IOD）=陽性面積×平均光密度。

2.6 統計分析 實驗數據采用SPSS 20.0 進行統計和分析，計量資料用均數±標準差（）表示，各組大鼠組間比較滿足方差齊性時采用方差分析，方差不齊則采用T 檢驗。

3 結果

3.1 洋參御糖丸對糖尿病大鼠糖代謝及糖化血紅蛋白的影響 見表1。

表1 洋參御糖丸對糖尿病大鼠糖代謝及糖化血紅蛋白的影響（）

表1 洋參御糖丸對糖尿病大鼠糖代謝及糖化血紅蛋白的影響（）

注：與空白組比較，# P ＜0.05；與模型組比較，△P ＜0.05；與二甲雙胍組比較，▲P ＜0.05

模型組大鼠血糖、HbA1C較空白組顯著升高（P＜0.05）；二甲雙胍組大鼠以及洋參御糖丸高劑量組和洋參御糖丸低劑量組均不同程度降低大鼠血糖、糖化血紅蛋白，與模型組相比差異顯著（P＜0.05）；而且二甲雙胍組在降低血糖、糖化血紅蛋白方面的作用明顯優于洋參御糖丸組，差異有統計學意義（P＜0.05）。

3.2 洋參御糖丸對糖尿病大鼠心肌超微結構的影響 見圖1～5。透射電鏡下觀察空白組大鼠心肌結構清晰，肌纖維排列整齊，閏盤鏈接規整；細胞核結構完整，形態一致；線粒體清楚；明暗帶分布均勻清晰；肌絲排列整齊，微血管數目正常，微血管基底膜未見增厚。模型組心肌細胞核畸形，結構紊亂；閏盤扭曲、斷裂，形態參差不齊；肌原纖維明顯減少，明暗帶模糊，Z 線和M 線看不清，部分肌絲及基質溶解；線粒體腫脹，結構不清，甚至空化，大小及形狀不一致；心肌微血管數目明顯增加，但完整清晰的微血管數目較少，基底膜明顯增厚。二甲雙胍組大鼠肌原纖維排列整齊，肌絲結構正常，明暗帶清楚，細胞核橢圓形，結構正常；線粒體大小及形態一致，結構清晰，心肌微血管數目及基底膜厚度正常。洋參御糖丸高劑量組大鼠肌原纖維排列整齊，Z 線和M 線清楚，可見明暗帶；細胞核結構完整清晰；線粒體排列規整，部分腫脹，未見空泡化；閏盤鏈接較完整；與模型組比較，心肌微血管數目增多，但未見明顯基底膜增厚。低劑量組大鼠心肌細胞核及線粒體結構完整，排列均勻，肌原纖維輕度減少，閏盤鏈接尚算完整，僅見少量肌絲斷裂，部分線粒體腫脹，微血管數目尚可，基底膜厚度輕度增加。

圖1 各組大鼠電鏡下心肌細胞超微結構

圖2 各組大鼠電鏡下心肌微血管形態

3.3 洋參御糖丸對糖尿病大鼠心肌AGEs、VEGF、VCAM-1 的影響 見表2。本研究結果顯示糖尿病心肌病模型大鼠心肌AGEs、VEGF、VCAM-1 表達水平較空白組明顯增加，差異有統計學意義（P＜0.05）；空白組僅有少量上述物質表達；二甲雙胍和洋參御糖丸高劑量組大鼠心肌AGEs、VEGF、VCAM-1 表達水平較糖尿病心肌病模型組大鼠顯著下降，差異有統計學意義（P＜0.05）；洋參御糖丸低劑量組上述指標表達水平下降并不明顯（P＞0.05）。

4 討論

根據各醫家對糖尿病微血管病變的認識以及臨床經驗，在該病辨證論治方面尚無一致的結論和標準，脈絡中的孫絡在形態和功能上與微血管基本一致，絡病思想符合糖尿病微血管病變特點。臨床研究表明，中醫藥在防治糖尿病微血管病變中有著較好的療效優勢[3-4]。洋參御糖丸中君藥為西洋參、黃芪，臣藥為山藥、山茱萸，諸藥合用共同起到益氣養陰、補脾益腎之功效。此方經過長期臨床應用表明其對糖尿病慢性并發癥具有良好的功效[5-6]。

圖3 各組大鼠心肌AGEs

圖4 各組大鼠心肌VCAM-1

圖5 各組大鼠心肌VEGF

表2 洋參御糖丸對糖尿病大鼠心肌AGEs、VEGF、VCAM-1 的影響

糖尿病心肌微血管病變主要病理特征為微血管內皮損傷、管壁通透性增加、微血管基底膜增厚、舒縮功能障礙，微血栓形成，最終導致管腔狹窄甚至閉塞。VCAM-1 會增加內皮細胞間的黏附效應，參與組織修復、炎癥反應、血栓形成等病理生理過程；VEGF 在促進血管內皮細胞增殖、分化及遷移的同時，還會增加血管通透性，進而影響血液動力學。AGEs 積聚造成細胞間通透性增高，內皮細胞間氧彌散功能降低，導致微血管內皮細胞增殖和微血管功能退化。高糖高脂聯合腹腔注射鏈脲佐菌素建立的糖尿病大鼠模型具有典型的心肌微血管損傷病理特點。洋參御糖丸高劑量組治療后糖尿病大鼠血糖、HbA1C均有所下降；心肌纖維排列整齊，肌絲結構正常，細胞核線粒體結構清晰，心肌微血管數目正常，表明本方在降糖同時能夠修復心肌超微結構的損傷；大鼠心肌AGEs、VEGF、VCAM-1 表達顯著下降，說明洋參御糖丸具有降低AGEs、抑制病理性微血管促新生效應、抑制促內皮細胞黏附積聚作用，進而可能延緩糖尿病微血管病變進程。前期研究亦表明，洋參御糖丸能夠降低微血管通透性、清除心肌自由基、提高心肌抗氧化能力[7]，表明該方具有防治糖尿病微血管病變的功效。現代藥理學研究表明，洋參御糖丸方中主要藥味及其有效成分均有降糖及改善微血管病變作用，西洋參莖葉皂苷及葛根素有調脂、降糖、改善胰島素敏感性和改善心肌缺血作用[8-11]，另外可以調節高糖損傷血管內皮細胞PI3K/Akt 信號通路[12]；黃芪活性成分、黃芪甲苷、黃芪多糖均有調節血糖、抗氧化及改善內皮細胞功能作用[13-16]；山茱萸環烯醚萜總苷、女貞子提取物總三萜酸、女貞子中齊墩果酸具有調節糖脂代謝，改善血流變，恢復血管收縮與舒張功能作用[17-20]；綜上所述，洋參御糖丸具有調節血糖，修復高糖損傷心肌病理結構的作用，可能通過減少血管內皮細胞與單核細胞黏附以及抑制血管內皮細胞增殖來減緩血管內皮細胞功能紊亂，進而改善糖尿病心肌微血管病變。