黄酮类对实验性糖尿病心血管改变的干预研究

【摘要】：背景：糖尿病患者极易并发心血管疾病,心血管并发症是糖尿病患者最主要的死亡原因,高血糖诱导的氧化应激、血管内皮损伤在糖尿病早期即可出现,是糖尿病心血管病变的关键起始事件。杭白菊总黄酮(total flavonoid of Flos Chrysanthemi, TF)及其两个主要单体成分luteolin与apigenin具有舒张血管、抗心律失常、抗心/脑缺血再灌注损伤、抗氧化应激等生物学作用,但是有关TF及其单体luteolin与apigenin干预糖尿病心血管并发症的研究国内外尚未见报道。目的：研究杭白菊总黄酮及其主要单体成分luteolin与apigenin对实验性糖尿病心血管改变的干预作用以及潜在的作用机制。方法：采用链脲佐菌素诱导的早期糖尿病大鼠模型(造模成功8周后)、离体高浓度葡萄糖(44 mM,4h)胸主动脉急性损伤模型及高葡萄糖(33 mM,48 h)培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC)模型作为主要研究对象,首先观察慢性整体给药杭白菊总黄酮及其主要单体成分luteolin与apigenin对早期糖尿病大鼠心脏病理结构、心肌收缩功能及心肌氧化/抗氧化各项指标的影响,探讨其可能的作用机制；之后采用Organ bath系统检测慢性整体给药杭白菊总黄酮及其主要单体成分luteolin与apigenin对早期糖尿病大鼠胸主动脉内皮依赖性舒张功能的影响,并对其可能的作用机制进行研究；最后采用高葡萄糖离体孵育血管及高葡萄糖培养人脐静脉内皮细胞模型观察luteolin与apigenin急性给药对高糖孵育的离体胸主动脉内皮依赖性舒张功能及高糖培养内皮细胞活度与PKC表达的影响,探讨其相关机制。结果：TF(200mg/kg/d)、luteolin (10,50,100 mg/kg/d)、apigenin (10,50,100 mg/kg/d)灌胃治疗8周后均不改变糖尿病大鼠血糖,但是浓度依赖性改善了糖尿病大鼠体重。TF、高剂量luteolin及apigenin抑制了糖尿病大鼠心血管氧自由基(ROS)过量生成,提高了心血管组织超氧化物歧化酶(SOD)活性,减少了心肌纤维化和心室肥大,增强了糖尿病大鼠心脏收缩舒张功能、内皮依赖性血管舒张功能、胸主动脉内皮源性一氧化氮合酶(eNOS)活性及一氧化氮(NO)水平,减小了糖尿病心肌Ca2+诱导的线粒体渗透性转换孔开放程度,抑制了PMA诱导的血管收缩反应。并且TF、luteolin及apigenin灌胃后对糖尿病大鼠心血管的改善作用无显著差异,其对糖尿病大鼠的内皮依赖性舒血管作用均被NOS抑制剂L-NAME与鸟苷酸环化酶抑制剂亚甲蓝所取消。luteolin及apigenin浓度依赖性舒张正常大鼠胸主动脉,功能性去除胸主动脉内皮显著降低了其舒张功能,急性luteolin及apigenin处理均明显减轻了高葡萄糖对大鼠胸主动脉内皮依赖性舒张功能的损伤(该改善作用被L-NAME所取消),增强了高糖胸主动脉SOD与eNOS活性,减少了ROS过量生成与NO水平的下降。luteolin及apigenin共培养抑制了高葡萄糖导致的HUVEC细胞活度下降与ROS过量生成,显著减少了内皮细胞膜PKCβ2的表达,对细胞质PKCβ2表达无明显影响。结论：杭白菊总黄酮灌胃治疗对糖尿病大鼠心血管的保护作用可能主要是通过其单体成分luteolin及apigenin来实现的,而后两者通过增强心血管SOD活性,减少ROS过量生成,由此减少心肌MPTP开放,激活血管eNOS-NO-cGMP通路发挥对糖尿病心血管的保护作用。luteolin与apigenin抑制糖尿病血管内皮细胞PKCβ2的表达及膜转位活化,减少内皮氧化应激损伤可能是这两种黄酮单体及杭白菊总黄酮保护糖尿病心血管系统的重要途径。