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脑安萃取液对实验性兔动脉粥样硬化血管重构的影响

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摘要:目的:探讨脑安萃取液实验性动脉粥样硬化模型血管重构影响及其可能的机制。方法:采用高脂喂饲制备兔动脉粥样硬化模型,给药组给予脑安萃取液[40mg/(kg•d)]治疗12周。分别于实验前、实验12周末,经耳缘静脉抽血,测定血脂、SOD、MDA含量,取各组动物胸主动脉标本做病理形态学检查,并利用计算机图象分析系统观察动脉硬化进程中血管重建相关指标的变化及药物对其的影响。结果:脑安萃取液可以显著降低实验兔血清总胆固醇、甘油三酯、LDL、MDA含量,增加血清SOD含量,并能减低血管内膜-中层厚度,减少硬化斑块面积,与高脂模型组比较差异显著(P

关键词:动脉粥样硬化;血管重构;脑安萃取液;新西兰兔

中图分类号:R-33 文献标识码:A 文章编号:1673-7717(2008)04-0772-03

血管重构(Vascular remodeling)是指机体在生长、发育、衰老和疾病过程中,血管为适应体内外环境的变化而发生的形态结构和功能的改变[1]。血管重构包括组份不变的重排和结构、功能变化的重建,是许多心脑血管疾病共同的病理生理基础,是动脉粥样硬化过程中管腔狭窄与否的重要影响因素,逆转组织病理性血管重构已成为心脑血管疾病研究领域的热点问题。

脑安萃取液由川芎、当归、红花、人参等组成,应用CO2超临界萃取现代制药工艺而开发的国家级新药。笔者以往的研究发现,该药具有活血化瘀、改善脑血管功能的作用,是脑血管疾病预防和治疗的有效药物[2-3]。最近国外学者发现,流速减慢(切应力为5 dynes/cm2时)作用于血管内皮细胞,可使细胞过度增殖,破坏了机体细胞的稳态,从而促进动脉粥样硬化的发生和发展[4],但脑安萃取液活血化瘀、改善脑血管功能的作用是否与此有关,尚未见文献报道。本研究通过复制动脉硬化兔模型,对兔动脉进行定性观察和定量分析,以探讨脑安萃取液在动脉粥样硬化血管重构进程的作用,为进一步研究活血化淤中药防治动脉粥样硬化血管重构提供实验依据。

1材料和试剂

1.1实验动物新西兰大耳白兔,雄性,体重(2.0±0.2)kg,4月龄。由中科院实验动物中心提供。动物饲养于恒温(20±3)℃动物房内,通风良好,光照12h,湿度50%~60%,每天上、下午各排气1次,每次30min以上,定期紫外线消毒1~2h。

1.2实验药物脑安萃取液:为棕黄色油状混悬液,批号:020526,上海市脑血管病防治研究所提供。

1.3主要试剂TC试剂盒,TG试剂盒,LDL试剂盒,HDL试剂盒,均由浙江东瓯生物工程有限公司提供。超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒,丙二醛(MDA)试剂盒,苏丹Ⅲ染液,HE染液由南京建成生物工程研究所提供。胆固醇由中国医药(集团)上海化学试剂公司提供。

1.4主要仪器CV-300血液动力学检测仪,由上海麦登电子设备有限公司提供;0406-1离心机,由上海手术器械厂提供;XSZ-D2生物倒置显微镜,由四川成都新庆重光仪器有限公司提供;复日FR-988生物显微图像分析仪,由上海复日科技有限公司提供;TU1221分光光度计:由北京市医用仪器设备公司提供。

2实验方法

2.1高脂饲料组成1%胆固醇+5%猪油+5%蛋黄粉+89%基础饲料

2.2实验动物造模和分组将动物随机分为3组,每组10只动物。正常动物(对照组):喂饲基础饲料,正常饮水;高脂饲料喂食动物(模型组):基础饲料喂食2周后,给予高脂饲料(150g/只,其余用基础饲料补足),正常饮水;脑安萃取液喂食动物(给药组):动物用基础饲料喂食2周后,给予高脂饲料造模同时给予脑安萃取液(40mg/kg)。定期测体重,实验共12周。

2.3检测指标的测定①血脂、血清、SOD、MDA检测:实验12周末,实验兔在空腹禁食8h(不禁水)后,从耳中央动脉取血10mL,4℃静置24h,分离血清。采取酶法测定总胆固醇、甘油三酯、LDL、HDL、SOD、MDA,按试剂盒说明书操作,使用TU1221分光光度计进行测定。

②AS病理形态学检查:实验结束将兔放血处死,剖开胸腹腔,取出胸主动脉、颈动脉、腹胸主动脉,从背侧面纵形切开,将动脉上的脂肪组织剔除,生理盐水冲洗血管壁内外残血,将血管条放置于4%多聚甲醛固定4h,再将血管条取出用生理盐水冲洗后,置于苏丹Ⅲ染液中(染色液量是组织体积的5~6倍,染色液每次染色1次)染色10min,再次用生理盐水冲洗。将血管条放置在滤纸上,以透明胶片覆盖用黑色彩笔描出内膜苏丹Ⅲ着色部(斑块呈红色)及整条动脉轮廓,扫描后用复日生物显微图像分析系统计算粥样硬化斑块占整个动脉面积的百分比。同时自胸胸主动脉和颈总动脉取材做石蜡切片,HE染色后用显微镜观察胸胸主动脉和颈总动脉的形态。

2.4统计学处理所有数据用±s表示,应用SPSS10.0软件包进行组间t检验,以P

3实验结果

3.1脑安萃取液对兔血清生化指标的影响结果显示:实验前各组动物的体重和各项血脂指标比较均无显著性差异。给兔喂食高脂饲料12周,与对照组相比,血清TC、TG及LDL的含量均明显增加(P

3.2脑安萃取液对兔颈动脉血流速度的影响实验前各组兔颈动脉血流速度没有明显差异。高脂饲养12周时,模型组兔颈动脉的Vmax、Vmin显著低于对照组(P

3.3脑安萃取液对兔血管病理改变的影响肉眼观察:对照组兔各动脉管腔光滑完整,呈灰白色,未发现AS斑块、条纹及脂点出现。模型组及给药兔的血管内膜均有不同的淡黄色斑块,以胸主动脉弓、腹胸主动脉、颈总动脉分叉处较为明显,并呈灶状、条索状及不规则的小片状分布,略突出于内膜表面。

光学显微镜下,对照组胸主动脉管腔未见异常改变,内皮细胞完整,单层紧贴内弹力板,中层平滑肌细胞排列整齐。模型组动物胸主动脉内皮细胞损伤严重,广泛脱落,内皮下大量泡沫细胞聚集,内膜增生严重,内膜出现大量充满脂质空泡的泡沫细胞,呈气球样改变;管腔表面不光滑,管腔明显变窄而大小不规则,有的泡沫细胞极度膨大,并可见脂肪坏死中心;中膜亦可见不规则增厚,并有少量泡沫细胞浸润,平滑肌细胞增生、排列紊乱,可见向内膜迁移趋势,部分血管内弹力板分离断裂,失去波浪起伏状,变为平直紊乱。给药组动脉内皮缺损明显减轻,内膜增厚较模型组明显减轻,泡沫细胞减少(见图1)。对血管重构和内膜增殖指标进行量化分析,模型组斑块面积和内膜-中层厚度与对照组比较差异显著(P

4讨论

本研究用高脂饲料饲养,成功复制出兔动脉粥样硬化模型,其主要表现为模型组动物的血清TC、TG、LDL明显高于正常对照组。结果表明,高血脂兔给予脑安萃取液对脂质代谢失调有明显的改善和调节作用,对动脉粥样硬化病变的形成有保护作用,表现为明显地降低血清TC、TG、LDL水平。脂质过氧化损伤直接造成血管细胞受损,成为发生AS病变的基础。AS模型组兔的血清SOD、MDA含量与对照组相比,血清SOD明显降低,MDA明显升高,说明在喂食高脂饲料造成AS形成的过程中,血管的氧化损伤十分明显,与文献报道一致。本研究发现脑安萃取液能够提高血清SOD含量,降低MDA含量,表明脑安萃取液能够通过提高SOD活性,增强体内血管的抗氧化能力,降低其氧化损伤,延缓AS形成,同时也提示抗血管氧化损伤也可能是脑安萃取液防治AS的重要机制。

血管重构是在血流动力学及体液因子作用下血管的动态构型变化过程,是血管壁对血流动力学及体液和局部内分泌因素改变的一种较长期的适应性反应,主要表现为血管壁细胞的迁移、增殖、肥大、细胞外基质的合成与降解、外膜的改变等,使管腔比例和几何形状发生改变。目前认为,血管内皮损伤后的管腔狭窄主要是VSMC 的增殖和迁移、细胞外基质合成、血小板的大量聚集、血栓形成等引起,这些在血管损伤后发生的一系列复杂的生物学反应过程相互作用,造成了大量的新生内膜形成(内膜增殖),发生病理性的血管重构,而引起动脉血管不同程度的狭窄[5]。Sho等人结扎胸胸主动脉与腹胸主动脉交界处,发现血流减少可诱导血管壁细胞增殖异常[6]。Fung[7]等人研究证实,血液流动产生的切应力及其累加效应作用于内皮细胞,可引起血管壁组织重构,从而影响动脉粥样硬化的发生、发展和病程转归。在以往的研究中笔者发现脑安萃取液可以减少低切应力导致的内皮细胞凋亡,抑制内皮细胞增殖[8]。在本实验中发现,高脂饲养12周后,模型组兔颈动脉的内中膜厚度明显低于脑安萃取液组,且其Vmax、Vmin也显著低于脑安萃取液组,表明脑安萃取液能抑制动脉粥样硬化兔的内中膜增厚。提示脑安萃取液抑制动脉粥样硬化血管重构可能还与改善血流速度有关。

综上所述,本实验结果表明脑安萃取液能抑制高脂所致的动脉粥样硬化血管重构过程,其机制除了调节血脂和抗氧化作用以外,还可能与脑安萃取液改善血液流动和维持内皮细胞稳定等有关。但脑安萃取液改善血液流动的具体机制,尚有待于深入研究。

参考文献

[1]王桂清. 血液动力学在血管重构中的作用[J].基础医学与临床,2004, 24(3):264-268.

[2]张旭静,范柳,王素春,等.脑安胶囊的不同制剂对大鼠血小板聚集的影响[J].医药导报,2003,22(2):77-79.

[3]张旭静,范柳,曹奕丰,等.川芎当归超临界CO2萃取液对犬脑血液动力学影响[J].药学实践杂志,2002,20(4):231-233.

[4]Akimoto S, Mitsumata M, Sasaguri T, et al. Laminar Shear Stress Inhibits Vascular Endothelial Cell Proliferation by Inducing Cyclin-Dependent Kinase Inhibitor p21(Sdi1/Cip1/Waf1)[J].Circulation Research 2000,86:185-190.

[5]Wiegman PJ , Barry WL, Mcpherson JA, et al. All-trans retinoic acid limits restenosis after balloon angioplasty in the focally atherosclerotic rabbit:a favorable effect on vessel remodeling[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2000,20(1):89-95.

[6]Sho E, Nanjo H, Sho M, et al. Arterial enlargement, tortuosity, and intimal thickening in response to sequential exposure to high and low wall shear stress[J]. J Vasc Surg,2004(3):601-612.

[7]Fung YC, Liu SQ. Elementary mechanics of the endothelium of blood vessels[J].J Biomech Eng,1993,115(1):1-12.

[8]范柳,王素春,张旭静,等.川芎、当归、红花和人参萃取液对低切应力环境下血管内皮细胞凋亡的影响[J].解剖学杂志,2003,26(3):239-241.