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槲皮素对NAFLD大鼠血清SOD活力和MDA含量的影响

  • 投稿古井
  • 更新时间2015-09-24
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李秀丽,白 音,刘志杰,刘青妍,周家乐,李林晔,吴传昊,赵燕星,郑晓敏

(赤峰学院 医学院,内蒙古 赤峰 024000)

摘 要:目的:研究槲皮素对NAFLD大鼠血清SOD活力和MDA含量的影响.方法:SD大鼠高脂饮食8周形成NAFLD模型,槲皮素低、中、高剂量(100、200、300mg/kg)干预4周,肝脏HE染色观察NAFLD模型大鼠肝脏病理改变,计算肝湿重和肝指数,检测血清和肝脏的甘油三酯(TG)、血清转氨酶(ALT、AST)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)、高密度脂蛋白胆固醇(HLD-c)水平;进行肝组织丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)的测定.结果:与模型组相比,槲皮素中、高剂量组大鼠体重、肝湿重、肝指数降低,血清TG、TC、LDL-c、ALT、AST显著下降,而HLD-c无变化;肝脏HE染色显示脂质沉积减轻;SOD显著升高,MDA显著下降.结论:槲皮素剂量依赖性地改善NAFLD,其机制可能与上调SOD和下调MDA有关.

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关键词 :槲皮素;非酒精性脂肪性肝病;脂质代谢;氧化应激

中图分类号:R575文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)08-0064-03

基金项目:内蒙古自治区自然科学基金项目(2013MS1115); 内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZC13316);赤峰学院重点实验室建设项目资助

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver diseases, NAFLD)是一种进展性疾病.发病机制不清,1998年Day和James提出的“二次打击”学说现已成为解释NAFLD发生机制的主要理论.“第一次打击”主要是指胰岛素抵抗(IR)和脂代谢紊乱所导致的肝细胞脂质沉积,形成单纯性脂肪肝,而在此基础上发生的氧化应激、脂质过氧化损伤成为NAFLD发病中的“第二次打击”[1],这些因素可以使脂肪变性后的肝细胞更易受到损伤进一步出现炎症,而发展成为非酒精性脂肪性肝炎.笔者在前期研究中阐述了槲皮素(Quercetin)通过影响IR和调节脂质代谢对改善脂质堆积细胞模型的改善作用[2-3],本文在此基础上,进一步研究槲皮素是否通过影响氧化应激改善NAFLD.

1 材料与方法

1.1 动物

清洁级雄性SD大鼠50只,体重180g~200g,由北京维通利华实验动物技术有限公司提供,许可证号:SCXK2012 -0001.动物饲养于赤峰学院医学院药理学教研室动物室,4-5只分笼饲养,自由摄食进水.温度23℃-24℃,湿度40%-45%,12小时明暗交替.

1.2 试剂与药物

甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)、高密度脂蛋白胆固醇(HLD-c)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒购自南京建成生物工程研究所.槲皮素购自郑州荔诺生物科技有限公司.

1.3 方法

SD大鼠50只,4-5只分笼饲养,经适应性喂养1周后,随机分为5组:正常对照组(Con)、模型组(Model)、槲皮素低剂量组(QuL,100mg/kg)、槲皮素中剂量组(QuM,200mg/kg)、槲皮素高剂量组(QuH,300mg/kg),每组为10只.Model、QuL、QuM、QuH组各给予高脂饲料(2g胆固醇、10g猪油、0.3g胆酸钠、87.7g普通饲料),建立NAFLD模型,Con组给予普通饲料喂养.各组实验动物皆自由饮水.第8周末从普通饲料组和高脂组各取出一只做病理验证是否成膜.9周开始QuL组、QuM组、QuH组每日上午8:30-9:00定时灌胃,分别给予槲皮素100mg/kg、200mg/kg、300mg/kg, Con组和mode两组给予蒸馏水4mg/kg,每日一次.槲皮素治疗4周,所有大鼠隔夜禁食12小时后,麻醉后解剖,自腹主动脉取血,离心取血清备用.迅速取出肝组织,用滤纸吸干表面,称重,并取肝右叶组织外侧端一块投入10%的多聚甲醛中固定以利于病理检查.其余肝组织投于液氮中速冻后,置于-80℃冰箱备用.

1.4 观测项目与方法

(1)观察SD大鼠的精神与食欲状态、毛发和活动情况.在全部实验完成后测体重和肝湿重,计算肝指数(肝指数 =肝湿重/体重×100%);(2)血清ALT、AST、TG、TC,LDL-C、HDL-C指标的测定,采用全自动生化仪检测.(3)肝组织SOD,MDA含量的测定.称取大鼠肝组织200mg,加冰生理盐水2mL后制成10%匀浆,4℃3500r·min离心15min后取上清液,SOD测定采用黄嘌呤氧化酶法,MDA采用硫代巴比妥酸比色分析法,操作步骤按试剂盒说明书.

1.5 统计学处理

用SPSS13.0软件包进行数据统计.计量资料采用(x±s)表示,两组间实验数据比较采用成组设计的两样本均数t检验,等级资料采用秩和检验.P<0.05表示差异有显著性.

2 结果

2.1 一般结果

各组大鼠均发育良好.正常组大鼠精神状态、进食与生长正常,活动度好,毛色润泽,皮毛整洁,无死亡.造模期间,高脂组进食正常,毛色偏黄暗淡,体重增加明显,模型组体形增长较给药组快,各组活动度较好,造模期间各组大鼠均未出现腹泻及死亡(表1).

2.2 肝脏病理染色

第八周末取高脂饲料组和普通饲料组肝脏病理标本,经HE染色显示,形成NAFLD模型.药物干预4周结果,HE染色观察,Con组肝细胞排列整齐,肝小叶规则,细胞呈多边形,中央有大而圆的核,细胞质均匀,肝细胞内无脂滴沉积.Model组肝细胞肿胀,胞质中出现大小不均的脂滴空泡,以大泡性脂肪滴为主,核居边,细胞界限不清.QueL组脂滴空泡有所减少,QueM、QueH剂量组脂滴空泡显著下降(图1).

2.3 槲皮素对大鼠肝脏指数的影响

与Con组比较,Model组大鼠体重增加明显(p<0.05),肝湿重和肝指数均显著高于Con组(P<0.05).与Model组相比,喂养4周末时QuL、QuM、QuH组大鼠体重均明显下降(中、高剂量组P<0.05,低剂量组无统计学意义),肝湿重明显降低(中剂量组P<0.05,高剂量组P<0.01,低剂量组无统计学意义),高剂量组大鼠肝指数明显降低(P<0.05),而低、中剂量组大鼠肝指数无统计学意义(P>0.05)见表1.

2.4 槲皮素对血清、肝组织生化指标的影响

2.4.1 槲皮素对血脂的影响:给槲皮素4周后QuH组、QuM组和QuL组大鼠血清TG、TC与Model组比较均有下降(P<0.05),其中QuH组TG显著下降(为P<0.01),QuM、QuH组的LDL-c组有下降趋势(P>0.05),而对于HDL-C的测定QuH、QuM、QuL组与Model组比较有升高趋势,但没有差异(P>0.05),详见表2.通过对肝组织中TG、TC的测定,Model组与Con组比较有显著性差异(P<0.05).给药组三个剂量组与模型组比较都有所降低(P<0.05),其中高剂量组降低胆固醇比较明显,具有非常显著差异(P<0.01),详见表3.

2.4.2 槲皮素对肝功能的影响:给药4周后,与Model组比较给药组大鼠血清ALT降低(QuL组和QuH组P<0.05,而QuM组无统计学意义);QuM组和QuH组大鼠血清AST较Model组降低(P<0.05,P<0.01),而QuL组无统计学意义(表4).

2.4.3 槲皮素对脂质氧化的影响:与Con组比较,Model组SOD活性显著降低(P<0.05),MDA显著升高(P<0.05).Model组QuM和QuH组大鼠的SOD明显提高(P<0.05),QuL组无意义.QuM、QuH组大鼠MDA与Model组相比均降低了,呈现非常显著性差异(P<0.01),QuL组MDA无显著性意义(表3).

3 讨论

随着糖尿病和肥胖在世界范围的流行,与之密切相关的NAFLD发病率也在不断提高,正日益成为公共健康问题.尽管目前学者们对NAFLD的病理生理学机制进行了大量研究,但其明确的发病机制和治疗药物现仍然不明确.国内外的学者针对其治疗药物和发病机制进行了广泛的研究.在本研究中,利用高脂饮食诱导形成的非酒精性单纯性脂肪肝模型,槲皮素组与模型组比较能改善高脂饮食诱导的SD大鼠模型的脂质堆积,降低TG和TC水平,降低ATL、AST.其作用机制如何?本研究从氧化应激和抗氧化的两个关键因子入手.

近年来,有关氧化应激发病机制和抗氧化剂在NAFLD发病进程中的防治作用日益引起广泛关注[4].氧化应激、脂质过氧化被认为可能是导致NAFLD并促其发展的最主要因素之一.在病理情况下活性氧(reactive oxygen soecies, ROS)的产生增多,超过抗氧化系统的清除能力出现相对或绝对过剩,其攻击临近组织、细胞产生氧化应激.氧化应激和ROS形成的主要部位,也是ROS打击的首要靶点是肝实质细胞线粒体.线粒体是肝细胞最重要的细胞器之一,是肝脏脂肪酸进行β氧化和三羧酸循环、ATP、ROS形成的主要场所.尽管线粒体能够修复ROS导致的线粒体DNA(mtDNA)的损伤,但由于mtDNA靠近细胞内膜(ROS的产生部位)并缺乏组蛋白和非组蛋白的保护,修复程序不完整,易受细胞内氧自由基侵袭,导致mtDNA碱基对的缺失突变,从而影响肝细胞脂肪代谢[5-6].

在NAFLD时,肝脏脂质沉积使血清游离脂肪酸增多,肝脏摄取更多的游离脂肪酸增加了线粒体β氧化代偿性速度,进而使得ROS产生增加,一方面导致mtDNA损伤加剧,另一方面ROS损伤线粒体呼吸链,阻断呼吸链的任何部位又可导致ROS的增加,增加的ROS进一步增加氧化性脂质堆积,引起更多的脂质过氧化,抑制呼吸链的电子传递,形成一个恶性循环[7].

在氧化应激过程中的丙二醛(MDA)是ROS与细胞膜磷脂的不饱和脂肪酸反应形成的物质,是评价人体氧化应激的一个非常重要的指标.机体存在两类抗氧化系统,其中一类是酶抗氧化系统,包括SOD、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等.抗氧化物质的消耗形成另一个恶性循环,脂肪堆积产生的的ROS等物质能消耗SOD等抗氧化物质,抗氧化物质的减少更易导致ROS对线粒体的损害效应.因此SOD的检测和评价也作为人体氧化应激和抗氧化最常用的另一指标.本实验通过检测MDA和SOD可知机体氧化应激和抗氧化物质的程度.实验结果显示,Model组大鼠血清中SOD活力与Con组大鼠相比明显降低(P<0.05),MDA含量升高显著(P<0.05),提示NAFLD的发生与氧应激和抗氧化物质的损伤的程度有关.给药四周后,槲皮素中、高剂量与模型组比较能明显提高SOD(P<0.05),降低MDA(P<0.05),说明槲皮素起到了明显的抗氧化作用,并且槲皮素高剂量组大鼠肝脏脂肪变化明显较空白模型组轻,推测槲皮素治疗NAFLD的重要机制可能是自身作为一种抗氧化剂,具有明显的抗氧化作用,抑制或防止脂质过氧化,减轻肝脏脂肪沉积.至于槲皮素治疗NAFLD的其他机制还有待进一步研究.

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参考文献:

〔1〕李秀丽,唐晓光,高丽枫,等.荜茇-13味治疗大鼠非酒精性脂肪肝病的实验研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2011,27(1):35-37.

〔2〕李秀丽,邹继红,刘青妍,等.槲皮素改善肝细胞脂质堆积作用的实验研究[J].时珍国医国药,2011,22(10):2384~2386.

〔3〕XIULI LI, RONG WANG, NA ZHOU,et,al. Quercetin improves insulin resistance and hepatic lipid accumulation in vitro in a NAFLD cell model. BIOMEDICAL REPORTS 1: 71-76, 2013.

〔4〕董婷,卢胜家,刘璇,等.氧化应激在非酒精性脂肪性肝炎发病机制中的作用[J].肝脏,2012,17(8):602-604.

〔5〕杨丽丽,柳涛,王森,等.氧化应激与非酒精性脂肪性肝病研究进展[J].世界华人消化杂志,2009,17(9):896-900.

〔6〕池肇春,周长宏,史光军,等.非酒精性脂肪性肝病[M].北京:军事医学科学出版社,2009.80.

〔7〕Michikawa Y,Mazzucchelli F,Bresolin N,et al.Aging-dependent large accumulation of point mutations in the human mtDNA control region for replication[J].Science,1999,286:774~779.