茯苓复方与有氧运动干预动脉粥样硬化模型大鼠血脂及黏附分子的变化

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.40.013

摘要/Abstract

摘要：

背景：研究表明有氧运动可以起到抗动脉粥样硬化的作用，而部分中药制剂也对动脉粥样硬化易损斑块形成的相关信号通路具有一定的干预作用。

目的：观察有氧运动结合茯苓复方制剂对动脉粥样硬化老龄大鼠血清脂代谢以及黏附分子水平的影响，探索有氧运动和中药对动脉粥样硬化的影响机制以及预防效果。

方法：40只SPF级SD老龄大鼠，随机分成对照组、模型组、中药组、联合组4组，每组10只。对照组常规喂养，其余组大鼠腹腔注射维生素D3联合高脂饲料16周喂养建立动脉粥样硬化模型。造模期间中药组和联合组大鼠每天给予20 g/kg复方茯苓制剂灌胃，联合组另外给予1 h/d的无负重游泳运动干预。

结果与结论：与对照组相比，模型组大鼠血清三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白表达水平及血清黏附分子1和淋巴细胞功能相关分子1浓度上升。与模型组相比，联合组和中药组大鼠血清三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白表达水平及血清黏附分子1和淋巴细胞功能相关分子1浓度明显下降，且联合组大鼠血清三酰甘油和低密度脂蛋白表达水平和血清黏附分子1质量浓度低于中药组，而血清高密度脂蛋白表达水平高于中药组。提示有氧运动加复方茯苓制剂联合干预比单纯复方茯苓制剂干预效果好，对动脉粥样硬化的治疗应采取多因素协同的方法以提高治疗的效果。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

关键词: 实验动物, 心肺及血管损伤动物模型, 茯苓复方制剂, 有氧运动, 高脂血症, 动脉粥样硬化, 黏附分子, 血清黏附分子1, 血清淋巴细胞功能相关分子1

Abstract:

BACKGROUND: Aerobic exercise has an anti-atherosclerosis effect and some Chinese herbal components have some interventional effects on the atherosclerosis vulnerable plaque.

OBJECTIVE: To observe the effects on lipid metabolism and adhesion molecules of atherosclerotic elderly rats after the interventions of Poria compound and aerobics exercise, and explore the mechanism and prevention of hyperlipidemia-induced atherosclerosis.

METHODS: Forty Spraque-Dawley elderly rats, of specific pathogen free level, were randomly divided into four groups: control group, model group, medication group, and intervention group, with 10 rats in each group. Rats in the control group were normally fed, while rats in the other groups were intraperitoneally injected with vitamin D3 and high-fat forage for 16 weeks, to establish atherosclerosis model. During the model establishment, rats in the medication and intervention groups were given 20 g/kg Poria compound and Poria compound + 1-hour swimming, respectively.

RESULTS AND CONCLUSION: Compared with the control group, total cholesterol, serum triglyceride, low-density lipoprotein expression, intercellular cell adhesion molecule-1 and lymphocyte function association antigen-1 concentrations were increased in the model group. Compared with the model group, these indexes were obviously increased in the medication and intervention groups. The serum triglyceride and low-density lipoprotein expression in the intervention group were lower than those in the medication group, while the serum
high-density lipoprotein expression was higher than the medication group. Experimental findings indicate that, the combined interventions of Poria compound and aerobics exercise is better than Poria compound alone, and multi-factor treatment of atherosclerosis should be taken to enhance the efficacy of collaborative approach.

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Key words: Exercise, Atherosclerosis, Poria;, Dyslipidemias

中图分类号:

R394.2

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图/表（结果） 2

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引言

动脉粥样硬化是一种危害人类健康的常见疾病，是由人体血脂异常及血管壁中的结构成分发生改变而引起的一种动脉血管的疾病^[1]。高脂血症是动脉粥样硬化的诱发因素之一，在众多的导致动脉粥样硬化的因素中处于首位^[2-3]。在长期高脂环境下，增高的脂蛋白极易造成血管内皮细胞损伤^[4]。目前研究发现，损伤的内皮细胞可诱导性表达多种黏附分子，如黏附分子1等，黏附分子通过介导白细胞与内皮细胞的黏附，使得循环中的白细胞聚集于动脉内膜^[5-8]，并参与动脉的炎症形成过程，是动脉粥样硬化形成的重要因素^[9-10]。如何通过干预黏附分子表达，达到防治动脉粥样硬化的目的，逐渐成为研究热点。作为预防和治疗动脉粥样硬化的手段，体育锻炼和中医中药有很好的发展前景。研究表明中等强度的有氧运动可使大鼠的血脂和血浆载脂蛋白发生转变以利于对抗动脉粥样硬化的发生^[11-14]，此外，还有大量实验证明，通过有氧运动还能够在其降血脂的作用之外，提高机体抗氧化能力来达到抑制脂质过氧化的作用，从而起到抗动脉粥样硬化的作用^[11-13^，^15-16]。中药方面大量学者也从现代医学角度对中药复方及某些单味中药防治动脉粥样硬化的作用及机制进行了探讨^[17-22]。有的学者对中药干预动脉粥样硬化炎症因子的表达进行了研究，研究表明中药减少了动脉粥样硬化中血清炎性因子的水平，修复受损血管内皮细胞结构和功能，减少动脉壁内膜脂质沉积^[23-25]。也有学者从分子水平对中药干预动脉粥样硬化易损斑块相关信号通路进行研究，结果表明中药组分及有效成分对影响动脉粥样硬化易损斑块形成的相关信号通路具有一定的干预作用^[26]。实验采用高脂喂养配合注射维生素D3建立动脉粥样硬化大鼠模型，拟观察有氧运动结合茯苓复方制剂对动脉粥样硬化模型老龄大鼠血清脂代谢以及血清黏附分子1表达的影响，探索有氧运动和中药干预高脂血症以及预防动脉粥样硬化形成的可能性及其作用机制。

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材料方法

1.1 造模动物及材料 20月龄雄性SD大鼠40只，平均体质量(220±18) g，由解放军第三军医大学实验动物中心提供，动物使用许可证号：SYXK(军)2013-045，。大鼠实验前适应性喂养1周。

根据重庆第二人民医院中医科顾臣的处方，复方茯苓制剂由茯苓12 g、半夏10 g、厚朴6 g、甘草3 g组成，购自重庆中药药材材公司。将上述4种药物浸泡在冷水中1.0-1.5 h，待药材混合变软时，用大火煎熬30 min后再改用文火煎20-30 min，每100 g药熬汁100 mL。

三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、血清黏附分子1、LFA试剂盒均购自博士德生物工程有限公司。普通饲料由解放军第三军医大学实验动物中心提供；高脂饲料参照文献[27]按胆固醇1%、胆盐0.1%、猪油10%、蛋黄粉5%、全脂奶粉5%、基础饲料78.9%配制备用。

1.2 造模方法实验于2013年12月至2014年7月与重庆文理学院运动人体科学实验室完成。

实验动物分组：将40只大鼠按体质量等分为4组，每组10只。①对照组：给予普通饲料喂养。②模型组：给予高脂饲料喂养。③中药组：给予高脂饲料+复方茯苓制剂(0.4 mL)喂养。④联合组：高脂饲料+复方茯苓制剂 (0.4 mL)+游泳训练。实验前各组大鼠血脂水平差异无显著性意义。

大鼠动脉粥样硬化模型构建：各组大鼠均自由进食，连续处理16周。采用周红等^[28]改进的大鼠动脉粥样硬化建模方法，除空白对照组外，其余各组大鼠于进食高脂饲料前一次性腹腔注射维生素D3 60×10⁴ IU/kg，对照组给予同等体积的生理盐水。

1.3 大鼠有氧运动方案联合组大鼠从给予高脂膳食之日即开始无负重游泳，每天上午10点开始，1次/d。第1天从20 min/d开始，每天递增10 min，1周内逐渐增为60 min/d，并维持该运动量至实验结束，每周运动6 d，周日休息。

1.4 血清脂质水平的测量大鼠禁食24 h后，以4%戊巴比妥钠麻醉，心尖采血，离心后取上层血清，深圳雷杜生命科学股份有限公司生产的半自动生化分析仪测定血清三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白水平。

1.5 ELISA测定血清血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1浓度用纯化大鼠血清黏附分子1 抗体包被微孔板，制成固相抗体，往包被单抗的微孔中依次加入可溶性细胞间黏附分子 1、血清淋巴细胞功能相关分子1，再与 HRP标记的羊抗兔抗体结合，形成抗体-抗原-酶标抗体复合物，经过洗涤后加底物TMB显色，用酶标仪在450 nm波长下测定吸光度，通过标准曲线计算样品中大鼠可溶性细胞间黏附分子1、血清淋巴细胞功能相关分子1质量浓度。

1.6 主要观察指标大鼠血清三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白水平及血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1质量浓度。

1.7 统计学分析数据以x(_)±s表示。采用SPSS 17.0统计软件处理，各组组间差异比较采用单因素方差分析，显著性水平取P < 0.05。

讨论

3.1 复方茯苓制剂联合有氧运动对高脂血症大鼠血脂的影响目前很多学者的观点认为，血清三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白水平与动脉粥样硬化发病率呈正相关，高密度脂蛋白水平与动脉粥样硬化发病率呈负相关^[29-32]。本实验结果表明，单纯给予复方茯苓制剂干预16周，动脉粥样硬化大鼠血清总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白均明显降低，说明复方茯苓制剂可有效降低高脂血症大鼠血清中三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白含量。根据复方中药物的现代药理作用推断其产生机制可能有几点：①茯苓复方中的一些成分可能抑制高脂血症大鼠从对脂类物质的吸收。②茯苓复方制剂中的一些药物成分，如β-茯苓聚糖、厚朴碱、甘草酸可加速机体脂类物质尤其是胆固醇的分解，从而促进机体体内的脂质代谢水平，最终表现为体内脂质总体水平和三酰甘油、总胆固醇的含量降低。③阻止了脂类物质向动脉血管内膜的渗透，如茯苓聚糖、黄酮甙等物质可以保护动脉血管的内皮细胞使其免受脂质氧化导致的损伤，从而减轻了动脉粥样硬化发展。④降压作用，茯苓提取物、厚朴碱、半夏蛋白等物质都具有降低血压的作用。结果中还发现联合组大鼠血清三酰甘油和低密度脂蛋白显著低于中药组，提示有氧运动联合复方茯苓制剂对高脂血症具有更好的治疗效果。但是在本实验结果发现，联合组大鼠血清高密度脂蛋白显著增加，提示中等强度的有氧运动可以引起高脂血症大鼠血清高密度脂蛋白的升高。推测其产生的机制可能是由于运动训练提高了高脂血症大鼠肌肉和脂肪组织内的脂蛋白脂肪酶的活性，促使脂蛋白分解代谢增强，使得胆固醇与高密度脂蛋白结合，最终导致血清高密度脂蛋白胆固醇升高。其具体产生机制还有待进一步研究。 3.2 复方茯苓制剂联合有氧运动对高脂血症大鼠血清黏附分子的影响有学者研究了血脂异常和黏附分子表达之间的关系，无论是体外实验还是体内实验都发现高脂血症可以促进细胞间黏附分子的表达和白细胞与血管内皮细胞的黏附^[33-35]。Smalley等^[36]的研究中报道，质量浓度为 180 g/L的天然低密度脂蛋白可使体外培养血管内皮细胞的黏附分子1表达增加2.2倍之多，同时单核细胞与血管内皮细胞的黏附力也增加了2倍。Jeng等^[37]的研究中表明氧化修饰低密度脂蛋白可使血管内皮细胞表面黏附分子1表达强度增加，并使单核细胞-内皮细胞黏附力增加2.2倍，在该研究中还证实了氧化修饰低密度脂蛋白促进黏附分子1的表达作用可以是直接影响，也可以通过刺激血管壁细胞产生白细胞介素1、肿瘤坏死因子Q等介质间接调控。现有研究证实，血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1表达上调的始动因素是血脂异常，而过氧化脂质、炎性反应等变化则是影响血清黏附分子1和表达的“桥”，暨血脂异常导致过氧化脂质以及炎性反应，而该反应则直接上调了黏附分子的表达从而导致了血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1表达的正向调节。此外，有氧运动还可能通过其它独立因素对黏附分子的表达产生影响。根据过往的研究结果，大部分学者认为运动影响黏附分子表达可能是因为运动应激会引起体内激素水平的变化和(或)细胞因子表达水平变化。本实验结果表明，茯苓复方制剂以及茯苓复方制剂联合有氧运动干预高脂血症大鼠可以显著降低血清中血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1的含量。从实验结果来看，联合组大鼠血清血清黏附分子1明显低于中药组，说明药物与有氧运动共同干预对血清黏附分子1表达的抑制作用强于药物单方面作用，这可能与运动降低脂质过氧化有关。说明如果下调血清黏附分子1的表达，需要综合运用多种因素进行干预才能达到最佳效果。而黏附分子血清淋巴细胞功能相关分子1的表达中，对照组、中药组以及联合组效果无显著差异，但是以联合组浓度下降最低。因为血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1之间有相互影响作用，故尚不能断定单方面干预效果与联合干预效果一致，需在后续研究中进一步确定血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1之间有相互影响的主次关系。本实验还观察到，血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1表达程度的趋势与各组血脂水平的增高程度大致相符，故此可以推断，血清黏附分子1和血清淋巴细胞功能相关分子1的大量表达可能与低密度脂蛋白和三酰甘油水平的异常具有密切关系，而茯苓和有氧运动对黏附分子1表达的下调也可能是通过改善血脂途径和提高抗氧化能力发挥作用的。 3.3 结论对于由高脂饮食诱发的高脂血症大鼠，复方茯苓中药制剂有一定的疗效，而有氧运动配合茯苓制剂的效果最佳。单纯复方茯苓制剂、复方茯苓制剂配合有氧运动均可以下调血清黏附分子的水平，但是均不及药物与有氧运动的共同作用效果明显，由此可见，有氧运动和药物治疗可以相互促进对高脂血症及由此引起的动脉粥样硬化的干预效果。中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程