天津中医药大学学报  2020, Vol. 39 Issue (5): 582-586

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熊丹, 胡维, 黄娟
XIONG Dan, HU Wei, HUANG Juan
中药补肾活血汤对2型糖尿病肾病大鼠血清胱抑素C及血、尿β2微球蛋白的机制研究
Effect of Bushen Huoxue Decoction on serum cystine C and blood and urine β2 microglobulin in rats with type 2 diabetic nephropathy and its renal protective mechanism
天津中医药大学学报, 2020, 39(5): 582-586
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2020, 39(5): 582-586
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2020.05.22

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收稿日期: 2020-05-21
中药补肾活血汤对2型糖尿病肾病大鼠血清胱抑素C及血、尿β2微球蛋白的机制研究
熊丹 , 胡维 , 黄娟     
湖南中医药大学第一附属医院, 长沙 410007
摘要: [目的] 探讨补肾活血汤对早期2型糖尿病肾病大鼠血清胱抑素c(Cys-c)及血、尿β2微球蛋白(β2-MG)的影响,并分析其可能的肾保护作用机制。[方法] 采用单肾切除+高脂饲料+小剂量链脲佐菌素(STZ)腹腔注射,结合行为干预(饥饱失常、劳逸无度、惊吓)建立2型糖尿病肾病气阴两虚型病证结合大鼠模型,共65只。随机数字表法将其分为假手术组(15只)、模型组(15只)、补肾活血组(20只)、贝那普利组(15只)。检测上述各组大鼠干预处理后血糖[空腹血糖(FBG)、餐后2 h血糖(PBG)]、血清和肾皮质超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、尿素氮(BUN)、血肌酐(Cr)、24 h尿白蛋白(24 h-UAlb)、Cys-c及血、尿β2-MG等指标,光镜下观察各组大鼠肾组织病理特征。[结果] 与假手术组比较,模型组BUN、Cr升高并不显著(P>0.05),FBG、PBG、血清和肾皮质MDA、24 h-UAlb、Cys-c及血、尿β2-MG均明显上升,血清和肾皮质SOD显著下降(P < 0.05或P < 0.01);与模型组比较,补肾活血组、贝那普利组血清和肾皮质MDA、24 h-UAlb、Cys-c及血、尿β2-MG均明显较低,血清和肾皮质SOD明显较高(P < 0.05);与贝那普利组比较,补肾活血组血清和肾皮质MDA更低,SOD较高,差异有统计学意义(P < 0.05),24 h-UAlb、Cys-c及血、尿β2-MG比较无统计学意义(P>0.05);4组肾脏组织病变程度由正常至严重依次为假手术组、补肾活血组、贝那普利组、模型组。[结论] 中药补肾活血汤能有效降低2型糖尿病肾病大鼠的血糖、24 h-UAlb、Cys-c及血、尿β2-MG,对早期糖尿病肾病肾脏具有保护作用,其机制可能是通过改善氧化应激实现的。
关键词: 2型糖尿病肾病    大鼠模型    补肾活血汤    氧化应激    血清胱抑素C    β2微球蛋白    
Effect of Bushen Huoxue Decoction on serum cystine C and blood and urine β2 microglobulin in rats with type 2 diabetic nephropathy and its renal protective mechanism
XIONG Dan , HU Wei , HUANG Juan     
First Affiliated Hospital of Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410007, China
Abstract: [Objective] To investigate the effect of Bushen Huoxue Decoction on serum cystine c (Cys-c) and blood and urine β2 microglobulin (β2-MG) in rats with early type 2 diabetic nephropathy, and to analyze the possible mechanism of renal protection. [Methods] Sixty five rats with type 2 diabetic kidney disease with deficiency of both qi and yin were established by intraabdominal injection of low dose streptozotocin with single kidney resection and high fat diet, combined with behavioral intervention. The patients were randomly divided into three groups:false operation group (n=15), model group (n=15), tonifying kidney and activating blood circulation group (n=20) and benazepril group (n=15). Blood glucose, including fasting blood glucose (FBG) and postmeal 2 h blood glucose (PBG), were measured in each group after intervention. Serum and renal cortex (SOD), malondialdehyde (MDA), blood urine nitrogen (BUN), serum creatinine (Cr), 24-hour urinary albumin (24 h-UAlb), Cys-c and blood, urine β2-MG, etc. The pathological characteristics of renal tissue in each group were observed under light microscope. [Results] BUN and Cr increased significantly (P>0.05), FBG, PBG, serum and renal cortex MDA, 24 h UAlb, Cysc and blood, urinary β2-MG increased significantly, and the serum and renal cortex SOD decreased significantly (P < 0.05 or P < 0.01). Compared with the model group, the serum and renal cortex MDA, 24 h UAlb, Cysc and blood, urinary β2MG were significantly lower, and the serum and renal cortex SOD were significantly higher (P < 0.05). Compared with benazepril group, MDA in serum and renal cortex was lower and SOD was significantly higher in kidney-tonifying and activating blood group (P < 0.05), but there was no significant difference in 24-hour UAlb, Cys-c, blood and urine β2-MG(P>0.05), and the degree of renal pathological changes in four groups was false operation group, kidney tonifying and activating blood circulation group, benazepril group and model group. [Conclusion] Bushen Huoxue Decoction can effectively reduce blood glucose, 24 h-UAlb, Cys-c, blood and urine β2-MG in rats with type 2 diabetic nephropathy. The mechanism of Bushen Huoxue Decoction may be achieved by improving oxidative stress.
Key words: type 2 diabetic nephropathy    rat model    Bushen Huoxue Decoction    oxidative stress    serum cystine C    β2-microglobulin    

糖尿病肾病(DN)是糖尿病慢性微血管的常见并发症,也是导致终末期肾病的重要原因,全国慢性肾功能衰竭病因调查结果显示糖尿病因素居第2位[1]。绝大部分早期肾损害患者无临床症状或缺乏特异性,尿常查和肾功能检查也多无异常,给早期诊治带来较大困难。近些年有研究表明在DN早期,血清胱抑素c(Cys-c)与血、尿β2微球蛋白(β2-MG)上升更早于血清尿素氮(BUN)和血肌酐(Cr),可作为早期DN诊断及疗效评价的敏感指标[2]。DN属中医“消渴”“水肿”“尿浊”等范畴,以气阴两虚为本,瘀血阻络为标,病位在肾,气阴两虚、瘀血阻络是基本病机。根据DN中医病机特点和辨证施治思想,本研究建立早期2型DN气阴两虚病证结合实验模型,探讨运用中药补肾活血汤对2型DN大鼠血糖、BUN、Cr、24 h尿白蛋白(24 h-UAlb)、Cys-c及血、尿β2-MG的影响,分析其可能作用机制,评价补肾活血汤对2型DN的治疗作用,详细报告如下。

1 材料与方法 1.1 实验动物及饲料

本次实验共收集SPF级Wistar雄性大鼠65只,体质量100~130 g,平均(114.5±10.6)g,均购自湖北省疾病控制中心实验动物中心。高脂饲料按照基础饲料87.5%、猪油10%、胆固醇粉2%、胆酸钠粉0.5%的比例混合配制。

1.2 试剂和仪器

试剂盒:血糖试剂盒购自南京建成生物工程研究所;BUN、Cr试剂盒购自北京恩济和生物有限公司;血、尿β2-MG试剂盒购自深圳新产业生物医学工程股份有限公司;Cys-c试剂盒购自山东博科生物产业有限公司;尿微量白蛋白(umAlb)试剂盒购自山东博科生物产业有限公司。仪器:美国强生公司one Touch Ultrall稳豪血糖仪,美国CD-1600全自动生化分析仪,日本奥林巴斯BX-51显微镜和DP70图像采集系统。

1.3 实验模型

参考文献[3]建立2型DN“气阴两虚证”大鼠模型。65只大鼠适应性喂养7 d后进行血糖、血压、血脂、体质量等常规测量,均确保无指标异常大鼠。随机选取其中15只大鼠作为假手术组,余下50只作为模型制备对象。建立早期气阴两虚型2型DN病证结合大鼠模型,具体方法:1)单肾切除:除假手术组外,大鼠常规1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉消毒后,行背部切口1.5 cm,剥离肾脏脂肪、肾上腺,左肾门血管结扎,切除左肾后缝合切口,术后常规处理。假手术组切口后仅行暴露左肾、缝合切口处理。2)高脂饲料:除假手术组外,单肾切除术后7 d给予高脂饲料正常喂养,假手术组给予基础饲料喂养,持续2周。3)链脲佐菌素(STZ)腹腔注射:除假手术组外,均给予STZ 30 mg/kg腹腔注射,假手术组注射等剂量0.1 mmol/L柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液。72 h后行口服葡萄糖耐量(OGTT)实验,血糖仪检测空腹血糖(FBG)≥5.6 mmol/L或负荷后2 h血糖≥7.8 mmol/L表示模型初步建立。4)行为干预:除假手术组外,采用饥饱失常、劳逸无度、惊吓刺激等途径干预,假手术组继续常规饲养。

1.4 模型分组及处理

参考文献[4]进行行为干预,除假手术组外,采用随机数字表法将余下50只模型制备大鼠分为模型组(15只)、补肾活血组(20只)、贝那普利组(15只)。其中补肾活血组给予中药补肾活血方10 g/(kg·d)灌胃,补肾活血汤由黄芪、太子参、生地、山药、山茱萸、茯苓、牡丹皮、五味子、赤芍、三七等中药组成,用“水煮醇提法”制备成浸膏,用生理盐水稀释成含生药2.5 g/mL的溶液。贝那普利组采用贝那普利(诺华制药)10 mg/(kg·d)灌胃处理,用生理盐水稀释成2 mg/mL的溶液。假手术组、模型组两组给予饮用纯净水灌胃处理,灌胃纯净水体积同补肾活血组、贝那普利组灌胃药液体积,4组均于连续灌胃处理20周。若研究中途有大鼠死亡则予以剔除。

1.5 标本采集及检测方法

均于实验结束前1周采用金属代谢笼收集24 h尿标本,记录尿量后取10 mL尿标本。OGTT实验结束后禁食12 h,以戊巴比妥钠腹腔麻醉,腹主动脉取血,分离血清,以备检测。血糖[FBG、餐后2 h血糖(PBG)]测定用葡萄糖氧化酶法,超氧化物歧化酶(SOD)用黄嘌呤氧化酶法,丙二醛(MDA)用硫代巴比妥酸(TBA)比色法,BUN用尿素酶-谷氨酸脱氢酶法,Cr用酶联免疫吸附法,umAlb用免疫透射比浊法,血、尿β2-MG用化学发光法,Cys-c用免疫比浊法,所有指标均严格按试剂盒说明书进行检测。剥离摘取大鼠右侧肾脏,冰生理盐水清洗后吸干表面水分,10%福尔马林固定72 h,制备4 μm石蜡切片,苏木精-伊红染色,光镜下观察各组大鼠肾组织病理特征。

1.6 统计学处理

采用SPSS 22.0软件分析处理,计量资料用均数±标准差(x±s)表示,多组间差异比较采用单因素方差分析,组间多重比较采用SNK-q检验,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 实验模型大鼠基本情况

假手术组:大鼠体态正常,进食、饮水、排泄、运动、睡眠等均正常,无死亡;模型组:大鼠体态衰弱,毛发稀少枯黄,四肢纤瘦乏力,少动嗜睡,排泄习惯及排泄物形态异常,死亡2只;补肾活血组:大鼠体态稍次于假手术组,明显优于模型组,大鼠进食、饮水、睡眠习惯、排泄等基本正常,毛发略有干枯,颜色略微暗淡,运动量稍有减少,死亡1只;贝那普利组大鼠体态次于假手术组、补肾活血组,优于模型组,大鼠进食、饮水、运动量有一定减少,排尿次数增多,毛发干枯稀少,毛发枯黄,四肢纤瘦乏力,死亡2只。

2.2 不同分组大鼠FBG、PBG指标比较

与假手术组比较,模型组、补肾活血组、贝那普利组血FBG、PBG均显著偏高,差异有统计学意义(P < 0.05);与模型组比较,补肾活血组血FBG、PBG明显偏低,差异有统计学意义(P < 0.01),贝那普利组差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1

表 1 各组大鼠FBG、PBG检测结果比较(x±s
mmol/L
2.3 不同分组血清和肾皮质SOD、MDA比较

与假手术组比较,模型组、补肾活血组、贝那普利组血清和肾皮质MDA均升高,SOD下降,差异有统计学意义(P < 0.05);与模型组比较,补肾活血组、贝那普利组血清和肾皮质MDA更低,SOD更高,差异有统计学意义(P < 0.05);与贝那普利组比较,补肾活血组血清和肾皮质SOD、MDA也明显更优,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 2

表 2 不同分组大鼠血清和肾皮质MDA. SOD比较(x±s)
2.4 不同分组大鼠肾功能BUN、Cr、24 h-UAlb、Cys-c、血尿β2-MG指标比较

与假手术组相较,模型组、补肾活血组、贝那普利组BUN、Cr均升高,但无统计学差异(P>0.05),模型组、补肾活血组、贝那普利组24 h-UAlb、Cys-c、血尿β2-MG均偏高,差异有统计学意义(P < 0.05);与模型组比较,补肾活血组、贝那普利组24 h-UAlb、Cys-c、血尿β2-MG均降低(P < 0.05);模型组与贝那普利组比较,24 h-UAlb、Cys-c、血尿β2-MG差异无统计学意义(P>0.05)。见表 3

表 3 各组大鼠BUN.Cr.24 h-UAIb.Cys- -c、血β2- -MG、尿β2-MG检测结果比较(x±s)mmol/L
2.5 各组大鼠肾组织病理特征

假手术组大鼠光镜下可见清晰肾小管、小管间质区结构,肾小管上皮细胞大小及排列正常,基底膜完整。模型组可见局部肾小管间质纤维化,并伴有明显炎性细胞浸润和肾小球系膜细胞增生,肾小管上皮细胞可见脱落和颗粒变性等。补肾活血组可见肾小管、小管间质区结构等基本正常,伴有部分肾小球系膜细胞轻度增生和少量肾小管上皮细胞颗粒变性。贝那普利组可见局部肾小管间质轻度纤维化和炎性细胞浸润,伴有肾小管水肿、细胞颗粒变性和肾小球萎缩等。各组大鼠肾组织病理特征病变程度由正常至严重依次为假手术组、补肾活血组、贝那普利组、模型组。

3 讨论

DN的发病机制目前尚不明确,早期进行有效诊治可延缓病情的进展。血清Cys-c是半胱氨酸蛋白酶抑制剂,主要由机体所有有核细胞产生。循环中的Cys-c可经肾小球自由滤过,在近端肾小管上皮细胞被完全分解,肾脏是唯一清除Cys-c的器官,因此,血清Cys-c是一种反映肾小球滤过率变化的理想同源性标志物[5]。研究表明血清Cys-c与肾小球滤过率呈良好的线性关系,且早于、优于Cr,检测血清Cys-c可明确DN的进展情况[6]。β2-MG由淋巴细胞等合成并分泌到血液及体液中,血液中的β2-MG可以从肾小球自由滤过,99.9%在近端肾小管吸收,并在肾小管上皮细胞中被分解[7-8]。当肾小球滤过功能下降时,血β2-MG开始升高,因而能够及时反映肾小球滤过功能的损伤[7];当肾小管功能发生异常时,重吸收功能下降,尿β2-MG含量升高[9],因而尿β2-MG是诊断肾小管功能损伤,尤其是近曲小管功能损伤的敏感性指标。李波等[10]的临床试验结果显示血清Cys-c、β2-MG比Cr、BUN能更敏感、更准确地反映肾小球滤过率,对早期诊断肾功能损害具有重要临床价值。

DN属中医“消渴”“水肿”“尿浊”等范畴,以气阴两虚为本,瘀血阻络为标,病位在肾。患者消渴日久,化燥伤阴耗气,终致气阴两虚;气虚则气血津液运行不畅,瘀血、痰浊阻络。根据DN气阴两虚、瘀血阻络的基本病机,本研究采用中药补肾活血汤辨证治疗,配方由黄芪、太子参、生地、山药、山茱萸、茯苓、牡丹皮、三七、五味子等配伍而成,方中黄芪、太子参、山药健脾益气,使气行血行。黄芪味甘性温,可温补肺、脾、肾,疏利三焦,利水消肿[11]。生地清热凉血,养阴生津。山茱萸补益肝肾,收敛固涩。现代药理学证实生地、山茱萸治疗DN具有协同增益作用,可有效抑制DN患者糖基化产物产生,抑制细胞外基质(ECM)增生和转化生长因子(TGF)-β表达,改善或延缓DN肾小球硬化[12]。茯苓健脾渗湿、利水消肿。牡丹皮清热凉血,活血化瘀。三七止血散瘀,补虚消肿。五味子益气生津,补肾宁心。诸药配伍共奏滋补脾肾、活血通络和益气养阴之功效。

本研究显示模型组大鼠的血糖、血清Cys-c、血、尿β2-M、24 h-UAlb均明显升高,但肾功能尚正常,血清BUN、Cr升高并不显著,符合早期气阴两虚型2型DN特点。补血活血组和贝那普利组用药治疗20周后,大鼠血清Cys-c、血、尿β2-M、24 h-UAlb均较模型组降低(P < 0.05),且两组疗效相近,与胡爱民等[13]报道结论相吻合,证实了补肾活血方能改善2型DN的肾功能,对肾脏具有保护作用。

本研究还对补肾活血汤保护肾脏功能的作用机制进行探究,结果显示模型组、补肾活血组和贝那普利组大鼠血清和肾皮质MDA均明显高于假手术组,SOD水平显著下降,提示DN大鼠存在氧化应激损伤,与DN的发生及进展可能存在紧密关联。DN大鼠高糖诱导线粒体呼吸链产生的活性氧(ROS)超过抗氧化物质的清除能力,会诱导氧化应激发生。其参与DN的发生、进展机制可能是:ROS损伤足细胞、内皮细胞等破坏肾小球滤过屏障;ROS上调系膜细胞内纤溶酶-1(PAI-1)表达和下调纤溶酶原激活剂(PA)表达,抑制肾小球系膜细胞降解ECM的能力,引起ECM沉积和肾内机制重构、肾小管间质纤维化等;ROS参与肾小球内高压的形成等。此外有报道指出补肾活血中药方可能通过降低TGF-β1、miR-192等表达,提高Smad相互作用蛋白1(SIP1)表达等途径保护DN大鼠肾脏功能[14],在后续研究有待深入完善。

参考文献
[1]
刘冰洋, 邹欣蓉, 刘琼, 等. 中药治疗糖尿病肾病的研究进展[J]. 中国中西医结合杂志, 2016, 36(12): 1527-1530.
LIU B Y, ZOU X R, LIU Q, et al. Research progress of traditional Chinese medicine in the treatment of diabetic nephropathy[J]. Chinese Journal of Integrated Traditional and Western Medicine, 2016, 36(12): 1527-1530.
[2]
翁羽飞, 陈江玲, 林慧婷, 等. 血清胱抑素C与β2微球蛋白在2型糖尿病肾病早期判断中的意义[J]. 中国卫生检验杂志, 2013, 23(1): 150-151.
WENG Y F, CHEN J L, LIN H T, et al. The significance of serum cystatin C and β2 microglobulin in early diagnosis of type 2 diabetic with early nephropathy[J]. Chinese Journal of Health Laboratory Technology, 2013, 23(1): 150-151.
[3]
周雪梅, 陈雪功, 程立, 等. 益气养阴方对糖尿病肾病气阴两虚大鼠肾组织Janus激酶/信号转导子和转录激活子通路的影响[J]. 安徽中医药大学学报, 2013, 32(1): 70-72.
ZHOU X M, CHEN X G, CHENG L, et al. Effects of Qi-Supplementing and Yin-Nourishing prescription on JAK/STAT pathway in kidney tissue of diabetic nephropathy rats with deficiency of both qi and yin[J]. Journal of Anhui Traditional Chinese Medical College, 2013, 32(1): 70-72.
[4]
杜月光, 高宗磊, 柴可夫. 早期糖尿病肾病"气阴两虚, 络脉瘀阻"病机与AGE-RAGE轴相关性研究[J]. 浙江中医药大学学报, 2016, 40(2): 75-80.
DU Y G, GAO Z L, CHAI K F. The study of relationship between material bases of early diabetic nephropathy as deficiency of both qi and yin and obstruction of collat-erals and AGE-RAGE[J]. Journal of Zhejiang Chinese Medical University, 2016, 40(2): 75-80.
[5]
黄赞鸿, 张惜铃, 陈义杰, 等. 联合检测Cys-c、Hcy和RBP在糖尿病肾病早期诊断中的意义[J]. 实用医学杂志, 2017, 33(2): 292-295.
HUANG Z H, ZHANG X L, CHEN Y J, et al. The significance of combined detection of Cys-c, Hcy and RBP in early diagnosis of diabetic nephropathy[J]. The Journal of Practical Medicine, 2017, 33(2): 292-295.
[6]
韦丽, 吴锋. 糖尿病肾病患者血清光抑素C水平和金水宝干预的临床研究[J]. 中国伤残医学, 2014, 22(4): 149-150.
WEI L, WU F. Clinical study on Cys-c level and Jinshuibao intervention in diabetic nephropathy patients[J]. Chinese Journal of Trauma and Disability Medicine, 2014, 22(4): 149-150.
[7]
罗佩珏. 血清胱抑素C检测在评价糖尿病肾病中的应用[J]. 检验医学与临床, 2010, 7(4): 348-349.
LUO P J. The application of Cys-c in the evaluation of diabetic nephropathy[J]. Laboratory Medicine and Clinic, 2010, 7(4): 348-349.
[8]
石建荣, 陈国顺, 杨旭冉. 尿微量白蛋白与β2微球蛋白在糖尿病肾病早期的临床意义[J]. 中国医药指南, 2011, 9(26): 107-108.
SHI J R, CHEN G S, YANG X R. The clinical significance of urinary microalbumin and 2 microglobulin in early diabetic nephropathy[J]. Guide of China Medicine, 2011, 9(26): 107-108.
[9]
吴良范, 雷红华, 乔祖丽, 等. 尿β2微球蛋白及白蛋白检测对糖尿病肾功能的评价[J]. 中华核医学杂志, 2002, 22(5): 290.
WU L F, LEI H H, QIAO Z L, et al. Evaluation of diabetic renal function by urine β2 microglobulin and albumin tests[J]. Chinese Journal of Nuclear Medicine, 2002, 22(5): 290.
[10]
李波, 李峰. 血清胱抑素C、β2-微球蛋白及传统标志物检测在肾功能不同损害期的临床研究[J]. 中国卫生检验杂志, 2014, 24(9): 1287-1289.
LI B, LI F. Research on clinical value of Cys-C, β2 microglobulin and traditional markers in different stages of renal function impairment[J]. Chinese Journal of Health Laboratory Technology, 2014, 24(9): 1287-1289.
[11]
史荟, 徐英. 黄芪治疗糖尿病肾病水肿研究进展[J]. 山东中医药大学学报, 2016, 40(5): 484-485.
SHI H, XU Y. Research progress of Astragalus in treating diabetic nephropathy edema[J]. Journal of Shandong University of Traditional Chinese Medicine, 2016, 40(5): 484-485.
[12]
吕高虹.生地——山茱萸对糖尿病肾病的保护作用及机理研究[D].南京: 南京中医药大学, 2013.
LYU G H. Protective effect and mechanism of graduate Rehmanniae and Common Macrocarpium on the diabetes nephropathy[D]. Nanjing: Nanjing University of Chinese Medicine, 2013.
[13]
胡爱民, 晏玲, 张利芳, 等. 糖肾煎对2型糖尿病肾病大鼠氧化应激的影响[J]. 湖北中医药大学学报, 2016, 18(1): 15-19.
HU A M, YAN L, ZHANG L F, et al. The influence of Tangshenjian on oxidative stress of type 2 diabetic nephropathy rats[J]. Journal of Hubei University of Chinese Medicine, 2016, 18(1): 15-19.
[14]
包小燕. 补肾活血法对糖尿病肾病尿CTGF水平影响的临床研究[J]. 四川中医, 2018, 36(1): 110-111.
BAO X Y. Clinical study on the effect of supplementing kidney and activating blood circulation on urinary CTGF level in diabetic nephropathy[J]. Journal of Sichuan Traditional Chinese Medicine, 2018, 36(1): 110-111.