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两种木贼提取物对高血脂大鼠主动脉内皮超微结构的作用
作者:甄艳军, 姜秀娟, 刘志敏, 侯建眀, 张凤梅, 张东辉, 曹华, 张雪静    
作者单位:河北医科大学基础课教学部,河北 石家庄 050091

《时珍国医国药》 2009年 第5期

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       【摘要】 
       目的观察两种木贼提取物对动脉粥样硬化早期内皮细胞超微结构的影响。方法高脂饲料复制SD大鼠早期动脉粥样硬化模型,分别予木贼正丁醇提取物及其剩余物灌胃预防性给药9周,透射电镜观察各组主动脉内皮细胞的变化。结果木贼正丁醇提取物及其剩余物组内皮细胞超微结构均较模型组完整,吞饮小泡和脂质空泡的数量、体积明显减少,线粒体、内质网肿胀及脱颗粒现象显著减轻,且效果前者优于后者。结论两种木贼提取物均有明显改善高脂对内皮细胞超微结构损伤的作用。
       【关键词】  木贼提取物 高脂血症 内皮细胞 超微结构
       Effect of Equisetum Extract on the Ultrastructure of Endothelial Cell in Hyperlipidemia Rats
       ZHEN Yanjun, JIANG Xiujuan,LIU Zhimin, HOU Jianming, ZHANG Fengmei,ZHANG Donghui,CAO Hua,ZHANG Xuejing
       (The Basic Teaching Department of Hebei Medical University, ShiJiazhuang, 050091, China)
       Abstract:ObjectiveTo investigate the effect of Equisetum extract on the ultrastructure of endothelial cell in hyperlipidemia rats on early atherosclerosis stage. MethodsFifty Sprague-Dawley rates were randomly divided into five groups: the control group fed with a standard chow diet, four other groups fed with a high fat diet including one group plus Gemfibrozil Capsules, the others plus Equisetum extract and the rest.  Changes of ultrastructure of endomembrane were examined by electron microscope after nine weeks. ResultsCompared with model group, the endothelium of Equisetum extract group were more intact, most of them were continuous and normol in forms, which were similar to those in Gemfibrozil Capsules group.ConclusionEquisetum extract has a protective action on ultrastructure of endothelial cells of the aorta in the early atherosclerosis rats.
       Key words:Equisetum extract;   Hyperlipidemia;   Endothelial cell;  Ultrastructure
       
       木贼水煎剂对实验性大鼠动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)早期内皮细胞的保护作用,已在前期实验证实[1]。本实验进一步观察木贼正丁醇提取物(脂溶部分)及提取剩余物(水溶部分)对高血脂大鼠内皮损伤超微结构的影响, 旨在发现木贼降脂、抗AS的有效部位。
       1  器材
       1.1  动物  健康雄性SD大鼠50只,清洁级,体重180~200 g,由华中科技大学同济医学院实验动物学部提供(医学动物合格证号:SCXK(e)2004-0007)。
       1.2  药品和试剂  木贼购自石家庄市乐仁堂大药房,吉非罗齐由保定古城制药厂提供;试剂盒由日本协和株式会社提供;其他试剂均为国产分析醇。
       1.3  仪器  超薄切片机,型号:莱卡UCT;透射电子显微镜,型号:日立H-7500。
       2  方法
       2.1  方法SD大鼠随机分为正常对照组、模型组、吉非罗齐(阳性药物)组、正丁醇提取物组、提取剩余物组。每组10只,均自由摄食、饮水。模型组、吉非罗齐组和木贼两组每天饲喂高脂饲料(高脂饲料的组成:87.48%普通饲料+10%猪油+2%胆固醇+0.5%胆盐+0.02%他巴唑),阳性药物组和两种木贼提取物组每天按10 ml/kg灌胃量给药,分别合吉非罗齐0.16 g/(kg·d)、合木贼生药12.5 g/(kg·d);正常对照组和模型组每天灌等量的生理盐水,随动物体重增加调整药量,实验9周。
       2.2  样品制备及检测  实验9周后,禁食12 h,眶后取血,分离血清,全自动生化分析仪氧化酶法测TC和TG,化学修饰酶法测LDL,HDL。末次给药24 h后,以10%水合氯醛腹腔注射麻醉,4%多聚甲醛灌注固定,于胸主动脉根部取材约3 mm×5 mm, 4℃预冷的4%戊二醛液和1%俄酸固定,乙醇梯度脱水,环氧树脂包埋,做超薄切片,醋酸铀、柠檬酸铅酸双染色,透射电子显微镜观察内膜改变。
       2.3  统计学处理  数据以±s表示,血脂各项指标进行组间比较,均采用SPSS11.5软件进行单因素方差分析。
       3  结果
       3.1  两种木贼提取物对血脂的影响  两组木贼提取物较模型组TG,VLDL显著降低,其中正丁醇提取物亦能降低TC,LDL,提取剩余物升高HDL效果显著;与阳性药的调脂效果相近。结果见表1。
       3.2  主动脉内皮细胞的电镜观察
       3.2.1  对照组大鼠内皮细胞超微结构  血管内皮细胞长梭形,其长轴与血液流动方向一致,胞核居中,所在部位略突向管腔;胞浆内吞饮小泡丰富,线粒体、内质网形态正常;细胞游离面有稀疏而大小不一的胞质突起,相邻细胞间的连接长而弯曲,有电子低密度间隙。见图1。
       3.2.2  模型组内皮细胞结构改变主动脉内皮细胞大部分坏死、脱落;残存细胞吞饮小泡数量明显增多,可见多个脂质空泡,线粒体肿胀、部分嵴膜融合、基粒消失,粗面内质网显著扩张成囊泡状,膜旁核糖体解聚、脱落,胞浆内可见较多量游离核糖体;游离面质膜形成较多较长突起,细胞间隙变大。见图2。
       3.2.3  吉非罗齐组内皮细胞结构改变  内皮细胞形态较模型组趋近正常,胞质内吞饮小泡、脂质空泡数量减少、体积减小,细胞器数量少,部分线粒体肿胀、粗面内质网轻度扩张,表面无颗粒。见图3。
       表1  两组木贼提取物对大鼠血脂的影响(略)
       与模型组比较,﹡P< 0.05,﹡﹡P< 0.01;n = 10
       3.2.4  木贼正丁醇提取物组内皮细胞结构改变血管内皮细胞结构完整,形态基本正常。胞质内吞饮小泡、脂质空泡体积变小和数目明显减少,部分线粒体轻度肿胀,粗面内质网脱颗粒较模型组显著减轻,游离核糖体少见,与阳性药组相似;细胞的连接变短、间隙略增大。见图4。
       3.2.5  正丁醇提取剩余物组内皮细胞结构改变血管内皮损伤较轻,胞质内可见较多吞饮小泡和脂质空泡;线粒体水肿,粗面内质网肿胀、扩张,附着核糖体解聚现象存在,较多量游离核糖体散在于细胞质中;游离面质膜形成许多片状或瓣状突起;内皮下偶见泡沫细胞。见图5。
       4  讨论
       
   
       脂代谢异常是诱发AS的重要因素,其严重程度随血浆TC水平的升高而加重,特别是LDL,VLDL水平的持续升高和HDL水平的降低,与AS的发病率呈正相关[2]。脂质代谢异常,氧化损伤内皮细胞,引起血管内膜一系列病理改变[3]。本实验模型组TC和LDL较对照组显著升高,电镜下主动脉内皮发生的明显形态学改变,提示了过氧化损伤对内皮细胞的破坏作用。用木贼提取物预防性给药后,大鼠血脂代谢紊乱得以改善,脂溶性萃取物对TC的影响主要表现在使LDL和VLDL降低;而水溶性提取物效果略差,但两者对TG的影响均较显著,说明两种提取物调脂作用的环节有所不同。
       图1  正常对照组 ( ×10.0 k)(略)
       图2  模型组 ( ×20.0 k) (略)
       图3  吉非罗齐组(×15.0 k) (略)
       
       两种提取物组内皮损伤较模型组减轻,脂质空泡、吞饮小泡数量明显减少,其机制可能是药物降低了内皮细胞的通透性,通过胞饮方式进入细胞的脂类形成脂质空泡的数量减少;其降解产物脂质过氧化物也减少,减轻了内皮细胞损伤。电镜下观察到的内皮细胞间隙较模型组变窄,缝隙连接清晰可见;胞膜形成的突起减少变短,无疑会减少内皮细胞与血浆内游离脂质和单核细胞的接触面积,降低其吞噬脂质和捕捉白细胞的机率,减少单核细胞和血小板粘附,减轻炎症反应和内皮受损。
       图4  木贼正丁醇提取物组 ( ×10.0 k) (略)
       图5  木贼提取剩余物组 (×20.0 k) (略)
       
       木贼提取物对内皮细胞的细胞器也具有一定的影响,高脂血症时内皮细胞代谢异常,产生大量活性氧类物质,线粒体受损,部分嵴膜融合、消失;残存者代偿性扩张增生;给药后,线粒体偶见轻度水肿,数量与阳性药物组比未见明显区别。粗面内质网与核糖体在细胞蛋白合成方面具有重要意义,附着核糖体的解聚和脱颗粒被认为是粗面内质网早期受损的表现,脱颗粒后的粗面内质网丧失合成蛋白的能力。因此,脱颗粒可以作为粗面内质网合成受阻、功能障碍的形态指标。木贼提取物组大鼠主动脉内皮细胞线粒体嵴膜融合减轻、残存者呈轻度扩张状态;粗面内质网肿胀扩张、脱颗粒程度较模型组有明显改善,表明细胞器形态功能渐趋恢复,高脂血症导致的高代谢状态有所缓解,胞质内吞饮小泡数量的减少有力的证实了这一点。
       
       上述两种木贼提取物对AS早期血管内皮细胞超微结构的影响,与前期木贼水煎剂对髙脂动物内皮的保护作用实验的电镜观察结果一致,两次实验,均明显支持了木贼抗AS,保护血管内皮的药理效应。比较正丁醇提取物及其剩余物作用效果,前者优于后者。正丁醇萃取物主要为木贼化学成分的脂溶性部分,剩余物主要是水溶部分,实验显示出的不同的活性作用,为深入研究木贼抗AS的有效部位提供了直观的形态学依据。
       【参考文献】
           [1] 甄艳军,候建明,朱 方,等.木贼对大鼠高脂血症及主动脉内膜早期粥样硬化病变的影响[J].中国老年学杂志,2004,27(7):643.
       
       [2] 李玉林. 病理学,第6版[M].北京:人民卫生出版社,2004:130.
       
       [3] 宓宝斌,刘江华,文格波.氧化低密度脂蛋白对内皮细胞损伤机制的研究进展[J].医学临床研究,2005,22(9):1322.

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