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Effects of gamma linolenic acid on atherosclerosis induced by
cholesterol-rich diet in rats

γ-亚麻酸对实验性大鼠动脉粥样硬化形成初期的影响



全 文 :leadinducedoxidativeinjury.Method:Ninetymalemicewererandomlydividedinto9groups.Miceexceptnormalcontrolgroupinject
leadacetateeveryotherdayfor20days.Inthenext10d,drugswereoralyadministratedtomiceonceaday.Afterthelastaministra
tion,miceweresacrificedandimmediatelysubjectedtonecropsy.Theconcentrationoflead,zincandcopperinblood,brain,liverand
kidneyweredetermined.Thebodyweight,relativeorganweight,antioxidantenzymelevels(GSH,GSHPx,SODandCAT)andlipid
peroxidationproducts(MDA)wereperformed.Result:TFCMmightantagonizethedecreaseofbodyweightandtheincreaseoforgan
weight/bodyweightratio.ThecombinedtreatmentwithTFCMandDMSAcansignificantlylowertheleadlevelsinblood,brain,liverand
kidney.Incontrast,leadconcentrationinmicetreatedwithTFCMalonedidnotshowsignificantchangeintheseorgans.Theothertrace
elementssuchaszincandcopperhadnosignificantdecreaseafterTFCMorDMSAtreatment.MiddleandhighdoseTFCMwasmoreef
fectivethanDMSAinincreasingtheactivityofGSH,GSHPx,SOD,CATanddecreasingtheconcentrationofMDAinmicebrain.In
addition,highdoseTFCMwasmoreefectivethanDMSAinincreasingtheactivityofGSHPx,CATanddecreasingtheconcentrationof
MDAinmiceliverandkidney.ThecombinedtreatmentwithTFCMandDMSAalsocanreverselipidperoxidationandincreaseantioxi
dantenzymelevelsinleadpoisoningmicedosedependently,andithadmorebeneficialefectsthantreatmentwithDMSAalone.Conclu
sion:TFCMmightimproveantioxidantdefensesystem,reverselipidperoxidationandprotectbrain,liverandkidneyagainstleadinduced
oxidativedamageinmicesignificantly.
[Keywords] Chrysanthemummorifolium;totalflavonoids;leadpoisoning;oxidativedamage;drugantagonism
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20080522
[基金项目] 黄河集团资助的研究课题
[通讯作者] 刘志礼,Tel:(025)83597401,Email:liuzl@nju.
edu.cn
γ亚麻酸对实验性大鼠动脉粥样硬化
形成初期的影响
施丽梅1,葛海涛2,孔秀芹3,蔡元锋1,李朋富1,刘志礼1,孔令东1
(1.南京大学 生命科学院,江苏 南京 210093;
2.中国药科大学 生药学教研室,江苏 南京 210038;
3.南京师范大学 生命科学学院,江苏 南京 210046)
[摘要] 目的:探讨γ亚麻酸(GLA)对实验性大鼠动脉粥样硬化形成初期的影响及其作用机制。方法:采用
GLA作为受试物,将60只健康成年雄性 SD大鼠,随机分为正常组、模型组、阳性药洛伐他汀组09mg·kg-1·
d-1、多烯康组250mg·kg-1·d-1、GLA高、低剂量组(375,1875mg·kg-1·d-1)。光学显微镜检测HE染色的主
动脉壁病理改变,测定TC,TG,HDLC,LDLC含量。结果:GLA可在一定程度上抑制高脂饲料诱导的SD大鼠主动
脉血管壁病理变化,降低SD大鼠血清TC,TG,LDLC水平,升高血清TAOC活力,降低HL,LPL的含量,NOS活力
降低,NO含量下降。结论:GLA可以有效调节血脂,改善血管病变,该作用与其调节脂蛋白脂酶、肝脂酶活性,影响
NO及其合酶的形成和表达,提高机体总抗氧化能力相关。
[关键词] γ亚麻酸;动脉粥样硬化;脂酶;一氧化氮;抗氧化
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)23280805
  γ亚麻酸(gammalinolenicacid,GLA)是一种高
级多不饱和脂肪酸。自从 1919年 HeidushKaand
Laft首次从月见草的种子油中发现 GLA以来,许多
学者对其结构、药理、毒性及临床等做了大量工作。
研究表明,GLA直接参与体内一系列代谢和生理合
成过程,对细胞膜的组成和功能起重要作用。GLA
作为药品,对治疗心血管疾病、抗肿瘤、抗炎症、抗
菌、防治糖尿病、肝损伤以及治疗月经前期综合征、
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子宫内膜异位等均有效果[1]。动脉粥样硬化(ather
osclerosis,AS)不仅是动脉自身的疾病,也是导致心
肌梗死、脑梗死、坏疽和肢体功能丧失的主要原因,
是心脑血管病的主要病理基础。
抗动脉粥样硬化药(AASD)的种类很多,例如
调血脂药、抗氧化药、抗血小板药、减肥药、多烯脂肪
酸、抗高血压药、抗血栓药以及中草药等[2]。本实
验室研究发现微藻来源的 γ亚麻酸甲酯粗品具有
很好的调节血脂作用[3],但其作用机制还不清楚。
本研究通过建立大鼠动脉粥样硬化模型,研究 GLA
对AS形成的影响及作用机制。
1 材料
1.1 动物 SD雄性大白鼠,体重(200±20)g,购自江
苏江宁青龙山动物场[合格证号 SCXK(苏)2002
0018]。
1.2 药物与试剂 γ亚麻酸为本实验室以极大螺
旋藻 SpirulinamaximaNJU01为原料通过超临界
CO2萃取,尿素包合以及络合膜萃取分离技术,然后
经过分子蒸馏纯化制得,纯度大于90%。维生素D2
为江西赣南海欣药业股份有限公司生产(国药准字
H05011601)。猪胆盐为国药集团上海化学试剂厂
的产品,蛋黄粉购自南通市康德生物制品公司,丙硫
氧嘧啶为上海医药(集团)有限公司信谊制药总厂
的产品,Poloxamer188购自南京威尔化工公司,洛
伐他汀、多烯康为市售软胶囊。一氧化氮(NO)测定
试剂盒(批号20060710)、一氧化氮合酶(NOS)测定
试剂盒(批号 20060710)、丙二醛(MDA)测定试剂
盒(批号20060710)、总脂酶(脂蛋白脂酶 LPL及肝
酯酶HL)测定试剂盒(批号20060710)、总抗氧化能
力、谷胱甘肽(GSH)测定试剂盒均购自南京建成生
物工程研究所(批号20060321)。
1.3 仪器 VIS-7220可见分光光度计(北京瑞利
分析仪器公司);TGL-168高速台式离心机(上海
安亭科学仪器厂)。
2 方法
2.1 动物分组与处理 SD大鼠每笼5只喂养,室
温控制在(25±1)℃,12h光/暗交替循环,自由摄
食,自由饮水,每周记录1次体重。
取大鼠60只,基础饲料喂养1周作为适应期,1
周后随机分为6组:正常组、高脂模型组、阳性药洛
伐他汀组、阳性药物多烯康组以及 GLA口服低、高
剂量组。除正常组喂饲基础饲料外,其余5组均在
分组后前3d按每公斤30万单位剂量注射维生素
D2,并同时给予喂饲高脂饲料。高脂饲料由843%
基础饲料、10%蛋黄粉、5%猪油、05%胆盐、02%
甲基硫氧嘧啶混合加工而成。连续喂养6周后,乙
醚麻醉大鼠,眼眶静脉丛取血,离心分离血清,测血
脂甘油三酯(TC)、总胆固醇(TG)、高密度脂蛋白胆
固醇(HDLC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC),确定
是否已形成高脂血症。高脂模型建立后,阳性药洛
伐他汀组按09mg·kg-1·d-1灌胃洛伐他汀;多烯
康组按250mg·kg-1·d-1灌胃多烯康;GLA口服
低剂量组按 1875mg·kg-1·d-1灌胃 GLA乳,
GLA口服高剂量组灌胃375mg·kg-1·d-1的 GLA
乳;正常组和高脂组每天等量灌服2%P188。按照
体重调整药物剂量。共喂养11周。
2.2 标本制备及取材 连续给药4周(第10周)
后禁食12h,眼眶取血,取血清测各项指标。继续喂
养1周(第11周)后断头取血,离心分离血清测各
项指标。同时,取出内脏器官(心脏、肺、肝脏、肾
脏、脾脏、睾丸、脑等),观察并称重。
自主动脉根部至腹主动脉末端离断整个主动
脉。将主动脉近心端1cm切下,固定,制备石蜡切
片,每隔10μm连续横切50张。每间隔10张取1
张行HE染色。余下部分纵向剖开,70%乙醇清洗2
min,苏丹Ⅲ染色(苏丹Ⅲ70%乙醇丙酮 1∶100∶
100),显微镜下观察动脉内膜斑块。
2.3 生化检测 用氧化酶法采用 HITACHI7080
全自动生化分析仪测定 TC,TG,HDLC,LDLC含
量,并根据试剂盒说明书检测 TAOC,HL,LPL,
NOS,cNOS,iNOS活力及NO,MDA,GSH含量。
2.4 统计处理 采用 OriginPro70软件进行数据
统计分析。结果以 珋x±s表示,组间显著性差异采用
t检验。
3 结果
3.1 一般生长状况 各组动物死亡情况:去除实验
过程中死亡和患病动物,最后每组各取大鼠8只用
于统计分析。各组大鼠在移动性、行为方面无明显
差别。大鼠每天摄食20g(干饲料)左右,组间无明
显差异。除第6组大鼠体重有所减轻外,其余各组
大鼠体重无明显差异。各组脑、肝、脾、肾、心脏、肺、
睾丸与体重的比值差异均不显著。
3.2 对大鼠血脂的影响 与对照组相比,各组大鼠
血清TC,TG,LDLC均显著升高(表1),HDLC变
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化不明显,连续给药4周后,阳性药物洛伐他汀组和
多烯康组总胆固醇和低密度脂蛋白显著降低,甘油
三酯未见下降,高密度脂蛋白也没有变化。GLA各
组总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白均显著降低,
但其调血脂作用都未显示量效关系,低剂量组优于
高剂量组(表2)。
表1 高脂饲料喂饲6周后的大鼠血脂(珋x±s,n=8) mmol·L-1 
组别 剂量/mg·kg-1·d-1 TC TG HDLC LDLC
正常 - 137±006 097±007 037±001 083±006
模型 - 210±0091) 118±0031) 035±002 147±0131)
洛伐他汀 09 211±0111) 117±0061) 036±001 143±0071)
多烯康 250 206±0131) 122±0051) 033±002 152±0091)
GLA 1875 209±0141) 119±0101) 039±003 153±0131)
  375 208±0111) 115±0071) 033±002 138±0101)
  注:与正常组比1)P<001
表2 给药4周后各处理组大鼠血脂比较(珋x±s,n=8) mmol·L-1 
组别 剂量/mg·kg-1·d-1 TC TG HDLC LDLC
正常 - 139±009 095±005 029±002 092±007
模型 - 202±0081) 127±0111) 030±002 146±0031)
洛伐他汀 09 172±0111,3) 129±0091) 030±002 098±0042,3)
多烯康 250 159±0061,3) 135±0121,3) 029±002 092±0063)
GLA 1875 152±0082,3) 087±0073) 031±001 097±0062,3)
  375 178±0051,3) 119±0122,4) 030±002 102±0101,3)
  注:与正常组比1)P<001,2)P<005;与模型组比3)P<001,4)P<005
3.3 主动脉病理学改变 各组经苏丹Ⅲ染色后,经
显微镜观察,未见血管内壁有明显斑块形成。这可能
是由于大鼠处于病变的初期,从血管的切片(HE染
色)可见,正常组细胞内皮细胞及平滑肌细胞排列紧
密,管壁较薄;与模型组(AS)相比,大鼠主动脉管壁
增厚,平滑肌细胞增生且排列不规则,内皮及内皮下
层有水肿变性,弹性纤维层结构不清,局部管壁向管
腔内突出;AS+GLA组主动脉管壁也增厚,平滑肌细
胞增生较AS组减轻,内皮及内皮下层水肿变性不明
显,以GLA口服低剂量组效果最佳(图1)。
A.正常组;B.模型组;C.GLA1875mg·kg-1·d-1组;D.GLA375mg·kg-1·d-1组
图1 各组大鼠主动脉血管病理图(HE,40×20)
3.4 对大鼠血清脂蛋白脂酶(LPL)及肝脂酶(HL)
的影响 大鼠喂饲高脂饲料11周后,血清中脂蛋白
脂酶显著下降,肝脂酶显著升高,相比之下,GLA各
组LPL均显著升高,但均低于正常组;GLA低、高剂
量组均显著降低,高剂量组 HL与正常组比无显著
性差异(表3)。
3.5 对大鼠血清 NO,NOS的影响 与正常组相
比,模型组大鼠血清中NO含量显著升高,GLA各组
NO含量均有所下降。cNOS在正常组、模型组以及
各GLA处理组差异不显著,含量在153~174U·
mL-1,iNOS和总NOS在模型组中显著升高,GLA组
iNOS和总NOS均有所下降(表3,4)。
3.6 对大鼠血清总抗氧化能力(TAOC),丙二醛
(MDA),GSH含量的影响 模型组大鼠总抗氧化能
力显著降低,GLA各组抗氧化能力随剂量增高而增
高。模型组大鼠血清中 MDA含量相对正常组有显
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   表3 GLA对大鼠血清中LPL,HL,NO,NOS的影响(珋x±s,n=8)
组别 剂量/mg·kg-1·d-1 LPL/U·mL-1 HL/U·mL-1 NO/μmol·L-1 NOS/U·mL-1
正常 - 215±012 152±018 5279±415 2176±230
模型 - 132±0141) 183±0131) 9066±6821) 2843±1731)
GLA 1875 198±0201,2) 126±0061,2) 7374±6311,2) 2559±1281,2)
  375 174±0141,2) 150±0172) 6934±6601,2) 2383±1361,2)
  注:与正常组相比1)P<005;与模型组相比2)P<005(表4同)
表4 GLA对大鼠血清中iNOS,TAOC,MDA,GSH的影响(珋x±s,n=8)
组别 剂量/mg·kg-1·d-1 iNOS/U·mL-1 TAOC/U·mL-1 MDA/nmol·mL-1 GSH/mg·L-1
正常 - 556±04 498±031 552±034 20757±1674
模型 - 1103±101) 428±0311) 726±0241) 15910±10161)
GLA 1875 847±061,2) 483±0452) 506±0252) 15884±3051)
  375 853±0451,2) 506±0352) 770±0741) 18610±8141,2)
著增高,低剂量的 GLA有显著降低血清中 MDA含
量的作用,高剂量组 MDA含量与模型组比没有显
著性差异。模型组大鼠经高脂饲料喂饲后血清中
GSH显著降低,GLA高剂量能够显著升高 GSH含
量,但GLA低剂量对血清中 GSH含量没有显著的
影响(表4)。
4 讨论
本实验采用注射维生素 D与高脂饲料诱导相
结合的方式诱发大鼠 AS模型[45]6周后,血清中胆
固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白显著升高,高密度脂
蛋白变化不显著。经过4周的洛伐他汀、多烯康及
GLA的治疗,血脂水平有显著降低,GLA低剂量组
在降低TC,TG,LDLC上效果优于其他各组。洛伐
他汀、多烯康是常用的调血脂药物,文献中有相对明
确的调血脂机制的记载,所以在本实验中,洛伐他汀
和多烯康主要是用作调血脂的阳性对照,在对作用
机制的研究中重点考察了正常组、模型组和GLA各
剂量组。
本实验整体观察主动脉斑块的形成,结果各组
均未见明显的动脉斑块,与文献报道[5]4周后 Wist
ar大鼠主动脉出现动脉粥样硬化斑块有些不同,这
可能与大鼠本身品种有关系,作者采用的是 SD大
鼠,其形成病变可能更缓慢,需要更长时间的喂饲或
需要增加其他手段,本实验提示GLA能延缓和减轻
动脉粥样硬化病变的进展。
LPL,HL与动脉粥样硬化的发生发展有密切关
系[6]。血浆 LPL蛋白含量和活性与冠状动脉和胸
主动脉等处的动脉粥样硬化病变的严重程度成正
比[710]。本实验发现动脉粥样硬化血清中脂蛋白脂
酶显著下降,GLA各剂量组中 LPL活性有所升高。
本实验中模型组大鼠HL显著升高,GLA低、高剂量
能够降低 HL的含量。这些表明 GLA能够调节大
鼠LPL和HL活性,改善大鼠血脂水平以及影响大
鼠动脉粥样硬化的形成。
NO是以 L精氨酸为底物在血管内皮细胞一氧
化氮合酶(NOS)作用下合成的血管活性物质,具有
抗氧化作用,能抑制 LDL的氧化、抑制单核细胞及
血小板黏附、聚集等多种抗动脉粥样硬化功能。一
氧化氮合酶(NOS)是催化NO合成的关键酶。近年
来的研究证明,NO系统的代谢异常在动脉粥样硬
化发生、发展中起关键作用[1112]。本实验中 GLA组
iNOS和总NOS均有所下降,这看起来与NO的抗动
脉粥样硬化的结果相反,但从动脉粥样硬化本身是
一种炎症反应的角度考虑,正常生理情况下,iNOS
基因不表达,当细胞受到某些炎症、免疫因子如肿瘤
坏死因子,细菌内外毒素、白介素等刺激时,经基因
转录蛋白而产生。高脂饮食,应激性地引起 iNOS
表达增强,总 NOS活性升高,以合成更多的 NO抵
抗这种损伤。郝文君等观察了兔动脉粥样硬化不同
阶段一氧化氮及合酶的变化,也发现模型组大鼠在
8,16周时血浆中 NOS活力、NO量均显著高于对照
组,24周 NOS,NO呈下降趋势,与本实验结果类
似[12]。在本实验中,GLA可以减缓这种应激反应,
使得NOS活力降低,NO含量下降,从另一个侧面也
验证了GLA具有一定的抗炎作用,也就相应地在延
缓动脉粥样硬化病变上发挥了一定的作用。
与动脉粥样密切相关的因素还有抗氧化能力,
本实验结果发现模型组大鼠总抗氧化能力显著降
低,GLA各组总抗氧化能力均显著升高。实验中还
发现模型组大鼠血清中 MDA含量相对正常组有显
著增高,低剂量的 GLA有显著降低血清中 MDA含
量的作用,高剂组血清中 MDA含量与模型组没有
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显著差异,这与 GLA本身的性质有关,其双键因易
氧化而使它在血液中起到了清除自由基的作用,从
而保护了其他物质免受氧化损伤,提高了机体的总
抗氧化能力。GLA的过氧化不可避免导致了 MDA
含量的升高。本实验中 GLA在调节血脂的作用方
面未呈现量效关系,高剂量的 GLA的调节血脂的
能力反而弱于低剂量的GLA,这提示GLA需要的最
佳剂量,GLA长期摄入过多,脂质过氧化作用过强,
超出机体的承受,也极有可能起到促进动脉硬化病
变的进程。另外模型组大鼠经高脂饲料喂饲后血清
中GSH显著降低,GLA高剂量能够显著升高 GSH
含量,但GLA低剂量对血清中 GSH含量没有显著
的影响,都说明GLA对大鼠的抗氧化能力具有一定
的调节作用,这也是抗AS的一个可能机制。
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SHILimei1,GEHaitao2,KONGXiuqin3,CAIYuanfeng1,LIPengfu1,LIUZhili1,KONGLingdong1
(1.SchoolofLifeScience,NanjingUniversity,Nanjing210093,China;
2.DepartmentofPharmacognosy,PharmaceuticalUniversity,Nanjing210038,China;
3.SchoolofLifeScience,NanjingNormalUniversity,Nanjing210046,China)
[Abstract] Objective:Tostudytheefectofgammalinolenicacid(GLA)onatherogenesisinrats.Method:Sixtyhealthy
maleratswererandomlydividedinto6groups:normalcontro1,fedbynormalfeed;atherogenesismode1,fedbyhighlipiddiet;pos
itivecontrolgroup09mg·kg-1·d-1oflovastatinandgroupⅣ250mg·kg-1·d-1duoxikang;highdoseof375mg·kg-1·d-1
GLA;lowdoseof1875mg·kg-1·d-1GLA.Afterthemodelgroupreceivedatherogenicdietforsixweeks,serumtriglyceride
(TG),totalcholesterol(TC),lowdensitylipoproteincholesterol(LDLC)andhighdensitylipoproteincholesterol(HDLC)were
detectedbyenzymemethodtoconfirmtheformationofatherogenic.Afterfedforanotherfiveweeks,morphologicatherosclerosisofaor
tainratswasobservedbyHEstainingmethods.ThebloodsampleswerecolectedandserumTC,TG,HDLC,LDLC,TAOC,HL,
LPL,NO,NOS,MDAandGSHweredetermined.Result:GLAatenuatedtheformationofatheroscleroticplaques,inhibitedthelevel
ofserumTC,TG,MDA,OXLDL,NO,NOS,HL,LPLandLDLCandincreasedthelevelofTAOC.Conclusion:GLAmightsig
nificantlyatenuatethedevelopmentofatherosclerosisinratsfedwithhighlipiddietthroughimprovingtheantioxidationcapacityofthe
body.
[Keywords] gammalinolenicacid;atherosclerosis;lipoproteinlipase;NO;antioxidation
[责任编辑 古云侠]
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第33卷第23期
2008年12月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 23
 December,2008