文摘
虽然Piper sarmentosum(PS)是具有抗糖尿病的属性,它的效力对糖尿病心血管组织仍模糊。本研究旨在观察电子显微镜变化对实验老鼠的心脏组织和主动脉近端处理PS提取。32男Sprague-Dawley老鼠被分为四组:未经处理的对照组(C), PS-treated对照组(CTx),未经治疗的糖尿病组(D)和PS-treated糖尿病组(DTx)。肌内注射链脲霉素(STZ 50毫克/公斤体重)诱发糖尿病。糖尿病后28天感应,PS提取(0.125克/公斤体重)是28天的口服药物。体重、空腹血糖和尿在四周时间间隔测量血糖水平。在研究结束时,心脏和主动脉组织在透射电子显微镜(TEM)。DTx组显示,体重增加和降低空腹血糖和尿葡萄糖水平相比,D组。TEM研究下,DTx组显示较小的心脏组织超微结构的退行性变化,近端主动脉相比,D组。结果表明,PS恢复糖尿病心血管组织超微结构的完整性。
1。介绍
死亡率高患病率的流行病学研究表明,糖尿病患者的心血管并发症是由于参与糖尿病(DM)。数据描述,超过75%的住院糖尿病患者是由于心血管并发症(1]。根据弗雷明汉的研究,表明心肌功能障碍在糖尿病没有已知的病因因素如肥胖、高血压、冠心病、高脂血症,和酗酒2]。虽然糖尿病心脏功能障碍是独立于任何血管的依从性,它可以与退行性血管内皮基膜增厚等变化和超微结构损害的糖尿病动脉(3,4]。
慢性高血糖是一个复杂的、进步的疾病导致氧化应激。增加氧化应激的结果增加自由基的形成和抗氧化防御活动的减少5]。实验和临床研究表明,糖尿病状态本身可能是负责开发心脏功能紊乱和动脉粥样硬化(6]。
糖尿病心脏功能障碍的病理特征包括横向直径减少心肌细胞,心肌纤维变薄,改变在心肌细胞的超微结构特征3,6]。所有的这些特性都可以观察到在1型糖尿病,2型DM(与7]。此外,退行性变化也可以观察到在大血管的主动脉DM (4]。机制的潜在心血管并发症是多因素疾病。内皮功能障碍、endomyocardial纤维化、动脉硬化和高血糖对心脏和大血管的直接毒性作用。
根据糖尿病及其并发症的发生率,值得探索的新来源富含抗氧化抗糖尿病的药物。相信抗氧化活性的积极作用将实现好的结果在DM和其长期的并发症。各种草药的好处在氧化应激相关疾病如糖尿病和动脉粥样硬化有据可查。
Piper sarmentosum(PS)是一种传统的草药拥有antidiabeticproperties闻名。PS是匍匐地面草种植在许多像中国这样的国家,婆罗洲,Java,泰国、马来西亚和整个热带低地。PS是胡椒科的家庭(8]。它被用于治疗轻微的疾病,如头痛、牙痛、背痛、腰痛、胸痛、肌肉疼痛、月经疼痛,关节疼痛,咳嗽,祛痰剂,改善排尿,传统上9]。植物化学的,植物富含黄酮类化合物,phenylpropanoid (ascaricin,α-ascarone),酚类化合物(叶黄素,单宁)和钙、铁、维生素B1、2,C, E,β谷甾醇(10,11]。实验室研究已经进行了确定PS在体外的antidiabeticrole糖尿病大鼠(12]。然而,改善心脏的细胞基础组织和主动脉在DM PS提取管理并没有被确认,到目前为止。
本研究旨在确定实验的超微结构特征诱导糖尿病心脏异常组织和主动脉。这项研究还旨在探索PS补充对心血管损伤的影响。
2。方法
2.1。植物材料和提取准备
PS的叶子从Mentah购买资源,Negeri Sembilan,马来西亚。植物学家的发现的标本是植物学、马来西亚Kebangsaan大学(代金券Specimen-UKMB(29851号)。PS叶子烤箱干磨。然后基于PS粉混合1 l是水,煮1小时。然后过滤,滤液被派为冷冻干燥森林研究所马来西亚(无机玻璃钢)。PS提取被储存在4°C为进一步使用。在治疗期间,冻干提取在生理盐水溶解和口服药物的剂量(0.125克/公斤体重12,13]。
2.2。试验协议
之前伦理批准机构获得动物伦理委员会(UKMAEC)。总共32 ()男Sprague-Dawley老鼠之间的权衡g为本研究随机选择。动物被关在单独的笼子里,12小时光/暗周期,他们用标准的鼠粮和水随意。驯化期1周后,动物同样分成四组():未经处理的对照组(C)、PS-treated对照组(CTx),未经治疗的糖尿病组(D)和PS-treated糖尿病组(DTx)。DM是由单一注射STZ诱导(美国σ)50毫克/公斤体重,肌肉内。三天DM感应后,尿液和血糖水平是衡量Combur测试10米尿葡萄糖剥夺(罗氏诊断、澳大利亚)和II glucometer ACCU-CHEK优势与葡萄糖剥夺(罗氏诊断、澳大利亚),分别。老鼠与葡萄糖存在于尿液被表示为(+)。空腹血糖与8更易/ L以上贴上糖尿病研究,(14,15]。体重、空腹血糖和尿在四周时间间隔测量血糖水平在整个研究。PS提取(0.125克/公斤体重)的剂量服用了28天,4周后DM感应(12]。在研究结束时,老鼠牺牲和心脏组织和TEM研究主动脉近端收集。
2.3。电子显微镜研究
左心室心肌组织和近端主动脉从两个八个组织收集每组根据前一个协议(16]。组织被切割成1毫米3大小与截面和固定2.5%戊二醛固定。大约5 - 10组织幻灯片/动物被用来研究超微结构的发现。标本使用透射电子显微镜检查Tecnai G280千伏的电压模型。(飞利浦、荷兰)。所有的电子显微镜研究结果分析了在双盲一个病理学家和一个解剖学家时尚。
2.4。统计分析
数据被表示为平均数±标准差。使用三方混合方差分析结果评价图基的事后测试紧随其后。值()被认为是重要的。所有统计分析使用SPSS统计软件包版本19 (SPSS Inc .)、美国)。
3所示。结果
3.1。改变体重、空腹血糖和尿葡萄糖
在体重没有明显差异,空腹血糖和尿葡萄糖,水平在所有组注射STZ之前。然而,明显降低(糖尿病组),观察体重后4周的DM感应。然而,体重明显高于(在PS的DTx组后28天政府相比D组(表1)。
空腹血糖和尿葡萄糖水平显示,糖尿病组显著增加四个周的DM感应。28天PS政府后,所有这些参数被发现显著降低DTx组相比,D组(表2)。尿葡萄糖水平的变化也决定DTx组与PS治疗后提取(表3)。
3.2。透射电子显微镜研究
3.2.1之上。心脏组织
在TEM下检查,D组的心脏组织表现出不同的亚细胞形态与C组相比。特征差异很容易观察到心肌纤维的条件,总变形线粒体和细胞核的内陷总值D组的心肌细胞。PS的保护作用对心脏组织的超微结构特征提取DTx集团也被观察到。
3.2.2。肌原纤维
从C组和CTx组心肌纤维丰富的肌原纤维与普通阵列紧密排列在肌节(数字1(一)和1 (b))。这一发现表明,C组有一个正常的细胞形态。然而,稀疏的肌原纤维在肌节(从Z线Z线)被观察到在D组(图1 (c))。有趣的是,这些变化似乎DTx组少。DTx组的心肌纤维内的肌原纤维减少干扰和不规则数组肌节检查(图1 (d))。
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3.2.3。线粒体
总的来说,线粒体的心脏左心室的组织获得了C和CTx组通常完好无损,整齐的排列。有几个胞质空间,在C和CTx组(观察数据1(一)和1 (b))。线粒体D组的显示尺寸的增加,C组相比。此外,他们也被中断。此外,胞质空间的斑片状的增加也观察(图1 (c))。部分从DTx集团获得一定程度上的破坏线粒体和细胞质斑片状空间比D组。有趣的是,DM动物收到PS提取物治疗28天(DTx集团)有完整的线粒体,线粒体减少尺寸和胞质空间(图1 (d))。水提物的PS的能力来改变亚细胞的形态学损害明显观察到,在目前的研究。
3.2.4。核
通常情况下,原子核的心肌细胞有一些内陷。内陷被定义为至少0.3μ米深度和小于1μ米宽度根据前面的研究(3]。然而,在我们最近的工作,只有内陷被集中的视觉表象。C和CTx组显示只有少数内陷正常形态学特征(数字2(一个),2 (b))。从未经处理的D组标本显示更多的凹入变形核(图2 (c))。DTx组还发现在细胞核中拥有一些内陷。有小凹入DTx组相比,D组。核回归正常的形状(图2 (d))。这些结果显示的形态学特征STZ-induced DM大鼠受损的心脏组织。也许,政府与PS提取可以改善这些退行性变化,发生在DM大鼠的心脏组织。没有差异的程度和视觉大小核仁被观察到所有的组。
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3.2.5。主动脉近端
C组的主动脉近端显示正常内皮细胞的弹性板,弹性板也完好无损,存在TM的平滑肌细胞层观察(图3(一个))。也观察到类似的发现在CTx组大鼠(图3 (b))。
(一)
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然而,D组显示中断弹性板,内皮细胞透射电镜下难以观察。在弹性板的许多地方,有内皮细胞的损失。这可能是由于弹性板的破坏在D组大鼠主动脉壁。这是发现在TM层平滑肌细胞迁移到弹性板弹性板突破。此外,平滑肌细胞的增殖也观察到在D组。内皮细胞的形态学变化观察到变化表明内皮损伤(图3 (c))。有存款的DM组胶原纤维(图4 (c))。另一方面,DTx组显示较小的退行性变化相比,D组。降低弹性板的破坏,减少平滑肌细胞增殖,和内皮细胞的存在的一些值得注意的发现DTx组(图中观察到3 (d))。这些结果表明,超微结构的组织在DM大鼠主动脉的打扰。它被认为是早期发展在experimental-induced DM大鼠动脉粥样硬化的迹象。政府与PS提取DM大鼠显示减少损失和恢复的超结构组织近端主动脉。详细的超微结构变化的近端控制和DM大鼠观察主动脉。D组显示存在的胶原纤维相比,C组(数字4(一),4 (b),4 (c),4 (d))。
(一)
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4所示。讨论
在目前的研究中,体重在DM大鼠C组相比明显减少。这样一个显著的减肥已经观察到在以前使用实验诱导糖尿病动物(17]。这背后的原因是由于发生在糖尿病的代谢紊乱,热量不足起着至关重要的作用。热量不足导致减少蛋白质合成,促进蛋白质降解更持久的DM状态(2]。然而,治疗0.125克/公斤的PS提取显示改善DM的体重。
体重的增加后PS提取管理DM组在早期研究中不明确的解释。也许,我们可以假定,植物提取物为人体提供必要的抗氧化营养素和维生素。这些都是需要加强免疫系统,消除自由基和氧化压力平衡。PS的叶子被报道保持能量,一般能力,和健身8]。事实上,槲皮素(黄酮类化合物)出现在PS已经销售在美国作为膳食补充剂的每日推荐剂量200 - 1200毫克和出版是一种有效的DM患者的食物(18,19]。这些原因可以解释为什么PS叶子改善实验性糖尿病大鼠的体重。
空腹血糖和尿葡萄糖水平在目前的研究显著高与对照组相比,糖尿病大鼠()。这些研究结果类似于先前的报道,这表明STZ管理后,高血糖症的症状和糖尿出现在动物(15]。众所周知,STZ诱导可以造成不可逆的损害β胰腺细胞,减少胰岛素的分泌,从而导致血糖水平的增加。STZ损害葡萄糖氧化和减少胰岛素合成和分泌20.]。为了确认,额外的尿液检查血糖水平在所有组大鼠在实验。DM大鼠显示增加尿液中葡萄糖水平(+ +)(+ + +)。类似的结果也被发表在一个先前的研究(15]。然而,奥巴马政府与PS提取显示那些控制和DM大鼠的影响。这是按照先前的研究结果显示,重复口服0.125克/公斤和0.25克/公斤的水提物的PS 7天可以降低血糖水平控制和DM大鼠。事实上,剂量0.125克/公斤的PS从事目前的工作是采用从一项研究12]。此外,PS的粗提物也被证明可以降低血糖水平在alloxan-diabetic兔子21]。
慢性高血糖症的机制修改状态取决于植物化学的化合物存在于PS的叶子,它被假定PS富含单宁,hydrocinnamic酸,β谷甾醇、pellitorine吡咯胺、sarmentine sarmentosine [22]。单宁是有益的积极有效的抗氧化化合物对糖尿病的影响。这些化合物包含一种酶:苯甲酸相关分子抑制胰岛素酶可以提高胰岛素的分泌从而抑制胰岛素降解[23]。重要的是,PS表明槲皮素等抗氧化化合物的存在。槲皮素在降低血糖水平有积极作用,促进胰岛细胞的再生,并增加胰岛素释放高过氧化物清除活动DM大鼠(24]。
电子显微镜是一个宝贵的工具用于检查的超微结构病理DM的进展。它可以用来把亚细胞的生化变化,功能和组织学变化在DM决定组织的影响。早些时候的研究提到,DM诱导一些可见的和可测的心肌细胞超微结构的变化3]。定性,肌原纤维无序,线粒体被破坏,间质胶原沉积被发现在D组左心室在目前的研究。也有变化在糖尿病心肌细胞的核形态包括增加出现内陷相比C组和CTx组。在目前的研究中,左心室的变化进行评估STZ诱导8周后,更容易DM诱导病理,根据过去的报道(3]。
无序的肌原纤维在未经处理的D组观察到。这些发现与先前的报道是一致的,也显示在糖尿病心肌细胞肌原纤维的损失。此外,研究人员指出,没有肌节长度的变化与DM (25]。然而,肌节长度并没有以目前的研究。DM诱导线粒体的变化,细胞质与前面的结果一致。参差不齐的观察线粒体中断是一个关键的特征,各研究报道。目前的结果类似于过去的研究描述内陷的存在在心肌细胞的细胞核DM大鼠(26]。此外,在我们的一个最近的研究,结果表明,PS有能力维持心脏组织的组织学完整性和近端主动脉(27]。
糖尿病的心所示亚细胞变化的机制仍不清楚。它一直认为,糖尿病是导致心肌能量代谢异常导致减少葡萄糖运输、FFA代谢增加,减少了ATP生产。从使用血浆葡萄糖代谢变化FFA的过度使用,从而产生糖原,这导致心肌损伤。线粒体变形可能可能是由于增加的脆弱性导致线粒体膜DM (28]。前面所提到的,损坏的主站点DM的心贡献大量的线粒体(28]。
关于实验诱导糖尿病大鼠的心脏功能障碍,几个作者称代谢恶化糖尿病诱发心脏结构改变以及生化变化。最终,这是表明高血糖症导致hyperosmolarity,心室心肌细胞的收缩变形核形态和线粒体中断,轮流在肌原纤维导致无序透射电镜下见过。
有缺乏研究草药或传统药物的保护作用对糖尿病心脏功能障碍。我们所知,目前的研究是第一个观察电子显微镜发现在DM PS提取的防护作用。然而,PS提取物的作用在预防糖尿病心肌组织的超微结构损害并不完全理解。本研究表明,28天的PS提取足以恢复一些超微结构的损害在DM大鼠的心脏组织。有趣的是,描述性的线粒体、胞质区,胶原纤维,内陷的存在心肌细胞的细胞核被恢复。槲皮素的抗氧化活性将有助于管理葡萄糖摄取和增加水平的线粒体活性氧(ROS)与高血糖症(9,24]。这将防止心脏组织损害通过抑制糖尿病的代谢障碍。Narigenin众所周知,改善血管内皮功能,降低患冠心病的风险(8]。最后,从目前的研究,证明了重复与PS提取口服可以恢复糖尿病心肌组织的超微结构的完整性。
关于主动脉的TEM研究在目前的研究中,近端主动脉的超微结构的组织在DM大鼠打扰。在目前的研究中,弹性板显示内皮损伤的定性中断。此外,从内侧层平滑肌细胞的迁移到内膜层也被观察到。这些发现被认为是早期事件在糖尿病动脉粥样硬化病变的发展。在目前的研究中,近端主动脉(约2厘米)作为大多数的血流动力学变化可能发生在这个区域(29日]。目前的结果类似于先前的发现报道,诱导与STZ糖尿病可以导致血管壁损伤(4]。
不幸的是,到目前为止,超微结构的无序的底层机制DM尚未探索的主动脉。氧化应激的增加和积累先进的糖化终端产品(年龄)被认为是动脉粥样硬化的诱发因素(29日]。年龄与他们特定的受体之间的相互作用(愤怒)内皮细胞减少导致的内皮屏障功能。这将导致增加内皮渗透性,随后导致transendothelial迁移。即使在平滑肌细胞,结合年龄修改蛋白质愤怒与增加细胞增殖有关。增加血管壁年龄积累促进炎症细胞的迁移。此外,在高血糖症增加活性氧等自由基损伤可能会加速动脉粥样硬化反应生产超氧化物。这也是证明glycoxidation产品之间有强烈的联系和糖尿病视网膜的严重性,肾和血管疾病(30.]。因此,干扰内皮细胞和平滑肌细胞增殖的观察在DM大鼠内皮功能障碍。先前的研究证明,高血糖症、高脂血症和高氧化应激可能导致主动脉形态学改变,它被认为是动脉粥样硬化病变的重要因素启动1型DM (4]。
PS,被用来作为营养补充,有几个潜在的好处包括治疗潜力和清除自由基的能力。实验室研究表明,PS具有很高的抗氧化功效,因为它显示了超氧化物自由基清除活性的87.6%,98%的脂质过氧化反应的抑制活性,自由基清除活动的96% (8]。所有的这些活动对糖尿病及其并发症有积极的影响。抗血管新生活动实验兔子再辅以胆固醇饮食的水提物PS的早些时候报道(13]。人们认为PS可以修改对损害细胞结构,因为它可以提高hyperglycaemic条件。因此,PS补充的机制产生血管形态可能是由于它的抗氧化性能。
5。结论
各种研究已经突显出草药的作用防止氧化应激疾病如糖尿病。根据目前的研究,PS提取物被证明对体重有积极影响,空腹血糖水平,实验诱导糖尿病大鼠尿葡萄糖水平。此外,在电子显微镜下,它发现,PS的补充提取产生更少的亚细胞改变糖尿病心血管组织通过减少心脏功能障碍和动脉粥样硬化的早期迹象。需要大规模的研究来进一步定义PS提取的潜在影响。
作者的贡献
z . c .宗旨执行工作和写论文,t . s .林设计项目和编辑报纸,s Das执行工作和写论文,和z扎卡里亚描述方法和编辑。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
本研究从马来西亚Kebangsaan大学支持格兰特(批准号ff - 344 - 2010)。作者表达自己真诚的感谢教授Baharudin奥马尔编辑统计部分。作者收到UKM格兰特。