大鼠动脉粥样硬化模型的制备和富氢水对动脉粥样硬化防治作用的研究

摘要

动脉硬化是指以动脉壁增厚变硬、管腔狭窄为特征的一大类疾病，从病理学上分为小动脉硬化、动脉中层钙化和动脉粥样硬化(Atherosclerosis，AS)三种类型，动脉粥样硬化是其中最常见、最重要的类型，其特点是在动脉内膜受损的基础上，由于脂质和复合糖类沉积，继发纤维组织增生，导致动脉壁增厚、变硬和管腔缩小，进而影响组织供血。临床上常见的心肌梗死、脑梗死、间歇性跛行等均是动脉粥样硬化导致的结果。随着人们生活水平的提高和人口老龄化进程的加快，动脉粥样硬化在我国的发病率逐渐上升，已经成为危害人类健康的主要疾病之一。动脉粥样硬化形成的确切机制并不十分明确，目前主要有氧化应激学说、脂质浸润学说、损伤反应学说、血小板聚集和血栓形成学说、炎症学说、平滑肌细胞克隆学说等，其中氧化应激学说是近年基础和临床研究的热点之一。氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，活性氧(Reactive oxygen species，ROS)的产生与抗氧化之间失衡，从而引起的组织损伤。目前一些临床试验试图通过补充抗氧化剂（维生素C、维生素E等）来预防动脉粥样硬化的发生并未取得预期的临床效果，可能与未选择最佳的抗氧化剂、抗氧化剂应用时间相对较短、入选人群不当等因素有关。氢气是一种强效的抗氧化剂，具有抗氧化、抗炎、抗凋亡的性质，大量的基础和临床实验证实，氢气能发挥清道夫的作用，可选择性的中和活性氧(ROS)从而起到潜在的细胞和器官保护作用[1]。本研究在成功制备大鼠动脉粥样硬化模型的基础上，观察了富氢水对动脉粥样硬化的防治作用。
　　目的:建立一种简单、经济、可重复性好的动脉粥样硬化模型，并在此基础上观察富氢水作为选择性的抗氧化剂对动脉粥样硬化的防治作用，以期探讨动脉粥样硬化的发生机制。
　　方法:清洁级、健康、雄性、远交群(Sprague-Dawley, SD)大鼠40只，随机分成四组:正常对照组、模型组、阿托伐他汀组、富氢水组，每组10只。适应性喂养7天后，正常对照组给予普通饲料喂养;模型组给予高脂饲料+腹腔注射维生素D3(Vitamin D3，VD3)+被动吸烟;阿托伐他汀组在模型组干预的基础上给予阿托伐他汀5mg/Kg/d灌胃;富氢水组在模型组干预的基础上每天给予富氢水5ml/次，2次/天灌胃。为消除非处理因素对实验的影响，正常对照组给予同VD3等量的生理盐水腹腔注射、生理盐水5ml/次，2次/天灌胃;模型组给予生理盐水5ml/次，2次/天灌胃;阿托伐他汀组将药物溶于5ml生理盐水中灌胃，另给一次生理盐水5ml灌胃。实验共12周，每周记录大鼠体重一次。所有大鼠12周后左心室内取血，行血总胆固醇(Total cholesterol，TC)、甘油三酯(Triglycerides，TG)、高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)检测;取升主动脉行苏木精-伊红(hematoxylin-eosin，HE)染色，并留取胸主动脉的内中膜匀浆行8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2'-deoxyguanosine，8-OHdG)检测。
　　结果:①共有4只大鼠未完成实验死亡，其中模型组死亡2只，阿托伐他汀组死亡1只，富氢水组死亡1只，死亡时间均为第6至第7周，考虑死亡原因可能与大鼠厌食、体重下降、抵抗力差以及易激惹有关。②大鼠体重变化:空白对照组体重稳步上升，12周后平均体重达419±10.34g;模型组第一周即开始下降，12周后剔除一极值后平均体重为153.71±6.68g;他汀组和富氢水组体重无明显改变，12周后平均体重分别为213.78±15.05g和211.78±12.55g。③血脂检测结果:模型组血清TC、LDL-C分别为18.20±0.55mmol/L、8.30±0.50mmol/L，与空白对照组1.99±0.39mmol/L、0.57±0.25mmol/L相比明显升高（P＜0.05）;阿托伐他汀组TC、LDL-C分别为3.99±0.46mmol/L、1.48±0.35mmol/L，较模型组18.20±0.55mmol/L、8.30±0.50mmol/L明显下降(P＜0.05），但是较空白对照组1.99±0.39mmol/L、0.57±0.25mmol/L仍高(P＜0.05）;富氢水组TC、LDL-C分别为4.99±0.43mmol/L、1.83±0.23mmol/L，较模型组18.20±0.55mmol/L、8.30±0.50mmol/L明显下降（P＜0.05），但较阿托伐他汀组3.99±0.46mmol/L、1.48±0.35mmol/L升高(P＜0.05);各组间TG、HDL-C均未见明显差异。④胸主动脉内中膜组织匀浆8-OHdG水平检测:模型组8-OHdG水平56.80±0.43ng/L，较空白对照组41.18±0.73ng/L明显升高（P＜0.05）;阿托伐他汀组8-OHdG水平47.57±0.42ng/L较模型组56.80±0.43ng/L下降（P＜0.05），较空白对照组41.18±0.73ng/L明显升高（P＜0.05）;富氢水组8-OHdG水平48.39±0.48ng/L较模型组56.80±0.43ng/L下降(P＜0.05)，但较阿托伐他汀组47.57±0.42ng/L升高(P＜0.05)。⑤病理结果:模型组大鼠中7只出现明显的动脉粥样硬化斑块，HE染色后光镜下观察可见内皮细胞脱落，内中膜明显增厚，向管腔内凸起，可见大量的平滑肌细胞移行至内膜下，形成纤维帽，泡沫细胞及脂质沉积于内膜下，呈现典型的动脉粥样硬化斑块病理特征，部分可见钙化，外膜有小血管生成，并可见大量炎细胞聚集;另1只大鼠虽未见典型动脉粥样硬化斑块形成，但光镜下观察可见主动脉内中膜明显增厚，平滑肌细胞增殖、排列紊乱，吞噬细胞、少量脂质沉积。正常对照组大鼠主动脉壁各层结构正常，内膜光滑，中膜弹力纤维正常。阿托伐他汀组内膜尚光滑，中膜增厚，可见平滑肌纤维排列稍显紊乱，未见动脉粥样硬化形成。富氢水组可见内皮尚光滑，中膜平滑肌纤维排列稍显紊乱增厚，未见动脉粥样硬化斑块形成。
　　结论:①高脂饮食+VD3腹腔注射+被动吸烟的方法12周后可以建立与人动脉粥样硬化相似的动物模型，阿托伐他汀能有效的延缓动脉粥样硬化的进程，表明该动物模型的病变是可逆的，可以用于实验研究。②通过检测血脂、主动脉内中膜匀浆的8-OHdG水平和升主动脉病理，提示氧化应激参与了动脉粥样硬化形成过程。③富氢水能有效的预防动脉粥样硬化的形成，选择性的中和活性氧，起到抗动脉粥样硬化的作用，为预防动脉粥样硬化的发生开辟了新的途径。

目录

声明

摘要

前言

材料与方法

1 材料与仪器

2 方法

结果

附图

附表

讨论

1 动脉粥样硬化模型的建立

2 氧化应激与动脉粥样硬化

3 富氢水与动脉粥样硬化

结论

参考文献

综述 氢气作为治疗用医学气体的最新研究

致谢

个人简历