辣椒素对大鼠糖尿病肾病的影响及其作用机制

应长江 周晓燕李 伟 (徐州医学院附属医院内分泌科，江苏 徐州 22002)

辣椒素对大鼠糖尿病肾病的影响及其作用机制

应长江 周晓燕1李 伟 (徐州医学院附属医院内分泌科，江苏 徐州 221002)

目的 研究辣椒素(Capsaicin)对大鼠糖尿病肾病(DN)的影响。方法 30只清洁级雄性SD大鼠随机分为正常对照组(NC组)，糖尿病肾病组(DN组)，辣椒素组(Capsaicin组)，每日监测大鼠血糖和糖化血红蛋白(HbA1c)，8 w后，检测尿微量白蛋白(MAU)的变化，心脏采血后处死动物，观察大鼠肾组织病理变化，检测大鼠肾组织中细胞凋亡率。结果 小剂量Capsaicin腹腔注射能明显降低糖尿病肾病大鼠的血糖和HbA1c，降低尿微量白蛋白，改善肾组织病理损伤，使细胞凋亡率减少。结论 Capsaicin能改善大鼠DN，与降低血糖，降低蛋白尿，减轻肾组织损伤和抑制细胞凋亡有关。

辣椒素;糖尿病肾病;血糖;糖化血红蛋白;蛋白尿;细胞凋亡

辣椒素(Capsaicin)是从辣椒食用辣椒中提取出来的产生辣味的物质，它具有镇痛止痒，抗炎消肿，调节食欲，减轻术后恶心呕吐，防治风湿与抗肿瘤等生物学作用〔1～3〕。最近的研究显示，Capsaicin能够使胰岛素分泌增加，促进脂肪细胞分解和凋亡，降低血糖，从而对糖尿病发挥一定程度的缓解和治疗作用〔4〕。但是目前关于辣椒素对糖尿病肾病有和作用，以及其机制如何，目前少见报道。本实验对糖尿病大鼠腹腔注射小剂量辣椒素，观察大鼠肾组织病理变化和检测肾组织细胞凋亡率的变化，研究辣椒素对大鼠糖尿病肾病(DN)的影响，并对其机制进行初步探讨。

1 材料与方法

1.1 实验动物和试剂 清洁级雄性SD大鼠，体重160～180 g，8周龄，由徐州医学院实验动物中心提供;链脲佐菌素(STZ)和Capsaicin均购自Sigma公司。

1.2 糖尿病大鼠模型制备和实验分组 30只大鼠随机抽取10只为正常对照组(NC组)，20只造模为糖尿病大鼠:腹腔一次性注射2%STZ 56 mg/kg(枸橼酸钠缓冲液配制)，NC组仅注射等量的枸橼酸钠缓冲液。72 h后测定随机血糖 ＞16.7 mmol/L稳定2～3 d后为糖尿病造模成功〔5〕。糖尿病造模成功的大鼠再随机抽取10只为DN组，其余10只为Capsaicin组，每日腹腔注射Capsaicin(0.5 mg/kg)，持续8 w。

1.3 生化指标检测和标本留取 各组大鼠每日测量血糖和HbA1c变化。8 w后，留取尿液标本待检，心脏采血后处死动物。全血离心取上清，待测中糖化血红蛋白;留取肾组织一部分中性甲醛固定，制备石蜡切片待HE染色常规病理检查和检测细胞凋亡率。

1.4 HE染色法 石蜡切片常规脱蜡，苏木素、伊红染色，脱水后封片，油镜下观察。

1.5 TUNEL检测细胞凋亡率 严格按试剂盒说明书操作，苏木素复染2 min，充分自来水冲洗，中性树脂封片。光镜下观察到细胞壁完整，体积缩小固缩成团或形成凋亡小体，胞核呈棕黄色的细胞即阳性细胞。用图像分析仪对阳性细胞数或表达强度进行半定量分析，TUNEL以高倍视野下阳性细胞数占细胞总数的百分比作为分析指标。

2 结果

2.1 一般情况 实验中6只大鼠可能因血糖过高死亡。实验结束时共存活大鼠24只，其中NC组10只，DN组6只，Capsaicin组8只。NC组大鼠精神较好，毛发光泽，体重增加，行动敏捷，食欲好;DN组大鼠血糖明显升高并出现多饮、多尿、多食、消瘦等典型“三多一少”的糖尿病表现，精神萎靡，毛色晦暗无光泽，体重减轻，行动迟缓，食欲差，易死亡;Capsaicin组大鼠精神一般，毛发无明显晦暗，体重增加，行动可，食欲好。

2.2 各组大鼠生化指标 与NC组比较，DN组和Capsaicin组大鼠血糖和HbA1c增高，MAU降低(P＜0.05);与DN组比较，Capsaicin组大鼠血糖和HbA1c显著降低，MAU增高(P＜0.05)。见表1。

2.3 HE染色病理变化 与NC组大鼠相比，DN组病变较明显:肾小球细胞数显著增多，毛细血管袢塌陷，管腔闭塞，肾小球明显体积增大，肾小球基底膜增厚、肾小球系膜基质增生、淋巴细胞数量增多，出现玻璃样变;肾小管尤其是近曲小管肿胀、变性、空泡形成，肾间质可见大量淋巴细胞和单核巨噬细胞浸润，Capsaicin组上述病变较DN组有改善，可见肾小球细胞数较多，毛细血管腔轻度狭窄，肾小管-间质见少量淋巴细胞浸润。见图1。

2.4 TUNEL检测结果 与NC组比较，DN组和Capsaicin组细胞凋亡率增高〔(46±7.5)%，(31±4.7)% vs(21±3.8)%，P＜0.05〕;与DN组比较，Capsaicin组细胞凋亡率降低(P＜0.05)。

图1 Capsaicin对糖尿病肾病大鼠肾组织病理变化的影响(×40)

表1 辣椒素对糖尿病肾病大鼠生化指标的影响(±s)

表1 辣椒素对糖尿病肾病大鼠生化指标的影响(±s)

与NC组比较:1)P＜0.05;与DN组比较:2)P＜0.05

组别n血糖 HbA1c(%) mAlb(mg/24 h)NC组10 5.84±2.51 5.58±2.19 0.59 ±0.50 DN组 6 26.10±5.091)16.29±6.781)1.63±1.921)apsaicin组8 20.61±3.201)2)13.37±4.451)2)0.90±1.561)2)C

3 讨论

DN是DM常见和最严重的并发症，引起DN的原因很多，最常见的是肾小球血流动力学改变，微循环和脂质代谢紊乱等，引起肾组织细胞大量浸润，炎症细胞增多，毛细血管袢塌陷，管腔闭塞，肾小球明显体积增大，肾小球基底膜增厚、肾小球系膜基质增生，最终导致终末期肾病的发生〔6，7〕。同时DN时，调节肾组织细胞增殖分化的因子如TGF-β1、VEGF表达异常，使肾组织细胞增殖减少，凋亡增多，能阻止肾小管上皮细胞从G1期过渡到S期，使RNA蛋白质合成增加，导致基底膜增厚引起微量蛋白尿，DN时加重肾组织损伤〔8〕。

Capsaicin是香草酰胺衍生物，化学结构为8-甲基-N-香草基-6-壬烯基酰胺(C18H17NO3)，又名香草酸，是辣椒中的一种辛辣成分，可以通过结合机体内辣椒素受体，使细胞内钙离子浓度升高，引起神经元及其纤维释放多种神经肽，发挥抗炎、镇痛、扩张心血管、保护胃黏膜以及抗肿瘤等作用〔9〕。Capsaicin能降低血糖，提高血浆胰岛素水平和增加葡萄糖耐量。但是相关研究目前只限于动物实验，且其具体机制尚不明确。Capsaicin降低血糖和缓解糖尿病并发症的研究尚处于摸索阶段。本实验通过给予辣椒素治疗后，测量DN大鼠一般情况和生化指标的变化，观察肾功能和肾组织病理变化，检测肾组织细胞凋亡，研究Capsaicin对大鼠DN的影响及其相关机制。

本实验结果提示，Capsaicin能够通过改善DN相关症状，减轻肾组织损害，抑制细胞凋亡来减轻大鼠DN，但是其保护作用的具体机制和存在的信号通路尚不明确，我们将在以后的实验中作出探讨，以便为临床上DN的治疗和防治提供一定的理论依据。

1 Zhang LL，Yan LD，Ma LQ，et al.Activation of transient receptor potential vanilloid type-1 channel prevents adipogenesis and obesity〔J〕.Circ Res，2007;100(7):934-6.

2 Li Q，Cheng YP，He RR，Electrophysiological effects of capsaicin on guinea pig papillary muscles〔J〕.Acta Physiol Sin，2003;55(5):511-5.

3 44Kim YM，Hwang JT，Kwak DW，et al.Involvement of AMPK signaling cascade in capsaicin-induced apoptosis of HT-29 colon cancer〔J〕.Ann NY Acad Sci，2007;1095:496-503.

4 Ahuja KD，Robertson IK，Geraghty DP，et al.Effect of chili consumption on postprandial glucose，insulin，and energy metabolism〔J〕.Am J Clin Nutr，2006;84(1):63-9.

5 李 伟，应长江，林红晓.不同剂量的重组腺相关病毒载体介导的人血管抑素对糖尿病肾病大鼠肾功能的影响〔J〕.徐州医学院学报，2009;29(7):428-30.

6 Haneda M.Mechanisms for the development and progression of diabetic nephropathr〔J〕.Nippon Rinsho，2006;64(Suppl 2):427-32.

7 Ohsiro Y，Takasu N.Molecular mechanism of diabetic nephropathy〔J〕.Nippon Rinsho，2006;64(5):997-1003.

8 Ziyadeh FN.Mediators of diabetic renal disease:the case for tgf-Beta as the major mediator〔J〕.Jam Soc Nephrol，2004;15(1):55-7.

9 Choew J，Nong M，Chai J，et al.Capsaicin induces apoptosis in gastric cancer cells-a possible new hot cancer treatment〔J〕.Gastroenterology，2006;130(4):A532.

〔2011-04-06收稿 2011-07-10修回〕

(编辑 曹梦园)

R587.2

A

1005-9202(2012)17-3707-03;

10.3969/j.issn.1005-9302.2012.17.044

1 徐州医学院形态学教学实验室

李 伟(1957-)，男，主任医师，教授，主要从事糖尿病慢性并发症研究。

应长江(1980-)，男，主治医师，硕士，主要从事糖尿病慢性并发症研究。