L-精氨酸对不同月龄大鼠阴茎勃起功能的影响

2014-05-06李又空张先觉

海南医学 2014年14期

关键词：海绵体精氨酸阴茎

李又空，周杰，张先觉，钟雯

(荆州市中心医院泌尿外科1、内分泌科2，湖北荆州 434020)

L-精氨酸对不同月龄大鼠阴茎勃起功能的影响

李又空1，周杰1，张先觉1，钟雯2

(荆州市中心医院泌尿外科1、内分泌科2，湖北荆州 434020)

目的探讨口服喂养左旋精氨酸(L-Arginine，L-精氨酸)对不同月龄大鼠阴茎勃起功能的影响及意义。方法将不同月龄组大鼠(4个月龄、8个月龄、16个月龄)随机分为三组，每组6只，其中A组给予L-精氨酸2.25 g·kg-1·d-1口服喂养，B组给予L-精氨酸4.5 g·kg-1·d-1口服喂养，C组给予生理盐水(正常对照组)。连续用药8周后于相应时间点检测大鼠阴茎海绵体内压(Intracavernous pressure，ICP)、组织内一氧化氮(Nitric oxide，NO)含量、一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase，NOS)活性及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)活性。结果正常对照组大鼠随月龄改变阴茎海绵体组织内ICP、NO、NOS及SOD的变化趋势一致，均是先增高后降低(P＜0.01)，8个月龄最高，16个月龄最低。口服2.25 g·kg-1·d-1L-精氨酸即可使各时间点大鼠阴茎海绵体组织内ICP、NO、NOS及SOD大幅提高，而高剂量L-精氨酸组(4.5 g·kg-1·d-1)大鼠各指标上升幅度明显优于低剂量组(P＜0.01，P＜0.05)。结论口服L-精氨酸能够通过激活NOS-NO-cGMP通路、拮抗氧化应激等机制显著提高大鼠勃起功能，拮抗衰老所致的勃起功能下降，且这种效应具有剂量依赖性。

勃起功能障碍；一氧化氮；一氧化氮合酶；L-精氨酸

勃起功能障碍是泌尿男科常见多发病，且随着年龄增长其发病率不断上升[1]。目前研究普遍认为NOS-NO-cGMP信号通路在其中发挥着非常重要的作用，因此大量新药寄希望于通过激活此通路达到改善患者勃起功能的目的[2]。而目前此类药物研究很多均集中于通过抑制cGMP降解达到改善勃起功能的作用[3]，本研究拟探讨是否能够通过增加此信号通路作用底物L-精氨酸(L-Arginine，L-精氨酸)，达到改善不同月龄大鼠勃起功能的目的。

1 材料与方法

1.1 实验动物选取4个月龄、8个月龄、16个月龄SD雄性大鼠各18只，体重200～220 g。以上动物均由武汉大学实验动物中心提供。适应性饲养1周后各月龄组大鼠随机分为A组(L-精氨酸2.25 g·kg-1·d-1)、B组(L-精氨酸4.5 g·kg-1·d-1)和C组(生理盐水)，每组6只。将规定剂量的药物溶于6 ml生理盐水中，每日灌胃2次，每次3 ml，连续用药8周。试验期间，不限制饮食，室温控制在20℃～25℃，相对湿度控制在40%～70%。

1.2 主要试剂 L-精氨酸(美国Sigma公司)；一氧化氮(Nitric oxide，NO)测定试剂盒、一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase，NOS)活性测定试剂盒、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutas，SOD)，测试盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.3 主要仪器 U-1700型紫外可见分光光度计(日本津岛株式会社)、RM6240BD型多道生理信号采集系统(四川成都仪器厂)、D-37520型冷冻高速离心机(德国HERAEUS公司)、YPJ-01型压力换能器(四川成都仪器厂)、22GY型静脉留置套管针(美国B-D公司)、银质刺激双电极(自制，电极间距5 mm)。

1.4 电刺激阴茎海绵体内压(Intracavernous pressure，ICP)的测定质量分数3%戊巴比妥钠(50 mg/kg)腹腔注射麻醉大鼠，分离、暴露大鼠阴茎海绵体，按照田龙等[4]的操作方法，将电刺激的参数设定为3 V，12 Hz，刺激时间为60 s，两次电刺激间隔时间为30 min，连续观察各组ICP的变化并记录。下腹部术野滴加石蜡油以防止腹腔内液体蒸发以及双极电极之间距离过近造成的短路。

1.5 阴茎海绵体组织中其他指标的测定 NO含量、NOS活性、SOD活性测定均按试剂盒说明书进行。

2 结果

2.1 年龄对正常大鼠NO、NOS、ICP及SOD等指标的影响结果显示，C组大鼠随着月龄改变，NO含量先升高后降低(P＜0.01)，其中8个月龄最高，16个月龄最低。NOS活性变化同样也是先增高后降低(P＜0.01)，8个月龄最高，16个月龄最低。而与此相应的是ICP及SOD的变化趋势，随着年龄增长其变化同样表现出先升高后降低的趋势(P＜0.01)，8月龄最高，16个月龄最低，与NOS活性及NO含量变化趋势一致，见表1。

表1 不同月龄大鼠阴茎海绵体组织中各指标的变化()

注：各月龄组与上一月龄组比较，aP＜0.01；1 mmHg=0.133 kPa。

4个月龄8个月龄16个月龄25.32±3.41 40.04±1.56a31.05±6.20a0.93±0.10 1.56±0.22a1.27±0.04a20.36±4.01 32.84±3.50a28.70±3.84a103±21 135±15a117±18a

2.2 不同浓度L-精氨酸对大鼠海绵体组织内NO含量及NOS活性变化的影响结果显示，口服L-精氨酸能够显著提高各组大鼠海绵体组织内NO的含量。其中A组大鼠给予2.25 g·kg-1·d-1L-精氨酸口服后，各月龄组大鼠海绵体内NO含量显著高于正常对照组(P＜0.01)；B组大鼠给予4.5 g·kg-1·d-1L-精氨酸口服后同样能够显著提高海绵体内NO含量(P＜0.01)；同时B组大鼠各月龄组NO含量显著高于A组(P＜0.05，P＜0.01)，说明高剂量L-精氨酸能够更有效地提高海绵体内NO含量，见表2和图1。此外，口服L-精氨酸能够显著提高大鼠海绵体组织内NOS的含量。A、B组大鼠海绵体组织中NOS含量显著高于正常对照组(P＜0.01)；而B组给予高剂量L-精氨酸后其NOS含量显著高于A组大鼠(P＜0.05，P＜0.01)，说明高剂量L-精氨酸能够更有效地提高海绵体内NOS含量，见表2和图1。

表2 不同浓度精氨酸对不同月龄组大鼠阴茎海绵体组织中NO、NOS含量的影响()

注：各月龄组与上一月龄组比较，aP＜0.01；A组、B组分别与C组比较，cP＜0.01；B组与A组比较，dP＜0.05，eP＜0.01。

组别NO(μg/g) NOS(nmol/mg·prot) B C A B C 0.93±0.10 1.56±0.22a1.27±0.04a4个月龄8个月龄16个月龄A 28.73±5.13c46.03±2.14ac38.45±1.40ac32.50±3.20cd50.34±4.30ace43.12±2.34ace25.32±3.41 40.04±1.56a31.05±6.20a1.25±0.32c1.78±0.14ac1.49±0.36ac1.36±0.40cd2.01±0.20ace1.74±0.21ace

图1 不同浓度L-精氨酸对大鼠海绵体组织内NO含量及NOS活性的影响

2.3 不同浓度L-精氨酸对大鼠阴茎ICP变化趋势的影响结果显示，口服L-精氨酸能够显著提高各组大鼠阴茎海绵体ICP。其中A组4个月龄大鼠口服2.25 g·kg-1·d-1L-精氨酸后其ICP升高值与正常对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05)，而其后8个月龄、16个月龄大鼠ICP均显著高于正常对照组(P＜0.01)。而B组大鼠口服4.5 g·kg-1·d-1L-精氨酸后，各月龄组大鼠ICP均显著高于正常对照组(P＜0.01)，并显著高于A组低剂量组大鼠(P＜0.05，P＜0.01)，见表3和图2。

表3 不同浓度精氨酸对不同月龄组大鼠阴茎ICP的影响()

注：各月龄组与上一月龄组比较，oP＜0.05，aP＜0.01；A组、B组分别与C组比较，bP＞0.05，cP＜0.01；B组与A组比较，dP＜0.05，eP＜0.01。

组别ICP(mmHg) B C 4个月龄8个月龄16个月龄A 21.63±3.07b35.04±4.27ac31.27±3.24○c25.78±3.21ce38.76±3.21ace34.26±2.71ocd20.36±4.01 32.84±3.50a28.70±3.84a

图2 不同浓度L-精氨酸对大鼠海绵体组织内ICP的影响

2.4 不同浓度L-精氨酸对SOD活性变化的影响结果显示，口服L-精氨酸各组大鼠阴茎海绵体组织内SOD活性明显高于对照组大鼠。其中A组口服2.25 g·kg-1·d-1L-精氨酸后，各月龄组大鼠SOD活性显著高于正常对照组(P＜0.01)；而B组大鼠口服4.5 g·kg-1·d-1L-精氨酸后SOD活性同样显著高于正常对照组(P＜0.01)；同时B组各月龄组大鼠SOD活性明显高于A组大鼠(P＜0.05，P＜0.01)，见表4和图3。

表4 不同浓度L-精氨酸对不同月龄组大鼠阴茎海绵体组织中SOD活性的影响()

注：各月龄组与上一月龄组比较，oP＜0.05，aP＜0.01；A组、B组分别与C组比较，cP＜0.01；B组与A组比较，dP＜0.05，eP＜0.01。

组别B C 4个月龄8个月龄16个月龄A 118±20c143±25ac133±20oc125±16ce150±21ace139±16acd103±21 135±15a117±18a

图3 不同浓度L-精氨酸对大鼠海绵体组织内SOD活性的影响

3 讨论

勃起功能障碍是一个非常复杂的病理生理过程，目前研究认为衰老、氧化应激等作用机制在其中发挥着非常重要的作用[2]。本研究结果显示，随着大鼠由幼年向青壮年、老年的不断发展，阴茎海绵体内压出现一个先升高后降低的变化趋势。在8个月龄时达到最大值，其后随着月龄的增加ICP开始下降，可见衰老在勃起功能障碍中发挥着非常重要的作用，是导致勃起功能下降的一个重要因素。SOD是人体内重要的抗氧化酶，能清除活性氧自由基，是衡量氧化应激程度的关键指标[5]。为了探究氧化应激是否参与衰老所致的勃起功能改变，我们检测不同月龄大鼠海绵体组织内SOD的活性。研究结果显示，SOD与ICP的变化趋势一致，在8个月龄时达到最大值，其后随着月龄的升高SOD活性不断下降。说明大鼠在青壮年阶段时其海绵体组织内的抗氧化应激能力最强，此时勃起功能也达到巅峰状态；其后随着大鼠走向“老龄”阶段，组织对氧自由基的清除能力不断下降，氧化应激所造成的组织损伤不断累积，导致勃起功能的下降，ICP不断降低[6]。因此我们推测，年龄改变引起海绵体组织对氧自由基清除能力的改变，并最终导致勃起功能的变化。

NOS-NO-cGMP通路在调控海绵体平滑肌松弛的过程中发挥着非常重要的作用，性刺激激活海绵体组织内NOS催化L-精氨酸合成NO，NO通过活化鸟苷酸环化酶增加cGMP生成，cGMP进一步通过降低细胞内钙离子浓度引起海绵体血管平滑肌松弛，从而促进血液灌注于海绵体内，引起并加强阴茎勃起[2]。本研究探讨是否能够通过增加NOS作用底物L-精氨酸的量，来达到拮抗衰老所致的勃起功能下降。结果提示，口服L-精氨酸确实能够显著增加各月龄组大鼠ICP，同时这种作用具有剂量依赖性，高剂量组大鼠(4.5 g·kg-1·d-1)ICP增加幅度明显强于低剂量组大鼠。另一方面，L-精氨酸能够明显增强各组大鼠阴茎海绵体组织内NO含量及NOS活性。给予低剂量L-精氨酸(2.25 g·kg-1·d-1)口服即可增加各组大鼠阴茎海绵体组织内NO含量，这种效应与作用底物的增加直接相关。Gentile等[7]报道L-精氨酸能够直接刺激增强NOS活性，本研究中给予L-精氨酸后各组大鼠海绵体组织内NOS活性明显增加。因此口服L-精氨酸能够直接增加NO含量并通过增强NOS活性间接增加NO含量两条途径激活NOS-NO-cGMP通路，从而提高ICP，发挥延缓衰老所致勃起功能下降的作用。

如上所述，随着大鼠向“老龄”阶段的迈进，氧自由基在阴茎组织内蓄积而导致氧化损伤，并直接降低阴茎勃起功能。L-Arg是良好的氧自由基清除剂，可以提高氧自由基清除酶的活性，加速清除组织中的氧自由基，增强机体对氧化应激的防御能力，减轻氧化应激所导致的组织损伤，在抗氧化应激中发挥着非常重要的作用[8]。本研究结果显示，口服L-Arg后各组大鼠SOD活性明显强于正常对照组，同时这种作用呈现出一定的浓度依赖性，高浓度组L-Arg提高SOD活性的能力明显强于低浓度组。说明L-精氨酸除了通过激活NOS-NO-cGMP通路改善勃起功能，尚能通过增强氧自由基的清除，抑制氧化应激反应来改善衰老所致的勃起功能下降。

综上所述，L-精氨酸能够通过激活NOS-NO-cGM P通路、拮抗氧化应激等机制，显著改善大鼠阴茎勃起功能，并能够明显延缓衰老所致勃起功能下降。

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Effect of L-Arginine on penile erectile function of rats with different ages.

LI You-kong,ZHOU Jie,ZHANG Xian-jue,ZHONG Wen.
Department of Urology,Jingzhou Central Hospital,Jingzhou 434020,Hubei,CHINA

ObjectiveTo explore the effect of L-Arginine on penile erectile function of rats with different ages.MethodsRats with different ages were divided into 3 groups with 6 rats in each group.Group A was fed with L-Arginine 2.25 g·kg-1·d-1,group B was fed with L-Arginine 4.5 g·kg-1·d-1,and group C was the normal control group.At 8 weeks after L-Arginine feeding,intracavernous pressure(ICP),nitric oxide(NO),nitric oxide synthase (NOS)and superoxide dismutase(SOD)were detected.ResultsIn group C,the activity of ICP,NO,NOS and SOD changed with ages,which increased firstly and reached the highest at 8 month age,and then dropped and reached thelowest at 16 month age.In group A,the activity of ICP NO NOS and SOD were higher than those in group C,however,in group B,they were even higher than those in group A(P＜0.01，P＜0.05).Conclusion L-Arginine can improve the erection function of rats and attenuate erectile dysfunction in old rats through activing NOS-NO-cGMP pathway and attenuating oxidative stress with dose-dependent effects.

Erectile dysfunction;NO;NOS;L-Arginine

R-332

1003—6350（2014）14—2032—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.14.0791

2014-01-19)

李又空。E-mail:liyoukong@126.com