黄芪甲苷对糖尿病性白内障SD大鼠晶状体组织的MDA、SOD及GSH-Px水平的影响研究

解艳艳 孙雅彬

(1.吉林大学校医院眼耳鼻喉科，长春 130012)(2.吉林大学第一医院眼科，长春 130021)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是仅次于肿瘤、冠心病及脑血管疾病三大疾病的第四大对人类健康具有严重威胁的代谢性疾病中的一种[1-2]。调查显示，全球约有2.85亿的糖尿病患者，初步预计到2030年，糖尿病的全球患病率即将接近7.7%[3]。目前，白内障已经成为世界上首位致盲因素，同时也成为我国排名第一位的致盲眼病[4]，白内障也是糖尿病患者眼部的主要并发症之一。临床上越来越多的研究表明，糖尿病性白内障(diabetic cataract，DC)患者的白内障病情严重程度与血糖水平有关，血糖越高，病情更严重[5-6]。有研究证实，黄芪甲苷(astragaloside Ⅳ，AS-Ⅳ)能够有效降低实验性糖尿病大鼠血糖、血脂水平，改善抗氧化酶活性，抑制氧化应激损伤[7]。但对于黄芪甲苷对糖尿病性白内障的研究未见相关报道，所以本次研究通过建立糖尿病性白内障SD大鼠模型，探讨黄芪甲苷对糖尿病性白内障SD大鼠晶状体组织中丙二醛(malondialdehyde，MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)水平的影响，现报道如下。

1 材料和方法

1.1 材料和试剂

1.1.1实验动物：120只SPF级SD大鼠由吉林大学实验动物中心提供，实验动物生产许可证号：SCXK (吉)2016-0001。体质量(240±10)g，饲养环境：室温23～25 ℃，相对湿度65%～70%，光照周期12 h/12 h，散瞳检查结果显示晶状体透明，空腹检测SD大鼠尾静脉血糖浓度不超过6.7 mmol/L。

1.1.2试剂：黄芪甲苷(成都锦泰和医药化学技术有限公司，批号：140523，纯度≥98%)；链脲佐菌素(STZ)购自Sigma；MDA、SOD和GSH-Px试剂盒购自南京建成生物工程研究所；血糖试剂盒购自贝克曼库尔特实验系统有限公司；其他试剂购自生工生物工程(上海)有限公司。

1.2 方法

1.2.1糖尿病模型的建立及黄芪甲苷干预：120只SD大鼠，随机选取30只大鼠作为对照组，给予常规饲料喂养。另外90只SD大鼠一次性腹腔注射STZ 55 mg/kg，经pH 4.5、0.1 mol/L柠檬酸盐缓冲液稀释建立糖尿病SD大鼠模型；72 h后尾静脉取血，空腹血糖≥16.7 mmol/L表示糖尿病模型建立成功。将建模成功的大鼠随机分为三组，每组30只，分别为模型组、低剂量干预组(黄芪甲苷120 mg/kg)及高剂量干预组(黄芪甲苷240 mg/kg)，连续灌胃12周。分别于实验第18周和第24周对四组大鼠进行晶状体透明度检测，并于第24周结束后，取四组大鼠的晶状体组织，检测晶状体组织中MDA、SOD及GSH-Px的水平。

1.2.2晶状体透明度检测：三组大鼠分别于第18周和第24周，乙醚麻醉，经托吡卡胺散瞳后裂隙灯显微镜下观察，并按晶状体混浊程度参考文献[8]进行分级。Ⅰ级：无混浊，晶状体清亮透明；Ⅱ级：轻度混浊，晶状体周边有少量空泡；Ⅲ级：中度混浊，空泡扩散至中心区域，晶状体核区出现雾状混浊；Ⅳ级：晶状体高度混浊，周边空泡扩展到核区，核区雾状混浊进一步加重；Ⅴ级：核区混浊，完全性白内障。

1.2.3晶状体组织中MDA、SOD及GSH-Px水平检测：获取的大鼠完整晶状体经生理盐水漂洗后加入匀浆介质用匀浆器匀浆，4 ℃离心(14 000 r/min，10 min)，离心后取上清用于检测。硫代巴比妥酸法测MDA含量，黄嘌呤氧化酶法测SOD含量，二硫代二硝基苯甲酸法测GsH-Px含量，严格按试剂盒提供的方法进行操作。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 各组大鼠晶状体混浊程度比较

第18周和第24周，正常对照组大鼠晶状体均透明。第18周，模型组大鼠少数出现晶状体周边有空泡，多数晶状体中心区域出现混浊，还有少数甚至出现核区完全混浊。两干预组大鼠多数晶状体周边皮质出现空泡，少数出现皮质片状混浊。模型组较对照组晶状体混浊程度明显加重(P<0.05)，两干预组大鼠晶状体混浊程度明显低于模型组大鼠(P<0.05)；高剂量干预组大鼠晶状体混浊程度稍低于低剂量干预组大鼠(P<0.05)。第24周，模型组大鼠大部分出现晶状体核及核周皮质混浊，出现核区完全混浊。两干预组大鼠多数晶状体周边皮质出现空泡，之前处于严重分级的大鼠都呈现好转趋势，混浊程度明显低于模型组。模型组较对照组晶状体混浊程度明显加重(P<0.05)，两干预组大鼠晶状体混浊程度明显低于糖尿病性白内障模型组大鼠(P<0.05)，高剂量干预组大鼠晶状体混浊程度明显低于低剂量干预组大鼠(P<0.05)。见表1。

表1 各组大鼠晶状体混浊程度

2.2 各组大鼠发生白内障的概率比较

第18周和第24周，与对照组相比，模型组大鼠发生白内障的概率明显升高(P<0.05)；与模型组相比，两干预组大鼠发生白内障的概率明显降低(P<0.05)，且高剂量干预组明显低于低剂量干预组(P<0.05)。见表2。

表2 各组大鼠发生白内障的概率

2.3 各组大鼠晶状体组织中MDA、SOD及GSH-Px水平变化

与对照组相比，模型组大鼠已经形成白内障，晶状体MDA含量明显升高(P<0.05)，SOD及GSH-Px含量明显降低(P<0.05)。两干预组较模型组晶状体MDA含量显著降低(P<0.05)，SOD及GSH-Px含量显著增加(P<0.05)。高剂量干预组较低剂量干预组晶状体MDA含量明显降低(P<0.05)，SOD及GSH-Px含量明显增加(P<0.05)。见表3。

表3 各组大鼠晶状体组织中MDA、SOD及GSH-Px水平比较

3 讨论

随着糖尿病患者数量的增加，糖尿病性白内障发生率呈上升趋势[9]。手术是目前糖尿病性白内障最主要的治疗手段，但手术存在感染、出血、视网膜病变加速等风险，使得控制血糖水平、防治并发症、延缓白内障发生发展具有一定必要性[10]。糖尿病性白内障的发病机制至今尚未完全阐明，有研究发现，氧化应激损伤与糖尿病性白内障的发病密切相关[11]。糖尿病性白内障是机体靶器官被氧化损伤的产物，高血糖加速体内的氧化应激状态，生成过量的自由基，破坏房水和晶状体中抗氧化系统，与白内障的形成密切相关[12]。

黄芪甲苷是中药黄芪的提取物，同时也是其药用成分中的主要活性成分。有研究表明[13-15]，黄芪甲苷具有抗氧化、增强记忆力、调节免疫、抗肿瘤等诸多作用，并且黄芪甲苷在临床上的应用也日益增多，主要用于糖尿病及心血管疾病的治疗。眼科方面，周云丰等[16]将黄芪甲苷用于糖尿病视网膜病变的防治。在体外实验中，黄芪甲苷通过提高细胞视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelium，RPE)抗氧化能力，抑制线粒体膜电位的下降，调节线粒体通路蛋白的表达抑制RPE细胞凋亡，进而改善糖尿病视网膜病变。

本次研究发现黄芪甲苷能增强糖尿病性白内障大鼠晶状体组织中SOD和GSH-Px活性，清除晶状体组织中的氧自由基，抑制脂质过氧化反应，降低MDA水平，能显著改善糖尿病性白内障大鼠晶状体的混浊程度，这表明黄芪甲苷有预防以及缓解糖尿病性大鼠白内障发生发展的作用。本研究的创新点在于对比高剂量黄芪甲苷与低剂量黄芪甲苷的疗效，发现高剂量的黄芪甲苷具有更明显的改善糖尿病性白内障大鼠晶状体的混浊程度。

综上所述，本研究为糖尿病性白内障疾病的治疗提供了更多的基础参考，为以后黄芪甲苷在预防糖尿病性白内障的深入研究提供一些指导建议。另外，由于本次实验过程中样本之间存在较大的个体差异，对于黄芪甲苷对于糖尿病性白内障大鼠晶状体组织中MDA、SOD以及GSH-Px水平的影响机制未做深入探讨。