阿齐沙坦通过改善氧化应激、炎症和恢复乙醇性胃溃疡中的羟脯氨酸和胃泌素水平的胃保护作用
目的:本研究旨在评估不同剂量的阿齐沙坦对大鼠乙醇诱导的胃溃疡可能的胃保护作用。
方法:使用48只雄性成年Wistar大鼠,随机分为四组:蒸馏水处理的阴性对照、乙醇处理的阳性对照、兰索拉唑处理组和阿齐沙坦(1mg、5mg和10mg/kg)处理组。治疗方案为15天,除阴性对照组外,所有组在划痕前1小时的最后一天接受1mL乙醇。收集胃内容物用于测量体积、游离酸度和 pH 值。胃用于测量胃病变面积和溃疡指数。采集血样用于测量血清羟脯氨酸、胃泌素、CRP、TNF-α、MDA和TAOC。胃组织被送去进行组织病理学检查。
结果:乙醇给药显着增加胃损伤、胃溃疡指数和胃酸度。乙醇还降低了羟脯氨酸和 TAOC 的血清水平,并增加了血清胃泌素、CRP、TNF-α 和 MDA。Azilsartan 10mg/kg能够使病变减少43.6%,增加胃pH,显着降低MDA水平。5mg/kg 和 10mg/kg 阿齐沙坦均已成功恢复羟脯氨酸、胃泌素和 TNF-α 水平。组织病理学发现显示阿齐沙坦对胃的保护作用呈剂量依赖性。
结论:研究表明,阿齐沙坦具有胃保护作用。提出的机制可能是增加流向胃的血流量、抗氧化能力和抗炎活性,同时恢复羟脯氨酸和胃泌素水平。这些发现表明阿齐沙坦是一种有希望在临床环境中进行测试的候选药物。
介绍胃溃疡是覆盖胃的粘膜层上的病变。许多促成因素可能导致胃溃疡,例如暴露于过量的酸、吸烟、酒精、幽门螺杆菌感染、缺血、缺氧和非甾体抗炎药。胃已经配备了防御机制,可以防止这些损伤。前列腺素的细胞保护作用导致胃细胞释放出一些起到粘膜保护作用的产品。这样的盾牌非常强大,可以防止强化学物质造成的伤害以及沸水造成的物理烧伤。最近,已经证明生长因子的参与通过增强血管生成和粘膜再生来加速溃疡愈合。由于该疾病是多因素的;病理生理学因病原体而异。一般来说,胃刺激物和防御机制之间存在平衡。当肠道防御机制无法抵消这些损伤的作用时,急性或慢性接触刺激物可能会导致胃损伤。酒精是针对胃的物质之一,会影响肠道的消化和吸收能力。虽然酒精引起的胃损伤的确切机制仍然未知;许多提出的机制可以解释这种毒性。在乙醇引起的胃出血性糜烂的发展中,血管损伤是早期的致病成分。胃黏膜损伤、活性物质的产生和炎症反应是乙醇诱导的胃溃疡最可接受的机制之一。乙醇引起的损伤增强了炎症细胞(如中性粒细胞)的募集,而这些活化的中性粒细胞可以触发反应性物质释放到损伤部位。 肾素-血管紧张素系统 (RAS) 在调节体液和电解质稳态以及全身血管阻力方面发挥着至关重要的作用。该系统存在于许多器官中,包括肾脏、心脏、大脑和 GIT。 RAS 的存在及其在 GIT 中的本地活动最近受到了广泛关注;许多研究表明,除了在致癌和炎症反应中起作用外,肠道中的局部 RAS 还参与血糖控制和电解质调节。研究表明,阻断血管紧张素 II 受体 AT1 可预防胃溃疡,因为血管紧张素 II 可以产生活性氧并诱导炎症反应和细胞损伤。这些作用主要通过粘膜血管收缩介导。与其他 ARB 相比,阿齐沙坦与坎地沙坦密切相关,具有更高的效力和更长的持续时间。Azilsartan 有一个氧代-恶二唑环,其他临床授权的 ARB 中没有,因此它比其他 ARB 的酸性更低,更亲脂。研究表明,与其他 ARB 相比,阿齐沙坦作为抗高血压药物具有优势。一些 ARB 被证明具有胃保护作用,然而,RAS 参与胃内稳态和保护仍然需要清楚地阐明。因此,本研究旨在评估不同剂量的阿齐沙坦对大鼠乙醇诱导的胃溃疡可能的胃保护作用。 材料和方法48 只雄性成年 Wistar 大鼠,体重 180-230 g,购自苏莱曼尼大学动物房,饲养在通风良好的塑料笼中,环境温度为 25 ± 2°C,湿度为 55 ± 5 % 在 12 小时暗光循环下。给大鼠喂食标准实验室食物和水和自由食量。实验前将动物饲养1周以适应环境。实验方案符合动物实验指南,并经苏莱曼尼大学药学院伦理委员会批准(证书编号 PH34-21,2021 年 10 月 20 日),遵循机构动物伦理委员会。该研究由加拿大动物护理委员会 (CCAC) 指南进行,1998 年。所有动物随机分为六组; 这些组包括八只大鼠,每组如下: - 阴性对照组:灌胃管口服蒸馏水1mL,连续15天。
- 阳性对照组:用管饲管口服1mL蒸馏水14天,然后在给予氯化钠后2小时的第15天,动物口服1mL 80%乙醇。
- 兰索拉唑治疗组:每天通过管饲管口服给予兰索拉唑 30 mg/kg,持续 14 天,采用乙醇治疗方案。
- 阿齐沙坦治疗组(24 只动物,每剂 8 只):用乙醇治疗方案每天通过管饲管口服 1mg/kg、或 5mg/kg 或 10mg/kg,持续 14 天。
在第 14 天,所有动物禁食 24 小时,只能自由饮水。给药后第15天,除阴性对照组外均口服80%乙醇1ml,乙醇给药后1小时进行划痕。 胃粘膜病变的评估立即取出胃,沿大弯打开,用生理盐水(0.9% NaCl)清洗并固定在软木板上,使用 Java 中的图像处理和分析(ImageJ ) 由美国国立卫生研究院 (NIH, USA) 提供;溃疡指数 (UI) 和与对照组相关的 UI 抑制百分比使用以下等式估算: UI = {溃疡或出血面积 (mm 2 ) / 胃总面积 (mm 2 )} 溃疡抑制百分比计算如下: % I (溃疡抑制) = (溃疡指数控制- 溃疡指数测试) × 100/溃疡指数控制 胃酸碱度和体积的测量将胃内容物样品引流到刻度管中并测量汁液的体积。然后,将胃液离心(4000 rpm/10 分钟)并测量上清液的体积。然后取1mL上清液用数字pH计测量pH。 总酸度的测定用0.1 N NaOH滴定胃液,加入2滴甲基橙试剂,中和全部游离盐酸后变为鲑鱼色。总酸度的测定以酚酞为指示剂。将甲基橙试剂(1-2 滴)加入胃液中。由于存在游离 HCl,会出现鲜红色。用滴定管中的 0.1 NaOH 滴定,直到颜色变为淡黄色。从滴定管中读取所用 NaOH 的毫升数。这代表游离盐酸的量。在胃液中加入 1-2 滴酚酞。继续滴定直至酚酞出现红色(深粉红色),滴定至进一步加入碱不会加深颜色的点。 Y = 0.1 N NaOH (mL) X 10 其中,Y= 总酸度 (m Eq/L) 生化参数在第 15 天研究结束时通过心脏穿刺收集血样;将离心后的血液和血清分离,并根据制造商的说明使用ELISA试剂盒(英国Bioassay技术实验室)评估血清胃泌素、羟脯氨酸、TNF-α、MDA和总抗氧化能力。根据制造商的说明,使用酶联免疫吸附测定试剂盒(Elabscience,Houston,TX,USA)评估 C 反应蛋白(CRP)。 组织技术程序最初,动物在牺牲前至少禁食 24 小时,然后以人道的方式实施安乐死。随后,在动物牺牲尸检后开始收集组织样本,首先拍摄照片,然后固定在缓冲福尔马林中进行组织学准备。胃切片用哈里斯苏木精和伊红染色,然后在明场光学显微镜下观察。简而言之,在划痕后收集胃组织样本,然后用 10% 中性缓冲甲醛溶液固定约 48-72 小时。此后,将切片对齐并固定在塑料组织盒中,然后通过一系列上升的乙醇(50%、60%、70%、90% 和 100%)脱水,然后进行两到三步二甲苯清除。下一个,使用自动蜡包埋机在(60 -70ᵒC)下将处理过的胃组织浸润并包埋在熔化的石蜡块中。使用半自动旋转切片机将石蜡组织切片至 5 µm。之后,将组织切片固定在载玻片上并干燥。随后,将组织切片脱蜡并用二甲苯溶液清洗 30 分钟,然后在 50°C 的热烘箱中干燥 5 分钟。最后,组织切片用哈里斯苏木精和伊红溶液染色,用二甲苯清洗,盖上盖子。将组织切片脱蜡并用二甲苯溶液清洗 30 分钟,然后在 50°C 的热烘箱中干燥 5 分钟。最后,组织切片用哈里斯苏木精和伊红溶液染色,用二甲苯清洗,盖上盖子。将组织切片脱蜡并用二甲苯溶液清洗 30 分钟,然后在 50°C 的热烘箱中干燥 5 分钟。最后,组织切片用哈里斯苏木精和伊红溶液染色,用二甲苯清洗,盖上盖子。 半定量病变评分使用显微镜目镜相机(MD500,2019)通过图像分析软件(AmScope,3.7)半定量估计病变评分,并在光学显微镜(NOVEL XSZ-N107T,中国)下分析组织样本。一般来说,胃黏膜糜烂表面积是根据从随机选择的不同区域(以 µm 为单位)计算的糜烂深度和长度的百分比进行估计和测量的,而水肿和炎性渗出物的面积以 µm 为单位进行评估,并以平均百分比进行统计评估。在高倍放大 (100X) 下随机选择的 10 个视野中计数炎症细胞和坏死碎片,然后以百分比统计计算平均平均值。此外,使用随机选择的四个不同的组织切片评估出血区域,然后平均平均值以 µm 的百分比进行统计测量。最后,所有计算值的平均百分比表示为以下病变评分和分级方案(得分 0-10% 为无病变;得分 10-25% 为轻度;得分 25-75% 为中度;得分 75-100%作为严重病变)。 统计分析使用GraphPad Prism 8进行统计分析。测量参数的值表示为平均值±标准偏差(SD)。对于不同组之间的比较,使用单因素方差分析 (ANOVA),然后使用 Tukey 多重比较检验。未配对的 t 检验用于将每组与阳性对照组进行比较。当 p 值小于 0.05 时,结果被认为具有统计学意义。 结果不同剂量阿齐沙坦对胃病灶面积、胃病灶指数和病灶抑制率的影响表 1显示兰索拉唑产生的胃损伤面积显着减少(P 值 < 0.0001)。与阳性对照治疗组相比,阿齐沙坦也显示出显着减少胃损伤且呈剂量依赖性,10mg/kg 产生的最大效果(p 值 < 0.0001)与通过兰索拉唑。胃损伤指数也显示 5mg 和 10mg/kg 阿齐沙坦显着降低,最高剂量达到最大效果,与兰索拉唑产生的效果相当。使用10mg/kg阿齐沙坦对溃疡的抑制率(43.62%)仍低于兰索拉唑(62.96%)。
表1不同剂量阿齐沙坦对胃病灶面积、胃病灶指数和病灶抑制率的影响
不同剂量阿齐沙坦对胃液参数的影响图1A显示了在乙醇诱导的胃溃疡大鼠模型中,阿齐沙坦分级剂量对胃液的影响。与乙醇处理组(阳性对照组)相比,剂量(1 mg/kg、5 mg/kg 和 10mg/kg)和兰索拉唑的阿齐沙坦胃容量没有显着变化。与阳性对照组相比,阴性对照组、兰索拉唑治疗组和阿齐沙坦(5mg/kg)和(10mg/kg)胃液pH值显着升高;(P- 值 < 0.0001)、(P- 值 < 0.0001)、(P- 值 = 0.013) 和 (P- 值 = 0.02) 分别(图 1B)。阴性对照组(p 值 < 0.0001)、兰索拉唑治疗组(P 值 = 0.007)和(P 值 = 0.0003)和阿齐沙坦(1mg/kg)的游离酸和总酸度也显着降低, (P- value = 0.0016) and (P- value < 0.0001), (5mg/kg), (P- value = 0.002) and (P- value < 0.0001), 和 (10mg/kg)与单独的乙醇处理组相比,仅酸度(p 值 = 0.02)(图 1C和D)。
图1不同剂量阿齐沙坦对( A )胃容量、( B )胃pH、( C )胃游离酸度和( D )胃总酸度的影响;*(p < 0.05)、**(p < 0.01)、***(p < 0.001) 和 ****(p < 0.0001) 与使用单向方差分析和非配对t的阳性对照组相比显着不同-测试。
不同剂量阿齐沙坦对血清羟脯氨酸和胃泌素水平的影响目前的研究结果表明,与乙醇治疗组相比,5mg 和 10mg/kg 阿齐沙坦的羟脯氨酸水平显着降低(P 值 = 0.032)。与阳性对照组相比,该结果分别与兰索拉唑组和阴性对照组(P 值 = 0.046)和(P 值 = 0.033)产生的结果相当(图 2A)。关于对血清胃泌素的影响;三种剂量的阿齐沙坦(1mg/kg,P值=0.014)、(5mg/kg,P值=0.006)和(10mg/kg,P值=0.008)均显着降低。与阳性对照组相比,兰索拉唑还导致胃泌素水平显着降低(P 值 = 0.005)(图 2B)。 图2不同剂量阿齐沙坦对( A )血清羟脯氨酸、( B )血清胃泌素的影响;*(p < 0.05),与使用单向方差分析和非配对t检验的阳性对照组相比显着不同。
不同剂量阿齐沙坦对血清炎症标志物水平的影响与阴性对照组相比,乙醇处理组的血清 TNF-α 水平显着增加。与阳性对照组相比,5mg 和 10mg/kg 阿齐沙坦分别显着降低了 TNF-α 水平(P 值 = 0.019)和(P 值 = 0.04)(图 3A)。阳性对照组CRP水平显着升高;所有治疗方案均降低了其水平,但在统计学上不显着(图 3B)。 图3不同剂量阿齐沙坦对(A)TNF-α,(B)CRP的影响;*(p < 0.05),与使用单向方差分析和非配对t检验的阳性对照组相比显着不同。
不同剂量阿齐沙坦对血清脂质过氧化及抗氧化能力的影响在本研究中,与阴性对照组相比,乙醇显着增加了 MDA 水平,与乙醇处理组相比,仅 10mg/kg 阿齐沙坦能够显着降低水平(P 值 = 0.04)(图 4A)。总抗氧化能力因使用乙醇而降低,而兰索拉唑和 5mg 和 10mg/kg 阿齐沙坦可恢复,但所有组的变化均未达到显着水平(图 4B)。 图4不同剂量阿齐沙坦对(A)MDA,(B)TAOC的影响;*(p < 0.05),与使用单向方差分析和非配对t检验的阳性对照组相比显着不同。
胃病灶的大体评估肉眼检查表明阿齐沙坦具有胃保护作用,且呈剂量依赖性。图 5A-F代表六个治疗组的图像。与阳性对照组(图5B )相比,兰索拉唑(图5C)和阿齐沙坦10mg/kg(图5F )在乙醇诱导的胃中的抗溃疡活性明显。 图 5实验组胃的代表性图像。(一)阴性对照组。( B )乙醇治疗组,( C )兰索拉唑治疗组,( D )阿齐沙坦治疗组(1mg/kg),( E )阿齐沙坦治疗组(5mg/kg)和( F )阿齐沙坦治疗组( 10 毫克/公斤)。
组织病理学发现作为一个整体概念,胃切片的半定量形态计算和病变评分如表2所示。值得注意的是,阿齐沙坦 10mg/kg 作为每日方案剂量口服治疗 15 天显示,炎症渗出物数量显着 P<0.05 减少,坏死细胞碎片百分比以及炎症细胞浸润和整体病变显着降低严重性。另一方面,与阳性对照组的形态学变化相比,兰索拉唑 30mg/kg 和阿齐沙坦 10mg/kg 治疗组的深度、长度和胃糜烂面积以及出血面积显着减少G2如图 6和图7所示(G2、G3 和 G6)。然而,与 G5 和 G4 组一样,用 5 mg/kg 中剂量和低剂量 1 mg/kg 阿齐沙坦处理的动物的胃切片显示出以剂量依赖性方式明显减轻粘膜损伤的严重程度,这更显着在 G5 中比在 G4 中,尽管仍然不如 G3 和 G6 中的治疗显着。此外,与未处理的对照阳性组 (G2) 相比,所有处理组的组织切片在病变评分方面均显示出显着改善,如表 2所示。然而,这种改善是剂量依赖性的,分别在 G3 30 mg/kg 兰索拉唑和 G6 10 mg/kg 阿齐沙坦中更为显着。 表 2胃组织切片的组织学定量评价
图 6各组胃组织的显微照片;(G1) 无明显病变,以完整且排列整齐的胃层为代表,从黏膜 (M) 开始,胃腺体 (G) 正常,然后是黏膜下层 (SM) 的疏松结缔组织 (SM),两层平滑肌代表外肌层(ME),最后是由脂肪组织组成的浆膜层(S)。(G2) 显示黏膜糜烂 (ER) 的显着区域以及与坏死组织混合的出血 (HR),以及遍布黏膜 (M) 糜烂和黏膜下层的弥漫分布的炎性渗出物(黄色箭头),其中还含有粉红色水肿液(ED)。(G3) 阐明黏膜下层是否存在浅粉色水肿 (ED),并与炎性渗出物混合(黄色箭头)。还可以在胃腺体 (G) 中看到炎性渗出物,其在胃黏膜糜烂 (ER) 区域显示出再生能力。(G4) 显示在黏膜糜烂 (ER) 区域与黏膜坏死碎片 (ND) 混合的粉红色蛋白质炎性渗出物 (黄色箭头)。炎性渗出物也分布在胃腺中,同时存在黏膜下 (S) 炎性水肿 (ED)。(G5)在胃糜烂(ER)区域显示轻微的粘膜坏死碎片(黄色箭头)与一些炎症细胞(IF)混合。一些受损的胃腺 (G) 和一些水肿的再生,黏膜下层 (S) 中的炎症细胞数量很少。(G6) 显示胃黏膜腺体 (G) 的明显再生,黏膜糜烂(ER)面积减少,同时炎症细胞浸润很少(黄色箭头),在黏膜下层可以清楚地看到粉红色的炎症性水肿(ED)。他。比例尺:4 毫米。
图 7各组胃组织的显微照片;(G1) 未发现具有完整黏膜层的明显病变,典型的胃腺 (G) 和正常黏膜下层 (SM) 很明显。外肌 (ME) 和浆膜 (S) 没有显示出明显的病变,但存在轻微充血的血管 (BV)。(G2) 表现出显着和严重的黏膜破坏,可见黏膜 (M) 损伤区域或糜烂 (ER) 内存在大量细胞坏死碎片 (ND) 以及炎症细胞 (黄色箭头),此外还有水肿黏膜下层 (ED) 有炎性渗出物。(G3) 显示存在与坏死碎片 (ND) 和许多覆盖黏膜层 (M) 的炎症细胞 (黄色箭头) 混合的轻度嗜酸性水肿液 (ED)。该部分还揭示了通过增加其在固有层内的深度而明显的中度腺体再生 (G)。(G4) 显示炎症细胞 (IF) 明显浸润,混合有玫瑰色水肿 (ED) 和许多炎症渗出物区域(黄色箭头)。该部分显示许多受累的胃腺泡细胞 (G) 具有嗜酸性的细胞质和浓缩的细胞核。(G5)黏膜内层上皮(M)显示中度明显脱落的坏死细胞碎片(黄色箭头),以及典型的再生胃腺(G)。该部分还揭示了在黏膜 (M) 和黏膜下 (S) 层内存在浸润的炎症细胞。(G6) 在黏膜糜烂 (ER) 区域显示轻度至中度嗜酸性炎症渗出物(黄色箭头)。胃腺 (G) 显示出显着的再生外观。该部分还显示了显着的血管生成,即黏膜下结缔组织中新形成的血管 (BV),仍然存在与散在的炎症细胞混合的轻度嗜酸性水肿 (ED)。他。比例尺:0.4 毫米。
讨论各种器官中血管紧张素 II 受体的存在表明 RAS 参与了许多生理活动,并促使研究人员瞄准该系统。此外,ARB 的多效性使它们成为测试各种疾病模型的良好候选者。其中包括抗氧化、抗炎、过氧化物酶体增殖物激活受体 γ (PPAR-γ) 活性以及许多其他鲜为人知的机制。以前已知胃黏膜仅受前列腺素保护。然而,后来,许多其他介质被证明有助于保护 GIT,例如内皮生长因子以及一氧化氮、一氧化碳和硫化氢。最近,血管紧张素 II 与胃病变的发病机制有关,其中胃粘膜的损伤被证明会激活胃上皮细胞微循环中的局部 RAS。通过占据血管紧张素 I 和 II 受体阻断血管紧张素 II 的作用已被证明在预防溃疡原方面发挥关键作用。 Azilsartan 是与旧 ARB 相比具有更好抗高血压活性的 ARB 之一,这主要归因于与其他 ARB 相比更有效地与血管紧张素受体结合。与坎地沙坦相比,阿齐沙坦在降低血压和尿素蛋白方面也表现出卓越的效果,此外,它已被证明具有保护肾脏的作用。阿齐沙坦的所有上述优点鼓励我们在溃疡模型中对其进行测试。 据我们所知,这是阿齐沙坦在胃溃疡中的首次研究。在本研究中,阿齐沙坦以剂量依赖性方式对乙醇产生了显着的保护作用。乙醇的施用通过诱导胃内出血和组织缺血直接导致胃粘膜损伤。使用阿齐沙坦改善了胃溃疡面积和胃溃疡指数。此外,使用 5mg 和 10mg/kg 阿齐沙坦可显着增加胃的 pH 值。阿齐沙坦产生这些作用的确切机制尚不清楚,然而,增加胃血流量以及上调 PPAR-γ 活性可能有助于观察到的结果。其他 ARB 类药物如替米沙坦也已被证明在用于应激性胃溃疡时具有胃保护作用。胃溃疡被认为是在病原体和胃保护机制之间不平衡时发生的。羟脯氨酸水平作为胃溃疡的新血清生物标志物之一。在由乙醇引起的胃损伤期间;由于损伤导致 GIT 中胶原蛋白数量减少,血清羟脯氨酸显着下降。阿齐沙坦(5mg和10mg/kg)和兰索拉唑完全恢复了羟脯氨酸水平,与阴性对照组相当。本研究的另一个发现是血清胃泌素水平的减弱;其中,阿齐沙坦预处理导致胃泌素水平显着降低,而兰索拉唑与乙醇处理组相比没有显着变化。血清胃泌素通常在胃溃疡期间或继发于幽门螺杆菌等感染时增加。胃泌素是一种由胃泌素细胞产生的激素,通过与胃泌素受体结合,在调节细胞生长和酸分泌方面发挥着关键作用。胃泌素显示在大鼠中发挥促炎作用,通过刺激释放组胺,组胺介导急性炎症反应。胃泌素也可能作用于内皮细胞,它似乎可以改变粘附分子的表达并增加趋化因子的分泌。 乙醇诱发胃溃疡的另一个机制是通过启动脂质过氧化和削弱抗氧化系统介导的。并且在当前的研究中清楚地观察到了这一发现。本研究中使用的最高剂量的阿齐沙坦成功抑制了脂质过氧化,表现为MDA水平正常,与阴性对照相当。此外,阿齐沙坦还能维持总的抗氧化能力。此外,它能够减弱 CRP 和 TNF-α 等炎症标志物,这一发现与其他研究一致。这些结果可以根据以下事实来解释:阻断血管紧张素 II 的作用与减少氧化损伤和炎症过程直接相关。本研究的组织病理学结果与生化结果一致,其中阿齐沙坦对乙醇诱导的胃溃疡具有明显的保护作用,并且呈剂量依赖性,这清楚地证明了炎症细胞浸润的减弱和减少坏死细胞碎片的百分比。这种保护作用可归因于通过增强肉芽组织的形成和抗炎活性来加速愈合过程。 结论阿齐沙坦能够保护受到乙醇攻击的胃黏膜,10mg/kg阿齐沙坦达到最高保护。提出的机制可能是增加流向胃的血流量、抗氧化和抗炎活性,以及恢复羟脯氨酸和胃泌素水平。这些发现使阿齐沙坦成为有希望在临床环境中进行测试的候选药物。
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