L-精氨酸对高胆固醇血症鹌鹑主动脉粥样斑块面积的影响
作者：邹飞雁 涂玉林
单位：衡阳医学院病理教研室(衡阳 421001)
关键词：精氨酸；动脉粥样硬化；胆固醇
L 摘要 目的：初步探讨L-精氨酸对高胆固醇血症鹌鹑主动脉粥样斑块面积的影响。方法：选择健康雄性日本鹌鹑80只，分为正常对照组、高脂组、L-Arg组和安慰剂组。前8周高脂饮食，复制动脉粥样硬化模型。在此基础上，后8周L-Arg组与安慰剂组停喂胆固醇和油脂，饮水补充2.25%L-精氨酸，后者饮自来水。在8周末、16周末，取出主动脉，形态学观察动脉粥样硬化病变；计算斑块面积百分比；收集血清作生化分析。结果：(1)高脂组斑块面积从8周末的37%上升到16周末50%，内膜从40 μm增厚到56 μm；(2)L-Arg组主动脉斑块面积和内膜厚度明显减少；(3)补充2.25%L-精氨酸8周，血清总胆固醇(TC)和丙二醛(MDA)水平恢复正常，超氧化物歧化酶(SOD)活性比高脂组高80%，比安慰剂组高60%。结论：L-Arg可能通过降血脂，减少脂质过氧化损伤而具有明显缩小实验性鹌鹑主动脉粥样硬化斑块面积的作用。
, 百拇医药
Effects of L-arginine on atherosclerotic plaque area
of aortae of quails with hypercholesterolemia
ZOU Fei-Yan, TU Yu-Lin
Department of Pathology, Hengyang Medical College,Hengyang (421001)
Abstract AIM:To study the effect of supplemental L-arginine on preexisting atherosclerotic lesions.METHODS: Male Japanese Quails received normal chow (control group) or 1% cholesterol and 3% fat chow (high lipid group) for 8 weeks. Subsequently, L-arginine (2.25% in drinking water; L-Arg group) or Vehicle (vehicle group) was administered for an additional 8 weeks, while the high cholesterol and fat was cancelled. At weeks 8, 16, aortae were harvested for histomorphological study as well as plaque surface area and intimal thickness determination. Serum was obtained for biochemical analysis. RESULTS:Planimetry of the luminal surface and intimal thickness of the aortae from high lipid group revealed a progressive increase. Animals in the L-Arg group manifested improved activity of superoxide dismutase (SOD) and decreased level of total cholesterol (TC) and malondialdehyde (MDA) in serum and with a reduction of plague area and intimal thickness at 16 weeks. CONCLUSION:Hypercholesterolemia induces progressive plaque lesion and intim hyperplasia. L-arginine might induce regression of preexisting atherosclerotic lesions, and involve in its lowering lipids and decreasing lipid peroxide injury.
, 百拇医药
MeSH Arginine; Atherosclerosis; Cholesterol
动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)的防治是心血管领域重大课题之一。近年来，临床和动物实验针对As病因多、病程长、病变复杂的特点，设计了相应的防治措施[1]，但临床上仍未达到满意的效果。研究发现：L-精氨酸-一氧化氮通路与动脉粥样硬化有关，并可能通过多种环节发挥抗As作用[2]。作者近期研究了饮水补充2.25%L-精氨酸(L-arginine,L-Arg)对实验性鹌鹑As病变预防作用[3]，本研究拟在此基础上进一步探索L-Arg对As斑块的消退作用。
材料和方法
一、动物与分组：
采用南岳制药厂提供的雄性日本鹌鹑80只(体重70-90 g)，在实验条件下给予基础饲料(含0.43%胆固醇及0.51%饱和脂肪酸)观察1周，基础饲料为市售鸡饲料，由沈阳嘉荣畜牧饲料有限公司提供。然后按体重随机分为4组，每组20只。(1)正常对照组：基础饲料；(2)高脂组：前8周、后8周一直高脂饲料(基础饲料+1%胆固醇+3%猪油)；(3)L-Arg组：前8周高脂饲料，后8周基础饲料+2.25%L-Arg；(4)安慰剂组：前8周高脂饲料，后8周基础饲料，L-Arg溶于自来水中，配成2.25%浓度，自由饮水。8周末随机处死一半动物，剩余动物16周末处死。
, 百拇医药
二、血清生化指标检测：
鹌鹑饲养8周、16周后，禁食1夜，断头处死，收集全血标本作血清生化分析。血清总胆固醇(tatal cholesterol,TC)用硫-磷铁法测定,丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性按南京建成生物工程研究所MDA、SOD试剂盒的方法检测。
三、主动脉斑块病理学检查：
每组20只动物取出全部主动脉标本，沿纵轴剪开，苏丹IV染色，九方格计数，求出全部病变面积百分比。全部动物从主动脉弓同一部位取下0.5 cm，常规固定、脱水、包埋、切片、HE染色，光镜下形态学观察。另作横断面连续切片，厚4～5 μm，每隔10张取1张，每条血管标本取5张，采用Weigert氏法弹力纤维染色，以测微计在光镜下计算内膜厚度，每条血管标本计算5张切片，取其平均值。
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四、统计学处理：
数据以
表示，各组比较采用方差分析。
结果
一、血清TC、MDA浓度和SOD活性测定：
鹌鹑高脂组血清TC、MDA浓度明显高于正常对照组，SOD活性水平明显低于正常对照组。L-Arg组血清TC、MDA浓度接近正常对照组水平，而SOD活性水平则高于高脂组约400%，高于安慰剂组90%。安慰剂组血清TC、MDA浓度分别低于高脂组45%和50%，而高于正常对照组158%和106%；血清SOD活性水平则高于高脂组1.5%，低于正常对照组56%。各组间两两比较，差别显著(P<0.05)，见表1。
, 百拇医药
表1 血清TC、MDA浓度和SOD活性水平
Tab 1 Content of TC, MDA, SOD in serum (,n=10)
Group
TC(g/L)
MDA(μmol/L)
SOD(×103UN/L)
8 weeks
16 weeks
, 百拇医药
8 weeks
16 weeks
8 weeks
16 weeks
Control
2.9±0.5
13.3±0.8
16±4
17±5
113±5
120±9
High lipid
, 百拇医药
3.3±3.4
15.5±3.8
58±10
70±12
30±5
20±8
L-Arg
12.8±0.4
3.6±0.6**
60±8
21±3**
31±4
, 百拇医药
101±8**
Vehicle
13.0±1.3
8.5±1.1*△
58±13
35±9*△
28±7
53±8*△
*P<0.05，** P<0.01，vs high lipid group; △ P<0.05，vs L-Arg group
二、主动脉斑块面积百分比和内膜厚度：
, 百拇医药
鹌鹑高脂饮食8周，与正常组比较，主动脉斑块面积达39%，内膜厚度增加3倍，成功诱发了As病变。16周末，L-Arg组斑块面积与高脂组和安慰剂组比较，分别减少68%和40%；内膜厚度则分别减少64%和37%。各组间主动脉斑块面积百分比和内膜厚度两两比较，差别有显著性(P<0.05)，见表2。
表2 主动脉斑块面积与内膜面积百分比及内膜厚度
Tab 2 Plaque areas (P)/intimal areas (I) percentage and
intimal thickness in aortae(，n=10)
Group
, http://www.100md.com
P/I(%)
intimal thickness (μm)
8 weeks
16 weeks
8 weeks
16 weeks
Control
0
0
10±3
12±3
High lipid
, 百拇医药
37±9
50±12
40±4
56±6
L-Arg
39±7
16±4**
42±8
20±3**
Vehicle
36±5
27±6**△
, 百拇医药
39±4
32±5**△
*P<0.05，**P<0.01，vs high lipid group; △ P<0.05, vs L-Arg group
三、主动脉光学显微镜下组织学观察：
各组动物主动脉内膜损伤见图1。正常对照组内膜表面由单层扁平内皮细胞被覆，光滑平整，未见明显异常，见图1A。高脂组内膜显著增厚，As斑块突向管腔，泡沫细胞数量显著增加，血管腔明显狭窄，见图1B。L-Arg组内膜病变明显轻于安慰剂组和高脂组，泡沫细胞稀少，内膜轻度水肿，见图1C。安慰剂组内膜细胞中度增生，可见散在或成堆的泡沫细胞，见图1D。
, 百拇医药
Fig 1 Structure of the endothelium in aortae of each group, HE×200
A:Aortic structure was intact.B:The atherogenic diet induced a marked atherosclerotic plaque. The endothelium was tact. The intimal was highly thicked. A large amount of foam cells were present, mostly close to the luminal surface. C:The intima remained mildly edematization. There were little amount of foam cells.D:The intima was moderatedly thicked. Foam cells still remained.
, http://www.100md.com
图1 各组主动脉内膜组织结构，HE染色，光镜观察
讨论
近年大量实验研究发现一氧化氮(nitric oxide,NO)与As密切相关，推测NO可能是内源性抗As因子之一。L-Arg作为NO前体可能有抑制As病变形成[4]及促进As斑块消退作用[5]。饮水补充 2.25%L-Arg明显抑制高胆固醇血症鹌鹑As斑块形成和内膜增生[3]。
在复制鹌鹑实验性As模型基础上，口服2.25%L-Arg能部分促进As斑块消退和逆转内膜损伤，而且比单纯停高脂饮食缩小斑块、内膜损伤的恢复更为明显。血清TC浓度测定显示，饮水添加2.25%L-Arg可能有明显的降脂作用。蔡海江[6]也认为降脂治疗不仅在于预防As，而且对已患As的病人，持续降脂治疗可能使具有危险性的As斑块脂质被重吸收，促进As斑块消退。
, 百拇医药
自由基引发脂质过氧化与As关系近年受到学者们高度重视。实验中，已有As病变的鹌鹑口服补充2.25%L-Arg比单纯停脂有更为明显的降血清MDA，升SOD活性作用。推测添加2.25%L-Arg可能通过清除血清中超氧阴离子，抑制脂质过氧化，提高SOD活性而减少As斑块面积，恢复内膜损伤。但L-Arg组仍留有一定程度的As病损，可能与SOD活性未能完全恢复有关，其机制有待进一步探讨。
参考文献
1 Gibbons GH, DZau VJ. Molecular therapies for vascular diseases. Science， 1996,272(3): 689.
2 杨永宗，杨和平，戴爱国，等.L-精氨酸/一氧化氮抗动脉粥样硬化的作用及机理.中国动脉硬化杂志,1997,5(3):258.
3 邹飞雁，涂玉林.L-精氨酸对高胆固醇血症鹌鹑的降脂和抗脂质过氧化.衡阳医学院学报，1997，25(3):237.
, 百拇医药
4 杨和平,杨爱莲,王小平，等.L-精氨酸抗家兔动脉粥样硬化内皮损伤.中国动脉硬化杂志,1995, 3(1):42.
5 Candipan RC,Wang BY,Buitrago RB,et al.Regression or progression dependency on vascular nitric oxide. Arterioscler Thromb Vasc Biol， 1996,16:44.
6 蔡海江.动脉粥样硬化研究的若干进展.中国动脉硬化杂志，1995，3(2，会议专辑)：81.
(1998年10月20日收稿，1999年2月1日修回), http://www.100md.com
单位：衡阳医学院病理教研室(衡阳 421001)
关键词：精氨酸；动脉粥样硬化；胆固醇
L 摘要 目的：初步探讨L-精氨酸对高胆固醇血症鹌鹑主动脉粥样斑块面积的影响。方法：选择健康雄性日本鹌鹑80只，分为正常对照组、高脂组、L-Arg组和安慰剂组。前8周高脂饮食，复制动脉粥样硬化模型。在此基础上，后8周L-Arg组与安慰剂组停喂胆固醇和油脂，饮水补充2.25%L-精氨酸，后者饮自来水。在8周末、16周末，取出主动脉，形态学观察动脉粥样硬化病变；计算斑块面积百分比；收集血清作生化分析。结果：(1)高脂组斑块面积从8周末的37%上升到16周末50%，内膜从40 μm增厚到56 μm；(2)L-Arg组主动脉斑块面积和内膜厚度明显减少；(3)补充2.25%L-精氨酸8周，血清总胆固醇(TC)和丙二醛(MDA)水平恢复正常，超氧化物歧化酶(SOD)活性比高脂组高80%，比安慰剂组高60%。结论：L-Arg可能通过降血脂，减少脂质过氧化损伤而具有明显缩小实验性鹌鹑主动脉粥样硬化斑块面积的作用。
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Effects of L-arginine on atherosclerotic plaque area
of aortae of quails with hypercholesterolemia
ZOU Fei-Yan, TU Yu-Lin
Department of Pathology, Hengyang Medical College,Hengyang (421001)
Abstract AIM:To study the effect of supplemental L-arginine on preexisting atherosclerotic lesions.METHODS: Male Japanese Quails received normal chow (control group) or 1% cholesterol and 3% fat chow (high lipid group) for 8 weeks. Subsequently, L-arginine (2.25% in drinking water; L-Arg group) or Vehicle (vehicle group) was administered for an additional 8 weeks, while the high cholesterol and fat was cancelled. At weeks 8, 16, aortae were harvested for histomorphological study as well as plaque surface area and intimal thickness determination. Serum was obtained for biochemical analysis. RESULTS:Planimetry of the luminal surface and intimal thickness of the aortae from high lipid group revealed a progressive increase. Animals in the L-Arg group manifested improved activity of superoxide dismutase (SOD) and decreased level of total cholesterol (TC) and malondialdehyde (MDA) in serum and with a reduction of plague area and intimal thickness at 16 weeks. CONCLUSION:Hypercholesterolemia induces progressive plaque lesion and intim hyperplasia. L-arginine might induce regression of preexisting atherosclerotic lesions, and involve in its lowering lipids and decreasing lipid peroxide injury.
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MeSH Arginine; Atherosclerosis; Cholesterol
动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)的防治是心血管领域重大课题之一。近年来，临床和动物实验针对As病因多、病程长、病变复杂的特点，设计了相应的防治措施[1]，但临床上仍未达到满意的效果。研究发现：L-精氨酸-一氧化氮通路与动脉粥样硬化有关，并可能通过多种环节发挥抗As作用[2]。作者近期研究了饮水补充2.25%L-精氨酸(L-arginine,L-Arg)对实验性鹌鹑As病变预防作用[3]，本研究拟在此基础上进一步探索L-Arg对As斑块的消退作用。
材料和方法
一、动物与分组：
采用南岳制药厂提供的雄性日本鹌鹑80只(体重70-90 g)，在实验条件下给予基础饲料(含0.43%胆固醇及0.51%饱和脂肪酸)观察1周，基础饲料为市售鸡饲料，由沈阳嘉荣畜牧饲料有限公司提供。然后按体重随机分为4组，每组20只。(1)正常对照组：基础饲料；(2)高脂组：前8周、后8周一直高脂饲料(基础饲料+1%胆固醇+3%猪油)；(3)L-Arg组：前8周高脂饲料，后8周基础饲料+2.25%L-Arg；(4)安慰剂组：前8周高脂饲料，后8周基础饲料，L-Arg溶于自来水中，配成2.25%浓度，自由饮水。8周末随机处死一半动物，剩余动物16周末处死。
, 百拇医药
二、血清生化指标检测：
鹌鹑饲养8周、16周后，禁食1夜，断头处死，收集全血标本作血清生化分析。血清总胆固醇(tatal cholesterol,TC)用硫-磷铁法测定,丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性按南京建成生物工程研究所MDA、SOD试剂盒的方法检测。
三、主动脉斑块病理学检查：
每组20只动物取出全部主动脉标本，沿纵轴剪开，苏丹IV染色，九方格计数，求出全部病变面积百分比。全部动物从主动脉弓同一部位取下0.5 cm，常规固定、脱水、包埋、切片、HE染色，光镜下形态学观察。另作横断面连续切片，厚4～5 μm，每隔10张取1张，每条血管标本取5张，采用Weigert氏法弹力纤维染色，以测微计在光镜下计算内膜厚度，每条血管标本计算5张切片，取其平均值。
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四、统计学处理：
数据以
表示，各组比较采用方差分析。结果
一、血清TC、MDA浓度和SOD活性测定：
鹌鹑高脂组血清TC、MDA浓度明显高于正常对照组，SOD活性水平明显低于正常对照组。L-Arg组血清TC、MDA浓度接近正常对照组水平，而SOD活性水平则高于高脂组约400%，高于安慰剂组90%。安慰剂组血清TC、MDA浓度分别低于高脂组45%和50%，而高于正常对照组158%和106%；血清SOD活性水平则高于高脂组1.5%，低于正常对照组56%。各组间两两比较，差别显著(P<0.05)，见表1。
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表1 血清TC、MDA浓度和SOD活性水平
Tab 1 Content of TC, MDA, SOD in serum (
,n=10)Group
TC(g/L)
MDA(μmol/L)
SOD(×103UN/L)
8 weeks
16 weeks
, 百拇医药
8 weeks
16 weeks
8 weeks
16 weeks
Control
2.9±0.5
13.3±0.8
16±4
17±5
113±5
120±9
High lipid
, 百拇医药
3.3±3.4
15.5±3.8
58±10
70±12
30±5
20±8
L-Arg
12.8±0.4
3.6±0.6**
60±8
21±3**
31±4
, 百拇医药
101±8**
Vehicle
13.0±1.3
8.5±1.1*△
58±13
35±9*△
28±7
53±8*△
*P<0.05，** P<0.01，vs high lipid group; △ P<0.05，vs L-Arg group
二、主动脉斑块面积百分比和内膜厚度：
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鹌鹑高脂饮食8周，与正常组比较，主动脉斑块面积达39%，内膜厚度增加3倍，成功诱发了As病变。16周末，L-Arg组斑块面积与高脂组和安慰剂组比较，分别减少68%和40%；内膜厚度则分别减少64%和37%。各组间主动脉斑块面积百分比和内膜厚度两两比较，差别有显著性(P<0.05)，见表2。
表2 主动脉斑块面积与内膜面积百分比及内膜厚度
Tab 2 Plaque areas (P)/intimal areas (I) percentage and
intimal thickness in aortae(
，n=10)Group
, http://www.100md.com
P/I(%)
intimal thickness (μm)
8 weeks
16 weeks
8 weeks
16 weeks
Control
0
0
10±3
12±3
High lipid
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37±9
50±12
40±4
56±6
L-Arg
39±7
16±4**
42±8
20±3**
Vehicle
36±5
27±6**△
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39±4
32±5**△
*P<0.05，**P<0.01，vs high lipid group; △ P<0.05, vs L-Arg group
三、主动脉光学显微镜下组织学观察：
各组动物主动脉内膜损伤见图1。正常对照组内膜表面由单层扁平内皮细胞被覆，光滑平整，未见明显异常，见图1A。高脂组内膜显著增厚，As斑块突向管腔，泡沫细胞数量显著增加，血管腔明显狭窄，见图1B。L-Arg组内膜病变明显轻于安慰剂组和高脂组，泡沫细胞稀少，内膜轻度水肿，见图1C。安慰剂组内膜细胞中度增生，可见散在或成堆的泡沫细胞，见图1D。
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Fig 1 Structure of the endothelium in aortae of each group, HE×200
A:Aortic structure was intact.B:The atherogenic diet induced a marked atherosclerotic plaque. The endothelium was tact. The intimal was highly thicked. A large amount of foam cells were present, mostly close to the luminal surface. C:The intima remained mildly edematization. There were little amount of foam cells.D:The intima was moderatedly thicked. Foam cells still remained.
, http://www.100md.com
图1 各组主动脉内膜组织结构，HE染色，光镜观察
讨论
近年大量实验研究发现一氧化氮(nitric oxide,NO)与As密切相关，推测NO可能是内源性抗As因子之一。L-Arg作为NO前体可能有抑制As病变形成[4]及促进As斑块消退作用[5]。饮水补充 2.25%L-Arg明显抑制高胆固醇血症鹌鹑As斑块形成和内膜增生[3]。
在复制鹌鹑实验性As模型基础上，口服2.25%L-Arg能部分促进As斑块消退和逆转内膜损伤，而且比单纯停高脂饮食缩小斑块、内膜损伤的恢复更为明显。血清TC浓度测定显示，饮水添加2.25%L-Arg可能有明显的降脂作用。蔡海江[6]也认为降脂治疗不仅在于预防As，而且对已患As的病人，持续降脂治疗可能使具有危险性的As斑块脂质被重吸收，促进As斑块消退。
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自由基引发脂质过氧化与As关系近年受到学者们高度重视。实验中，已有As病变的鹌鹑口服补充2.25%L-Arg比单纯停脂有更为明显的降血清MDA，升SOD活性作用。推测添加2.25%L-Arg可能通过清除血清中超氧阴离子，抑制脂质过氧化，提高SOD活性而减少As斑块面积，恢复内膜损伤。但L-Arg组仍留有一定程度的As病损，可能与SOD活性未能完全恢复有关，其机制有待进一步探讨。
参考文献
1 Gibbons GH, DZau VJ. Molecular therapies for vascular diseases. Science， 1996,272(3): 689.
2 杨永宗，杨和平，戴爱国，等.L-精氨酸/一氧化氮抗动脉粥样硬化的作用及机理.中国动脉硬化杂志,1997,5(3):258.
3 邹飞雁，涂玉林.L-精氨酸对高胆固醇血症鹌鹑的降脂和抗脂质过氧化.衡阳医学院学报，1997，25(3):237.
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4 杨和平,杨爱莲,王小平，等.L-精氨酸抗家兔动脉粥样硬化内皮损伤.中国动脉硬化杂志,1995, 3(1):42.
5 Candipan RC,Wang BY,Buitrago RB,et al.Regression or progression dependency on vascular nitric oxide. Arterioscler Thromb Vasc Biol， 1996,16:44.
6 蔡海江.动脉粥样硬化研究的若干进展.中国动脉硬化杂志，1995，3(2，会议专辑)：81.
(1998年10月20日收稿，1999年2月1日修回), http://www.100md.com