穿心莲、二甲双胍通过抗氧化与胆碱能调节减轻高血糖诱导的神经内分泌毒性

《Egyptian Journal of Basic and Applied Sciences》:Andrographis paniculata, metformin attenuate hyperglycaemia-induced neuroendocrine toxicity via antioxidant and cholinergic modulation

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月27日 来源:Egyptian Journal of Basic and Applied Sciences CS3.1

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  高血糖与神经内分泌紊乱、氧化应激及生殖功能障碍相关,常伴随胆碱能失衡与组织结构损伤。研究人员探讨了穿心莲(Andrographis paniculata, AP)、二甲双胍(metformin)及其联合用药对Wistar大鼠高血糖诱导的生化、激素及组织学改变的

  
高血糖与神经内分泌紊乱、氧化应激及生殖功能障碍相关,常伴随胆碱能失衡与组织结构损伤。研究人员探讨了穿心莲(Andrographis paniculata, AP)、二甲双胍(metformin)及其联合用药对Wistar大鼠高血糖诱导的生化、激素及组织学改变的比较效应。高血糖显著扰乱激素谱,增加氧化应激与胆碱酯酶(cholinesterase)活性,并导致脑与睾丸退行性改变。AP与二甲双胍单独使用均可恢复部分参数,但联合治疗改善最为显著。值得注意的是,联合组表现出最高抗氧化水平、最低胆碱酯酶活性、恢复的睾酮(testosterone)水平及良好保存的组织构象。二甲双胍对高血糖诱导的神经内分泌与氧化改变具有益效应,而二甲双胍与AP联合治疗显示更优疗效,提示其在减轻神经内分泌毒性和氧化应激中存在协同相互作用。
研究背景方面,糖尿病尤其是控制不良者,并发症超越经典代谢异常,神经内分泌毒性日益受关注。慢性高血糖破坏下丘脑-垂体-性腺(hypothalamic–pituitary–gonadal, HPG)轴,损害抗氧化防御,促发神经炎症与神经退变。由此引发的促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone, GnRH)、卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone, FSH)、黄体生成素(luteinizing hormone, LH)及睾酮失调,与不育、情绪障碍和认知功能受损相关。氧化应激被认为是糖尿病神经毒性的核心机制,活性氧(reactive oxygen species, ROS)异常产生与超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、谷胱甘肽(glutathione, GSH)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、过氧化氢酶(catalase, CAT)等抗氧化应答不足共同损伤神经与内分泌组织。胆碱酯酶(cholinesterase)表达升高关联乙酰胆碱(acetylcholine, ACh)降解增加,进一步损害神经传导。二甲双胍作为一线降糖药具神经保护属性,穿心莲含二萜类如穿心莲内酯(andrographolide),具抗氧化、抗炎与神经保护潜力,但二者在高血糖神经内分泌修复中的比较与联合效应尚缺系统评估。本研究据此在雄性Wistar大鼠中联用alloxan与nicotinamide诱导高血糖,比较AP、二甲双胍单用与联用的作用。
主要技术方法上,研究人员取35只6–8周雄性Wistar大鼠,分阳性对照、未治高血糖阴性对照、AP 400 mg/kg组、二甲双胍14 mg/kg组及联合组,经口灌胃4周;高血糖由烟酰胺110 mg/kg联合alloxan 120 mg/kg腹腔注射诱导。检测涵盖血清GnRH、LH、FSH、睾酮ELISA;脑与睾丸匀浆测乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE)活性(Ellman法)、CAT/SOD/GSH/MDA比色法;组织经10%中性缓冲福尔马林固定、石蜡包埋、H&E染色镜检;统计采用单因素ANOVA、Tukey–Kramer事后检验、Webb分数乘积法及2×2双因素ANOVA评估药物相互作用。
研究结果部分,植物化学筛查显示AP乙醇提取物富含有生物碱(72.66±0.04 mg/g)、皂苷(60.37±0.02 mg/g)、还原糖、甾体与鞣质。胆碱酯酶活性结果表明,未治高血糖组显著升高;AP单药进一步升高;二甲双胍单药显著降低;联合组最低,Webb法判为协同(fo=0.709,预期0.204),双因素交互项显著(F(1,20)=30651.1, p<0.0001)。HPG激素结果显示,未治组GnRH/LH/FSH升高、睾酮抑制;AP单药进一步升GnRH/LH/FSH且不恢复睾酮;二甲双胍恢复睾酮最优但上游GnRH/LH/FSH仍高;联合组GnRH/LH显著低于单药(协同),FSH变化不显著但交互显著,睾酮却低于二甲双胍单药(拮抗,fo=3.857,双因素F(1,20)=85.2, p<0.0001),即AP削弱二甲双胍睾酮恢复力。氧化应激标记中,未治组呈GSH/SOD代偿升高、CAT降低、MDA升高;AP单药升GSH/CAT、降MDA但不改SOD;二甲双胍升GSH、降MDA、改善CAT;联合组GSH与SOD最高且协同(GSH fo=2.221,SOD fo=1.242),但MDA与CAT呈拮抗(MDA fo=0.352,CAT fo=0.360),联合MDA甚至高于AP单药。脑与睾丸组织学上,未治组神经元肿胀空泡化、睾丸成熟停滞;AP与二甲双胍单药部分改善;联合组脑神经元形态近正常、睾丸生精小管与间质结构最佳。
讨论部分指出,高血糖致HPG轴紊乱表现为促性腺激素代偿性升高伴睾酮抑制;二甲双胍恢复睾酮但通过上游反馈未归一;AP单药具下丘脑-垂体兴奋倾向而不恢复性腺;联合在垂体层协同抑亢,在性腺层拮抗减效,揭示轴内交互异向性。氧化方面,GSH/SOD协同源于穿心莲内酯激活Nrf2与二甲双胍经AMPK抑ROS的互补,而MDA/CAT拮抗提示二者在过氧化清除与CAT节点存在竞争。胆碱酯酶上AP单药反常升高,联合却协同抑制,二甲双胍抵消AP升酶效应。组织学改善与生化不完全匹配,提示脂质过氧化残留限制结构修复。局限含单剂量、雄性限定、缺分子与行为终点。
结论部分翻译:本研究证明二甲双胍单用及与穿心莲联用,均缓解雄性Wistar大鼠高血糖诱导的神经内分泌紊乱、氧化应激、胆碱酯酶活性升高及脑睾丸病理损伤;虽各干预具不同程度获益,联合治疗在生化、激素与组织学综合结局上改善最全面。
该研究发表于《Egyptian Journal of Basic and Applied Sciences》,为植物药与常规降糖药联用机制提供雄性大鼠层面证据,提示临床转化需警惕轴间拮抗与标记特异性交互。
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