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[甜菊安全性评估]甜叶菊粗提取物能增加正常和高血压老鼠

巴西圣保罗大学生物系 M S Melis

摘要:应用清除率试验技术对甜叶菊粗提取物对正常血压和实验肾脏高血压大鼠的肾功能影响进行了评估。用重量为300-330 g(每组10)的韦斯塔(Wistar)大鼠进行了实验。在用醚麻醉条件下,通过将一个内部间隙为0.25 mm的银夹放置在左肾动脉周围诱导实验大鼠高血压。对侧的肾保留不动。放置银夹后10-12周后投放甜叶菊提取物。口服甜叶菊提取物,相当于每天2.67 g 干叶子,连续30天后,导致正常和高血压大鼠的平均动脉血压显著下降(正常大鼠对照组为113±3.00 mmHg,服用甜叶菊提取物为69.5±4.00 mmHg;高血压组为155±3.00 mmHg,服用甜叶菊提取物的为108±4.00 mmHgP<0.05)。用甜叶菊提取物处理以后,正常大鼠的肾小球滤过作用不变,而高血压组大鼠的显著增加(对照组和甜叶菊提取物处理组分别为6.47±1.2914.2±1.33 ml/min/kg)。口服甜叶菊提取物后,正常大鼠和高血压大鼠都显示出肾血浆流动增加(正常大鼠:对照组为16.4±3.10 ml/min/kg,处理组为33.3±3.20 ml/min/kg;在高血压组:对照组为19.30±2.45 ml/min/kg,处理组为37.0±3.93 ml/min/kg)。在正常大鼠和高血压大鼠中,服用甜叶菊提取物后都引起尿流动增加(正常大鼠:对照组为1.37±0.08%, 处理组为2.32±0.11%;在高血压组:对照组为1.47±0.07%, 处理组为2.96±0.13%)。口服甜叶菊提取物后,正常大鼠和高血压大鼠的钠分泌都增加了(对照组为0.61±0.08%, 处理组为1.55±0.20%;在高血压组:对照组为0.70±0.10%, 处理组为2.22±0.45%)。这些结果与服用甜叶菊提取物后这种高血压模式的肾自动调节机理的损伤是一致的。总之,结果显示,甜叶菊提取物在剂量高于用作甜味剂的剂量时,是正常和高血压动物的一种血管舒张剂。

引言

甜叶菊(Stevia rebaudiana)是一种原产南美的植物,是非常甜的双萜葡萄糖甙,包括甜菊糖苷、Rebaudiana A (菜包迪苷A)和其他几种甜味类似物的来源。甜菊糖苷是主要的甜味成分,该成分相当于大约干叶子的3-8%,含有3种葡萄糖分子和甜菊醇,这是一种双萜羧醇。

纯甜菊甙和甜叶菊提取物对心血管参数具有明显的效果。纯甜菊甙能在人和老鼠身上导致心搏徐缓和低血压。另外,还诱发多尿、尿钠排泄和尿钾排泄,这可能是由于前列腺活性的作用。甜菊甙对平均动脉压力和肾功能的作用就像一种钙拮抗物,就像戊脉安的情况一样。在每日服用甜菊甙,连服30天的病人中观察到轻微的低血压效果。

该研究采用清除率试验技术,在给正常血压和高血压(Goldblatt2-/1-)大鼠投放甜叶菊提取物后,评估其对肾功能的改善。据我们所知,还没有关于在高血压状态下测量甜叶菊提取物对肾功能影响的研究。本研究的这些数据提供了甜叶菊提取物在高血压动物中潜在的低血压作用的信息。

材料和方法

所用的材料是3.8 kg甜叶菊叶子的粗水提取物,将这些叶子在减压和30-50条件下得到1kg干燥浓缩提取物。在雄性体重为300-330 g 的韦斯塔(Wistar)大鼠身上进行了研究,大鼠能自由取食和饮水。大鼠分别单独饲养在代谢笼中。每日记录其水和食物消耗以及增重。

清除率试验研究共分4个组:即对照(C), 用甜菊甙长期处理(S),正常血压大鼠的甜菊甙处理(N),高血压大鼠的甜菊甙处理(H)。按照Goldblatt等对小动物改进的方法制备高血压大鼠。实验开始时大鼠的体重为180-220 g。在用醚麻醉条件下,通过将一个内部间隙为0.25 mm的银夹放置在左肾动脉周围诱导大鼠高血压。对侧的肾保留不动。实验从放置银夹后10-12周后开始。对长期用甜菊甙处理的大鼠组投放浓缩甜叶菊水提取物(相当于66.7 g干叶子/100 ml最终溶液中),通过管饲法每日2(2 ml/),或者相当于每日2.67 g干叶子,连续饲喂30天。为了改善肠胃吸收,在投放甜叶菊水提取物前1小时和投放后30分钟不喂食和水。

用戊巴比妥钠(30 mg/kg)对大鼠进行麻醉,放置在温度可以调节的桌子上以使体温保持在37.0-37.5,并进行气管切开术。从左颈动脉插入导管采集血液和测量平均动脉血压。左颈静脉中还插入了一根聚乙烯导管,用于注入林格氏溶液(生理盐水)。通过在腹部切口将导管插入膀胱收集尿液。

含有10%的菊粉或者的2% 对氨基马尿酸(PAH)的等渗生理盐水以0.05 ml/min的量注入,以分别测定全肾的肾小球滤过作用率(GFR)和肾血浆流(RPF)。开始注入生理盐水之后,让动物平衡40-60分钟,然后以30分钟为间隔从膀胱收集尿液。在每次清除期间的中点抽取血样。

采用Anthrone 方法测定血浆和尿中菊粉的浓度。通过比色法测定血浆和尿液中对氨基马尿酸(PAH)的浓度。用克里娜火焰光度计测量尿中和血浆中的钠浓度。

采用吐根(Kukey)检验对数据进行统计分析,分析结果以平均值±SEM表示,显著性临界水平定在P<0.05

结果

30天的实验期间,在食物消耗和增重之间未发现各组动物之间的区别。表1概述了对照组中正常和高血压大鼠肾功能的平均动脉血压(MAP)数据和参数。如预期的那样,只有正常大鼠的平均动脉血压显著低于高血压大鼠的MAP(P<0.05)

    

1. 对照组正常和高血压大鼠的肾功能参数和动脉血压

               (表中数字看不清)

口服甜叶菊提取物30天对正常和高血压大鼠的平均动脉血压和肾血液动力学的影响如图1所示。对两组投放甜叶菊提取物后,平均动脉血压(图中1A)显著下降。对照组中,正常大鼠的平均动脉血压是113±3.0 mmHg,而在投放甜叶菊提取物组中平均动脉血压下降到69.5±4.0 mmHg。在高血压大鼠中,对照组的平均动脉血压是155±3.0 mmHg,而在投放甜叶菊提取物组中则下降到108±4.0 mmHg。在正常大鼠中,实验期间未发现肾小球滤过作用率(GFR)有显著变化;然而,在用甜叶菊提取物处理的高血压大鼠中观察到肾小球滤过作用率显著增加(对照组和处理组分别为6.47±1.29和14.2±1.33 ml/min/kg)。投放甜叶菊提取物后,当分别与对照组相比时,正常和高血压动物都显示出平均肾血浆流(RPF)值增加,在对照组中,正常大鼠的平均肾血浆流是16.4±3.10 ml/min/kg, 甜叶菊提取物处理组增加到33.3±3.20 ml/min/kg;在高血压大鼠中,对照组的肾血浆流是19.3±2.45 ml/min/kg,而甜叶菊提取物处理组增加到37.0±3.93 ml/min/kg。一个有趣的发现是,与高血压大鼠相比(对照组的肾血浆流是6.47±1.29 ml/min/kg, 甜叶菊提取物处理组是14.20±1.33 ml/min/kg),所有实验组正常大鼠的肾小球滤过作用率(GFR)都保持不变。

                   (图)

                            血压正常

                                 高血压

                                 对照

                                 甜叶菊提取物处理

1用药物剂量的甜叶菊提取物进行长期处理的正常血压和高血压大鼠的平均动脉血压和肾血浆参数。大鼠服用的甜叶菊提取物相当于每天2.67 g干甜叶菊叶,连续食用30天。报道的数据是每组10只大鼠的平均值±SEM(平均标准误)。与各自的对照值(吐根检验)相比P<0.05。

(图)

                            血压正常

                                 高血压

                                 对照

                                 甜叶菊提取物处理

2用药物剂量的甜叶菊提取物进行长期处理的正常血压和高血压大鼠肾的水和电解质的排泄。大鼠服用的甜叶菊提取物相当于每天2.67 g干甜叶菊叶,连续食用30天。报道的数据是每组10只大鼠的平均值±SEM(平均标准误)。与各自的对照值(吐根检验)相比P<0.05。

2摘录了正常血压和高血压大鼠肾的水和电解质的排泄。给大鼠食用甜叶菊提取物,与各自的对照值相比,在正常血压和高血压大鼠中诱导的作为肾小球滤过作用率的百分率的尿流显著增加(在正常血压和高血压大鼠中,分别为1.37±0.08%对2.32±0.11%和1.47±0.07%对2.96±0.13%)。另外,两个小组甜叶菊提取物处理过的大鼠都出现尿钠排泄(2B)和尿钾排泄(2C)。在正常血压大鼠中,对照组的分馏钠排泄物(FeNa+)0.61±0.07%,而甜叶菊提取物处理组的则增加到1.55±0.20%;在高血压大鼠中,对照组的排泄物(FeNa+)0.70±0.10%,而甜叶菊提取物处理组的则增加到2.22±0.45%。在正常血压大鼠中,对照组的分馏钾排泄物(FeK+)25.0±2.16%,而甜叶菊提取物处理组的则增加到52.0±3.20%;在高血压大鼠中,对照组的排泄物(FeNa+)28.0±1.53%,而甜叶菊提取物处理组的则增加到65.0±8.05%。因此,向大鼠投放相对大量甜叶菊提取物(相当于2.67 g干叶子/天的提取物),投放30天,促进了正常血压和高血压大鼠的多尿、尿钠排泄和尿钾排泄。

讨论

本研究中采用的甜叶菊提取物剂量,即相当于每天从2.67 g干叶子的提取物,与在心血管和内分泌实验中用量相同,但高于作为甜味剂的每日剂量。用浓缩的甜叶菊提取物长期对正常血压和高血压大鼠进行处理,没有影响大鼠的食物消耗和生长率。

在实验的对照阶段对大鼠的肾功能进行的评价表明肾功能值完全符合对正常大鼠所取得的结果(1)。在该长期试验性高血压条件下,缺血性肾的肾功能与正常肾完全不同。另一方面,当这种肾功能作为正常和缺血性肾的特点而评估时,其结果与正常动物是类似的。

我们的实验显示了甜叶菊提取物对于正常和高血压动物的低压效果(1A)。这一发现表明,甜叶菊提取物是一种有效的低血压剂,这也是以往其他研究报告的一个事实。我们以前对正常大鼠的研究表明,静脉注射纯净甜菊甙(8, 12 16 mg/kg/h),导致平均动脉血压(MAP)与剂量相关的显著下降。对甜菊甙的低血压反应看来似乎是通过钙拮抗机理发生的,就像戊脉安(verapamil)的情况一样。另外,我们的研究还表明,由甜菊甙引起的低血压,几乎完全可以用消炎痛(indomethacin)消除,消炎痛是一种在大鼠的肾髓前列腺素合成的有效抑制剂。因此,甜菊甙能降低血压,这种效果依赖于前列腺素活性。根据这些资料,甜菊甙和从甜叶菊叶子的提取物都具有典型的降压效果。

与正常血压大鼠相比,高血压大鼠的肾小球滤过作用率升高了,这可能是由于功能性过度生长,或者由于在过度生长的未植入夹的肾功能性肾小球增加的原因,正如SchwietzerGertz在该模式中指出的那样。在我们的研究中,未植入夹的肾的重量显示出这种过度生长(1.37±0.073 g, N = 10)

正常和高血压大鼠用浓缩的甜叶菊水提取物进行长期处理,通过降低肾维管结构抗性使肾小球滤过作用率增加(1C)。尽管在投药后正常肾小球滤过作用率增加,但肾小球滤过作用率的自动调节机理仍然足以有能力维持(1B)。与此相比,对高血压大鼠投放甜叶菊提取物,使得肾血浆流(RPF)和肾小球滤过作用都增加。这个结果与其他的研究结果是一致的,在这些研究中,将能使血管舒张的物质,例如戊脉安和甜菊甙,投放给血压正常的大鼠。这些结果与在投放甜叶菊提取物后2k-1夹高血压模式的肾血流和肾小球滤过作用率的自动调节机理的损害是吻合的。

由于在本研究中我们同时测定了两个肾脏的功能,因而有可能了解每一个肾对观察到的血管舒张作用的贡献。这种效果可能反映了两个肾的血管舒张,与植入夹的一边的血管收缩相结合的未植入夹的肾的血管舒张,或者是未植入夹的肾的血管收缩加上植入夹的肾的血管舒张。

投放甜叶菊提取物后,正常大鼠显示出钠、钾和水的排泄显著增加(2),表明水和电解质管状重吸收减少。这个发现与其他作者的研究结果是一致的,表明血管舒张剂,例如乙酰胆碱、舒缓激酞和戊脉安,在肾内和静脉内的浸出通常与尿钠排泄的增加有关。在本实验中,甜叶菊提取物是如何影响钠转运的精确机理还不清楚。以往的研究资料提出甜叶菊天然产物对大鼠肝脏单糖载体的抑制作用,在肾小管中对根皮苷和根皮素情况就是这样。近曲小管通常吸收90%与钠偶合滤过的葡萄糖,其余10%被更远侧的肾节段重新吸收。因此,在近曲小管中的钠重新吸收的变化可能是由于葡萄糖载体的这种抑制机理引起的。然而,甜叶菊天然产物的渗透作用和通过葡萄糖重新吸收的损害,或者是盐重新吸收机理的损耗也不能排除。对尿钠排泄的另一个解释是在本高血压模式中观察到的不同肾单位群体中血流的重新分布。在更远侧的肾节段,可能由葡萄糖载体和盐负荷的这种抑制机理而引起盐转运的变化。

我们的研究显示,甜叶菊的主要物质甜菊甙能导致低血压、利尿和每毫升肾小球滤过作用率的钠尿排泄。这些结果与戊脉安的作用相似,戊脉安是一种L-Ca2+通路的抑制剂和依赖于前列腺素活性。本研究中使用的甜叶菊水提取物中的甜菊甙含量低于我们在以往的实验中使用的剂量,因而可能不能单独引起血管舒张。有可能是大鼠用甜叶菊的浓缩水提取物进行长期处理后甜叶菊中的其他化合物对血管舒张反应起作用。因此,关于甜叶菊的天然产物对缺血性和正常肾的肾功能的影响还需要进行更多实验,以便进一步阐明甜叶菊对肾的生理作用。中国甜菊协会组织翻译

                    参考文献()

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