维生素D和欧米伽-3补充剂对Wistar大鼠高脂肪高糖高盐(HFHS)饮食诱导的内皮功能障碍的治疗效果
《Current Research in Pharmacology and Drug Discovery》:Therapeutic Effects of Vitamin D and Omega-3 Supplementation on HFHS Diet-Induced Endothelial Dysfunction in Wistar Rats
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时间:2025年11月30日
来源:Current Research in Pharmacology and Drug Discovery CS6.4
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内皮功能障碍;维生素D;Omega-3脂肪酸;血管舒张;氧化应激;炎症;Wistar大鼠;代谢综合征;营养干预;联合效应
本研究聚焦于高脂高糖(HFHS)饮食诱导肥胖模型中血管内皮功能障碍的干预机制,通过联合补充维生素D(VD)和ω3脂肪酸,探索其对血管功能的改善作用。实验以64只雄性Wistar大鼠为对象,随机分为标准饮食(S)和高脂高糖饮食(HFHS)两组,每组进一步分为对照组(C)、VD组、ω3组及VD/ω3联合组,持续干预13周后评估血管功能。
在实验方法上,研究者采用主动脉环模型系统评估内皮依赖性舒张功能。通过预收缩主动脉环后,分别测试乙酰胆碱(ACh)诱导的舒张反应、苯肾上腺素(Phe)介导的收缩反应以及胰岛素(Ins)的促舒张效应。值得注意的是,实验通过tempol(超氧化物歧化酶模拟剂)和L-精氨酸/BH4(eNOS底物及辅因子)干预,验证了氧化应激和eNOS活性在HFHS饮食诱导的血管功能障碍中的核心作用。此外,通过Wortmannin(PI3K抑制剂)观察胰岛素信号通路对血管功能的调控机制。
研究结果显示,HFHS饮食组(C)较标准饮食组(S)出现显著血管功能障碍:ACh介导的最大舒张效率(Emax)下降至91.7%,Phe介导的最大收缩效率(Emax)降低至47.5%,且胰岛素敏感性显著下降。这种病理变化与氧化应激水平升高及炎症反应加剧密切相关,可能通过活性氧(ROS)诱导的eNOS功能抑制和一氧化氮(NO·)生物利用度降低实现。实验发现,VD(600 IU/kg/d)和ω3(300 mg/kg/d,EPA/DHA比例18:12)单独或联合补充均可改善HFHS诱导的血管功能障碍。具体表现为:
1. VD单独干预使HFHS+C组ACh介导的血管舒张反应 potency(pD2值)从7.32提升至7.67(p<0.001),联合组pD2值达7.73(p<0.001),提示VD通过增强eNOS活性改善NO·生物合成。
2. ω3单独干预虽未达统计学显著差异,但pD2值(7.62)较对照组(7.32)提升4.5%,显示ω3通过抑制NADPH氧化酶活性降低ROS生成,间接保护eNOS功能。
3. 联合补充组未显示协同效应,其改善效果与VD单独组无显著差异,提示两种营养素可能通过重叠通路(如炎症因子IL-6、TNF-α水平下降)产生类似效应。
值得注意的是,HFHS+C组在Phe介导的收缩反应中表现出明显的功能异常(Emax 47.5% vs S+C组81.1%),而ω3干预组虽未达显著差异,但收缩效率较对照组提升5.7%,提示ω3可能通过抑制iNOS过度表达改善血管收缩功能。此外,VD干预组胰岛素介导的舒张效应显著增强(p<0.01),其机制可能与VD激活PI3K/Akt通路,促进eNOS磷酸化及NO·生成有关。
研究局限性在于未直接检测eNOS、iNOS及ROS水平,且样本量较小(每组n=8)。但通过补充剂干预后血管功能的恢复,证实了VD和ω3在改善肥胖相关血管功能障碍中的独立有效性。未来研究需结合分子生物学手段(如Western blot检测eNOS磷酸化状态)和动物模型(如ob/ob小鼠)进一步验证机制,并探索长期联合干预对动脉硬化的预防作用。
该成果为肥胖相关心血管疾病的营养干预提供了新思路。临床实践中,针对存在胰岛素抵抗的肥胖患者,优先补充VD可能更有效改善血管内皮功能。而ω3的潜在价值体现在其对血管收缩功能的调节,这可能与ω3抑制COX-2表达、降低前列腺素E2水平相关。研究结果支持将VD和ω3作为肥胖管理中的联合用药策略,但需注意个体化剂量调整,避免过量补充导致的毒性风险。
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