睡眠对于基本生命功能的维持是必不可少的。睡眠剥夺,即正常睡眠量得不到满足的状态,目前已经明确可引起代谢异常及靶器官损害尤其是心脏损伤的一个重要原因。目前认为多种机制参与了睡眠剥夺对心血管系统的负向调控,包括氧化应激、炎症状态、血管内皮功能紊乱、自主神经功能障碍、代谢性功能障碍等都可能参与了心血管疾病的发生、发展。相对而言,传统医学则以整体观念看待失眠引起的代谢紊乱。中医上认为,失眠属心脾两虚,脾胃与心有经脉络属关系,脾胃病变通过经脉影响于心。津力达颗粒是以中医络病理论为基础的复方降糖制剂,既往已证实津力达颗粒可改善糖尿病大鼠的糖脂代谢并通过抗氧化作用延缓糖尿病慢性并发症的进展。但是津力达颗粒对睡眠剥夺引起的氧化应激、炎症反应和心脏的其他影响及其机制尚不清楚。本研究主要研究不同剂量津力达颗粒干预后,对睡眠剥夺大鼠心脏的影响。实验分为四部分:第一部分:观察并验证不同时间点睡眠剥夺对大鼠血清氧化应激及炎症因子的影响;第二部分:通过观察不同剂量的津力达颗粒干预后睡眠剥夺大鼠血清及心肌氧化应激、炎症反应及心肌相关激素分泌水平的影响;第三部分:观察不同剂量的津力达颗粒干预后睡眠剥夺大鼠的心电图表现特点及心肌形态学改变;第四部分:通过检测不同剂量的津力达颗粒对睡眠剥夺大鼠心肌细胞凋亡的影响,探讨可能的机制。研究目的:通过观察不同剂量津力达颗粒对睡眠剥夺大鼠心脏的影响,探讨其保护睡眠剥夺大鼠心脏的可能机制,进一步了解津力达颗粒的作用及机制。研究方法:采用改良多平台睡眠剥夺法(MMPM)建立REM睡眠剥夺大鼠模型。首先,在第一部分实验中随机分组为睡眠剥夺1天组(SD1d)、睡眠剥夺3天组(SD3d)、睡眠剥夺5天组(SD5d),另设有正常笼养组(CC)和环境对照组(TC);第二、三、四部分实验中将大鼠随机分组为正常对照组(NC)、睡眠剥夺5天组(SD5d)、睡眠剥夺5天+津力达低剂量组(SD5d+JL,0.75g/kg)、睡眠剥夺5天+津力达高剂量组(SD5d+JH,3.0g/kg),分别予以药物或安慰剂灌胃6周。通过葡萄糖氧化酶-过氧化物酶法分别测定血糖、放免法测定胰岛素等糖代谢相关指标,黄嘌呤氧化酶法和TBA比色法等观察血清及心肌SOD、MDA、GSH、MPO等活性或含量,ELISA法观察大鼠血清及心肌IL-6、TNF-α、hs CRP、ANP、BNP、ET-1的变化。其次通过心电图检查,应用HE染色和透射电镜观察不同剂量津力达颗粒干预后睡眠剥夺5天大鼠心肌组织的形态学变化,应用TUNEL法测心肌细胞凋亡情况,Western blot测定心肌PI3K/Akt通路激活情况,及相关凋亡蛋白Bcl-2、Bax、Caspase-3表达水平,明确津力达颗粒对睡眠剥夺后大鼠心脏的保护作用及机制。结果:1.体重变化:SD组大鼠的体重较对照组明显降低,尤其是在第五天下降明显(p<0.01)。与TC组相比,SD组大鼠在第三天的体重增长量有所减少(p<0.05),与CC组和TC组相比,SD第五天大鼠的体重增长量显著减少(p<0.01)。2.胰岛素变化:同CC组、TC组和SD1d组大鼠相比,SD5d组大鼠的FINS水平均降低(P<0.01)。药物干预后,同SD5d组相比,SD5d+JH组大鼠的FINS水平明显升高(P<0.01),SD5d+JL组升高(P<0.05)。3.氧化应激指标的变化:第一部分实验中,同CC、TC、SD1d组大鼠相比,SD3d、SD5d组,尤其是SD5d组大鼠SOD活力、GSH显著下降、MDA显著升高(P<0.01)。第二部分津力达干预实验中,与SD5d组相比,药物干预组尤其是SD5d+JH组的血清及心肌SOD活性、GSH水平升高(P<0.01),心肌MDA含量降低(P<0.01);SD5d+JL组血清MDA含量变化无统计学意义。4.炎症因子变化:第一部分实验中同CC、TC组相比,SD3d、SD5d组大鼠血清hs CRP、IL-6、TNF-α水平明显增高(P<0.01);第二部分实验中,与SD5d组相比,药物干预组尤其是SD5d+JH组大鼠血清和心肌hs CRP、IL-6、TNF-α水平均明显降低(P<0.01);SD5d+JL组心肌hs CRP变化无统计学意义。5.心血管相关活性因子变化:与NC组相比,SD5d组大鼠血清及心肌ANP、BNP、ET-1水平、MPO活性不同程度升高;与SD5d组相比,SD5d+JH组大鼠血清及心肌ANP、BNP水平均有不同程度降低;与SD5d组相比,高剂量药物组心肌MPO活力有所下降(P<0.05)。但血清和心肌ET-1水平、血清MPO活性变化无统计学意义。6.心电图表现:与NC组相比,SD5d组大鼠出现心肌缺血表现及频发室性早搏。与SD5d大鼠组相比,SD5d+JL组恢复窦性心律,节律规整,ST段回落至基线,偶有室性早搏及房室传导阻滞。SD5d+JH组大鼠心率基本恢复至正常范围,偶有节律不规整。7.心脏组织形态学:睡眠剥夺后的大鼠HE染色观察显示睡眠剥夺后大鼠的心肌纤维排列紊乱,期间成纤维细胞增多,毛细血管充血;透射电镜观察显示SD5d组大鼠心肌纤维排列紊乱、断裂,线粒体膜、嵴结构和闰盘结构破坏,胞质可见糖原颗粒堆积;不同剂量的津力达颗粒干预后均有不同程度的改善。8.心肌细胞凋亡情况:与NC组大鼠相比,SD5d组大鼠心肌细胞中阳性染色细胞数最多,凋亡系数最高;与SD5d组大鼠相比,SD5d+JL和SD5d+JH组大鼠心肌细胞的凋亡情况及凋亡系数有不同程度的改善。9.PI3K/Akt通路激活及相关凋亡蛋白表达情况:通过Western blot检测结果发现,与NC组相比,SD组大鼠心肌Bax、Caspase-3蛋白表达水平均升高(P<0.01),而p-Akt、Bcl-2蛋白表达水平明显降低(P<0.01)。同SD5d组相比,SD5d+JL、SD5d+JH组大鼠心脏Bax、Caspase-3蛋白水平均降低;而p-Akt、Bcl-2蛋白表达水平显著升高(P<0.01)。结论:1.津力达颗粒可以改善睡眠剥夺大鼠的血清及心肌组织的氧化应激、炎症反应,减轻心肌组织的病理结构及超微结构的改变,减轻心律失常程度,改善心功能;2.津力达颗粒可以减少睡眠剥夺引起的心肌细胞凋亡,保护睡眠剥夺对心脏的损害。该作用可能是通过PI3K/Akt信号通路介导的。