抗氧化剂乙酰半胱氨酸对高脂血症勃起功能障碍大鼠勃起功能的影响

【摘要】 目的：观察NAC对高脂血症勃ED大鼠勃起功能的影响。方法：实验随机纳入８周龄SD雄性大鼠40只，并随机分为四组，即NC组、 HR组、HR+NS组、HR+NAC组各10只。结果：造模后，实验三组体重较正常对照组明显增加（P<0.05）；HR组和HR+NS组TC、TG、LDL-C水平较NC组明显升高（P<0.05）；HR组ICP/MAP比值较NC组明显下降（p＜0.001），而经NAC治疗后ICP/MAP比值相较于HR组明显升高（P<0.05）；与NC组相比，HR组大鼠阴茎海绵体组织的丙二醛（MDA）含量上升，而谷胱甘肽（GSH）水平下降（P<0.05），而。结论：NAC治疗可以抑制高脂血症ED大鼠CCSM内铁死亡途径、提高抗氧化应激水平，而改善高脂血症大鼠的勃起功能。

【关键词】 高脂血症；勃起功能障碍；乙酰半胱氨酸；铁死亡；氧化应激

Effect of the antioxidant acetylcysteine on erectile function in rats with erectile dysfunction in hyperlipidemia

[Abstract] Objective:To observe the effect of NAC on erectile function in hyperlipidemia ED rats.Methods:40 SD male rats aged 8 weeks were randomly divided into four groups: NC group, HR group, HR+NS group and HR+NAC group with 10 rats each. The hyperlipidemia rat model was constructed by feeding high-fat diet. The hyperlipidemia plus acetylcysteine group was intrapacely injected with 300mg/kg/ day of acetylcysteine solution, and the hyperlipidemia plus normal saline group was intrapacely injected with the same amount of normal saline every day. The ratio of intracavity pressure (ICP) to carotid artery pressure (MAP), body weight and blood lipid levels were measured after 1 week of adaptive feeding and 16 weeks after modeling, respectively. Results:After modeling, the body weight of experimental groups was significantly increased compared with that of normal control group (P<0.05). The levels of TC, TG and LDL-C in HR group and HR+NS group were significantly higher than those in NC group (P<0.05); The ICP/MAP ratio in HR group was significantly lower than that in NC group (p < 0.001), and the ICP/MAP ratio after NAC was significantly higher than that in HR group (P<0.05). Conclusion:NAC treatment can inhibit the iron death pathway in CCSM, increase the level of antioxidant stress, and improve the erectile function of hyperlipidemia rats.

[Keywords] hyperlipidemia; Erectile dysfunction; Acetylcysteine; Iron death; Oxidative stress

勃起功能障碍（Erectile dysfunction，ED）是指阴茎持续无法达到或维持足以令人满意的性表现的勃起，是成年男性最常见的性功能障碍疾病之一^{[1, 2]}。有研究表明，高脂血症（Hyperlipidemia，HR）是临床上常见的代谢性疾病，以TC、TG、LDL-C水平上升,而HDL-C水平下降为主要表现，而高水平的低密度脂蛋白是ED发生的风险因素，且ED的患病率随着高脂血症的严重程度呈线性增加^{[3, 4]}。高脂血症状态下，血液中的脂质水平升高并被过氧化^[5]，此过程有助于产生活性氧物质（Reactive oxygen species，ROS）。ROS生成增多会使机体氧化应激水平增加^[6]。本实验旨在构建高脂血症ED大鼠模型及氧化应激损伤为基础，观察NAC对ED大鼠CCSMCs内MDA和GSH表达的影响，同时观察抗氧化治疗是否能够抑制CCSMCs内铁死亡途径，进而探讨NAC对改善高脂血症ED大鼠勃起功能的作用与机制。

1材料与方法

1.1实验材料

1.1.1实验动物：随机选用SPF级８周龄左右、体重在250-300g的Sprague Dawley（SD）雄性大鼠40只[贵州中医药大学动物研究所 SYXK（黔）2021-0005]，所有大鼠均在贵州中医药大学实验动物中心饲养，12h光暗循环，标准温度（22-25）℃、湿度（50-70）%。所有雄性大鼠在实验前均通过交配试验以证明勃起功能正常。

1.2.2主要实验器材与试剂：MP150生理仪套装；Biopac Systems海绵体内压特定仪(操作软件：Biopac System AcqKnowledge 4.4)；氧化应激指标GSH和MDA试剂盒；GPX4抗体；Masson’s trichrome 染色试剂盒。

1.2实验方法

1.2.1 实验动物分组：所有SD大鼠正常饲料适应性喂养1周后随机分为四组，分别为正常对照组（NC组）、 高脂血症组（HR组）、高脂血症加生理盐水组（HR+NS组）、高脂血症加乙酰半胱氨酸组（HR+NAC组）各10只。HR+NAC组为造模成功后的高脂血症大鼠每天腹腔注射300mg/kg/天的乙酰半胱氨酸溶液，高脂血症加生理盐水组每日腹腔注射等量生理盐水，以上治疗处理持续16周。

1.2.2 HR大鼠模型的建立：为了建立高脂血症模型，本研究使用高脂饲料喂养大鼠。分配为高脂血症组、高脂血症加生理盐水组及高脂血症加乙酰半胱氨酸组的大鼠均喂养高脂饲料，喂养时间持续16周。

1.2.3 大鼠阴茎海绵体压力测定及颈动脉测压：HR大鼠模型建模成功后及注射NAC或生理盐水16周后，对各组大鼠进行阴茎勃起功能检测和颈动脉压力测定。对实验用大鼠称重和以45mg/kg剂量戊巴比妥钠麻醉成功后，取下腹部正中切口3-4cm，打开下腹部和盆腔并定位海绵体神经。

1.2.4 组织取材：大鼠阴茎海绵体内压力和颈动脉内压测量结束后，弯镊子夹住阴茎的龟头后使用眼科剪在根部处剪断阴茎。丢弃阴茎的龟头端，并沿着远端到近端的方向用镊子挤出阴茎中剩余的血液，使用生理盐水进行漂洗，直至冲洗液无色透明为止。将阴茎浸入生理盐水中，用弯镊将尿道海绵体部分及表面的筋膜撕下并丢弃，使用预冷的PBS彻底清洁剩余的海绵体。最后加入液氮中保存，用于后续的Western blot和其他检测。

1.2.5  Western blot检测蛋白表达：采用Western blot法检测大鼠阴茎海绵体平滑肌中GPX4的表达。

1.3 统计学方法

采用SPSS22.0统计学软件分析，计量资料以（x±s）表示，各组间差异比较用单因素方差分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1四组大鼠造模前后体重、血脂结果

造模后，HR组、HR+NS组及HR+NAC组体重较NC组有明显的增高（图1，P<0.05），HR组和HR+NS组TC、TG、LDL-C水平较NC组明显升高（图2，P<0.05），而经NAC治疗16周后HR+NAC组TG水平较HR+NS组明显降低，而HDL-C明显升高，且差异具有统计学意义（图1）。提示NAC能降低高脂血症大鼠血清TG水平，并提升HDL-C水平。

图1模后各组大鼠血脂的比较 *p＜0.05，**p＜0.001

2.2各组大鼠勃起功能比较

通过对ICP/MAP结果进行分析，与正常大鼠相比，HR组ICP/MAP值显示下降，差异具有统计学意义（图2，P<0.001）。而HR+NAC组的ICP/MAP值较HR组明显提高（图1，P<0.05）。提示NAC能显著改善高脂血症ED大鼠的勃起功能，提高ICP/MAP比值。

图2各组大鼠ICP/MAP统计图 *p＜0.05，**p＜0.001

2.3各组大鼠阴茎海绵体组织内氧化应激水平比较

HR组较NC组的大鼠阴茎海绵体组织内GSH含量降低，MDA含量增高（图3、图4，P<0.05）。而HR+NAC组相较于HR组大鼠阴茎海绵体组织内GSH水平较HR组升高，而MDA水平降低（图4、图4，P<0.05）。提示NAC能提高高脂血症ED大鼠阴茎海绵体组织的抗氧化应激水平。

图3、图4各组大鼠阴茎海绵体平滑肌组织SOD、MDA的表达 *p＜0.05

3讨论

本研究发现，HR组大鼠相较于NC组阴茎海绵体组织内铁离子水平明显上升，而铁含量增加会引起细胞内的脂质活性氧的产生和降解失衡，导致细胞抗氧化能力降低，脂质活性氧堆积，引起细胞氧化性死亡，即铁死亡^{[25, 26]}。而铁死亡的发生会造成CCSMCs的损伤，最终加剧勃起功能障碍的发展^[27]。目前研究认为铁死亡过程中最常见的System Xc-/GSH/GPX4通路，胱氨酸/谷氨酸反向转运体（System XC-）可以等比例的摄入胱氨酸，排出谷氨酸，摄入细胞内的胱氨酸被还原成半胱氨酸后参与GSH的合成^[28]。GSH可与ROS发生反应，起到抗氧化的作用。谷胱甘肽过氧化物酶(GPXs)则可以催化GSH变为氧化型谷胱甘肽(GSSG)，同时催化过氧化氢和氢过氧化物的降解^[29]。GPXs中的GPX4是铁死亡的核心调控蛋白，其可以利用GSH来降解小分子过氧化物和消除部分脂质过氧化物并抑制铁死亡^[30]。有研究表明，在使用了铁螯合剂、自由基清除剂或抗氧化剂后能有效预防铁死亡^[31]。本研究发现，经NAC治疗后的HR+NAC组相较于HR组GPX4表达显著上升，提示NAC能够促进机体内GSH的合成，提高GPX4的活性，减少氧化应激，抑制CCSMCs内铁死亡的发生，进而改善高脂血症ED大鼠的勃起功能。

参考文献

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