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精芪双参胶囊对脑缺血再灌注损伤及其作用机制的探讨*

2017-04-02唐晓桐许艳茹于艳辉郑广晶崔宪利

黑龙江中医药 2017年6期
关键词:氟桂利嗪脑缺血脑组织

唐晓桐 徐 建 许艳茹 于艳辉 石 菊 邢 成 郑广晶 崔宪利 白 冰

(吉林修正药业新药开发有限公司 长春·130012)

精芪双参胶囊由黄芪、丹参、人参、黄精四味药组成,补气养阴,活血化瘀,养心安神;适用于心脑血管疾病之心悸气短,头晕头痛,倦怠乏力,耳鸣眼花等病症。脑缺血再灌注损伤既包括急性细胞坏死也包括细胞凋亡。脑缺血再灌注后神经损伤是一个复杂的超联反应,项目:“双十工程”重大科技成果转化项目(20150301009YY)。吉林省中药标准化关键工程技术重点实验室。

其损伤机制主要是与细胞内钙超载、自由基损伤、兴奋性氨基酸增加、炎症因子释放及酶类等因素有关[1-2]的复杂的多因素过程。大量文献报道黄精多糖、人参花蕾皂苷、人参Rb组皂苷和黄芪等成分都有保护脑损伤的作用[3-6]。

缺血性脑血管疾病的发病率、致残率和病死率均较高,一般以局灶性脑缺血为主,其中大脑中动脉栓塞造成的脑梗死最为多见,因此精芪双参胶囊在脑缺血疾病的治疗方面有广阔前景。

1 实验动物与器材

1.1动物ICR小鼠,雌雄各半,6-8周龄,体重18-22g;SD大鼠,雌雄各半,体重230-250g;均购自吉林大学基础医学院实验动物中心,动物合格证号:SCXK(吉 )-2014-0003。

1.2药物与试剂精芪双参胶囊:棕色粉末,由吉林长白山药业集团股份有限公司提供,批号:20150829;盐酸氟桂利嗪胶囊,西安杨森制药有限公司,批号:150327791;TTC:货号T8170;甲醛,批号:170305,天津市北联精细化学品开发有限公司;无水乙醇,批号:20151215,北京化工厂;肿瘤坏死因子-α,批号:20170208,南京建成生物工程研究所;白介素-1β:批号:20170208,南京建成生物工程研究所。

1.3仪器MCAO线栓,型号:2634-A4、2636-A4,北京西浓科技有限公司。酶标仪SMP-500-18272-LSI0型:Manufactured in China Designed in California USA ;精密电子天平ESJ60-4:沈阳龙腾电子称量仪器有限公司;电热恒温水浴锅:上海博讯实业有限公司医疗设备厂;离心机LDZ5-2型:北京医用离心机厂。

2 方法

2.1对小鼠脑缺血后存活时间的影响[7]

2.1.1分组及方法ICR小鼠50只,随机分为空白组,盐酸氟桂利嗪组(3mg·kg-1),精芪双参高、中、低剂量组(1800、1080、360mg·kg-1),每组10只,灌胃给药10ml·kg-1,连续7d。末次给药后1h在小鼠耳后2mm处快速断头,使头落到预热至37℃的水浴箱上,然后记录小鼠断头后的呼吸次数及呼吸维持时间(以小鼠张口喘息为判断标准)。

2.1.2检测指标脑组织含水量及脑指数测定:于冷冻冰袋上快速开颅取脑,以-4℃生理盐水洗净血渍用滤纸吸干,用眼科镊子和手术刀片取下嗅球、小脑及低位脑干,留取大脑,将脑分别置于电子天平(万分之一)称湿重。然后将脑放于烘箱中恒温100℃,24h持续烘干,然后称大脑干重,计算脑含水量。(脑含水量=(脑湿重-脑干重)/脑湿重×100%;脑指数=脑湿重/体重×100%)

2.2大鼠脑缺血再灌注实验[8-10]

2.2.1分组及方法 SD大鼠90只,随机分为假手术组,模型对照组,盐酸氟桂利嗪组(2mg·kg-1),精 芪 双 参 高、 中、 低 剂 量 组(1000、500、250mg·kg-1),每组15只,灌胃给药10ml/kg,连续给药7d,手术前12 h动物术前禁食不禁水,于末次给药后1h,用戊巴比妥钠(45mg·kg-1)麻醉大鼠,将大鼠仰卧位固定,用碘伏润湿颈部毛,用手术剪刀将大鼠颈部正中切口约20-25mm,分离皮下结缔组织。分开颈前肌群,剥离神经,暴露颈总动脉,沿颈总动脉向上剥离可见颈外动脉(ECA)和颈内动脉(ICA),用手术线将ECA、ECA分支枕动脉、甲状腺上动脉和ECA的终末支远心端结扎,再在近心端并远离劲总动脉的地方结扎,使颈外动脉两个结扎点之间有一定距离。CCA、ICA用动脉夹夹闭,把ECA远心端拉直与ICA成一条直线,用眼科手术剪在ECA上剪一小口。将线栓弯曲向屋顶方向从ECA插入ICA,扎紧分叉处手术线,移去ICA上的动脉夹,进入ICA。缺血2h后,拔出线栓进行再灌注。

2.2.2动物神经行为学评分[11]脑缺血再灌注后将苏醒后的动物放回笼内,使其自由饮食。24h后按z-Longa评分法随机评估并记录神经功能缺损评分:无功能障碍记为0分;不能伸展右侧前肢记为1分;向右侧旋转记为2分;向右侧倾倒记为3分;无自主活动伴意识障碍记为4分;死亡记为5分。分数越高,表示动物神经功能损伤越大。满足1分、2分和3分的动物为造模成功。

2.2.3检测血清中TNF-α、IL-1β大鼠麻醉后腹主动脉取血,2500r·min-1离心10min后分离血清,ELISA法检测血清TNF-α、IL-1β。

2.2.4测定脑组织匀浆中SOD、MDA和LDH活性 冰盒上取脑组织,用眼科镊子去除嗅球,用生理盐水按脑组织:生理盐水=1:9匀浆,制成10%匀浆液,3000r·min-1离心15min,按照试剂盒说明书,测定SOD、MDA和LDH活性。

2.2.5脑梗死面积 大鼠麻醉后断头取脑,冰生理盐水预处理10min,自前向后切成5片,每片切成2mm厚。0.25%TTC溶液染色,37℃避光孵育30min(每隔10分钟翻动一次),染色完成后用10%甲醛溶液固定,数码相机拍照,用图片处理软件计算脑梗死容积百分比(红色为正常脑组织,白色为脑梗死组织)。

2.3数据统计

3 实验结果

3.1 对小鼠脑缺血后存活时间的影响

阳性对照组可以明显延长小鼠存活时间及断头后的喘息次数,并能降低脑指数及脑含水量的增加,与空白组比较有显著意义(p<0.05);精芪双参中剂量组可显著延长小鼠存活时间及断头后的喘息次数,与空白组比较非常显著意义(p<0.01);而高剂量组可延长小鼠存活时间及有效抑制脑指数的增长,与空白组比较有显著意义(p<0.05),结果见表1。

表1 对急性脑缺血小鼠存活时间和喘气次数的影响(±s,n=10)

表1 对急性脑缺血小鼠存活时间和喘气次数的影响(±s,n=10)

注:与空白对照组比较*p<0.05,**p<0.01。

组别  剂量(g·kg-1)  存活时间(s)  喘气次数  脑指数(%)  脑含水量(%)空白组  —— 17.7±2.37 12.5±1.38 2.05±0.018 77.1±3.66盐酸氟桂利嗪组 3.9 19.8±1.81* 13.9±1.52* 1.93±0.012* 73.3±3.71*高剂量组 1800 18.07±2.60* 13.6±1.63 1.89±0.016* 75.8±1.63中剂量组 1080 21.7±3.38** 14.1±1.30** 1.91±0.019 76.6±1.47低剂量组 360 17.35±3.73 13.0±1.32 2.04±0.014 76.0±0.46

3.2对大鼠脑缺血再灌注的影响

3.2.1对大鼠神经行为学评分差异 模型对照组神经行为学评分较高,说明脑缺血较严重,与假手术组较具有显著意义(p<0.001),盐酸氟桂利嗪组,高、中剂量组神经行为学评分降低,表明药物发挥一定的保护作用,与模型对照组比较有显著意义(p<0.05,p<0.01),结果见表 2。

表2 对大鼠神经功能缺损评分(±s,n=10)

表2 对大鼠神经功能缺损评分(±s,n=10)

注:与假手术组比较###p<0.001,与模型对照组比较*p<0.05,**p<0.01。

组别  剂量(mg·kg-1)  评分假手术组  —— 0模型对照组  —— 2.1±0.8###盐酸氟桂利嗪组 2 1.3±0.5*高剂量组 1000 1.4±0.6**中剂量组 500 1.4±0.5**低剂量组 250 1.7±0.7

3.2.2对血清生化指标的影响 与假手术组比较,模型对照组含量明显增高(p<0.001);与模型对照组比较,精芪双参胶囊中、高剂量组及盐酸氟桂利嗪组可明显抑制大鼠炎性因子,降低IL-1β、TNF-α在大鼠血清中含量,与模型对照组比较有意义(p<0.05,p<0.01),结果见表 3。

表3 对大鼠血清IL-1β、TNF-α的影响(±s,n=10)

表3 对大鼠血清IL-1β、TNF-α的影响(±s,n=10)

注:与假手术组组比较###p<0.001,与模型对照组比较*p<0.05,**p<0.01。

组别  剂量 (mg·kg-1) IL-1β(ng·L-1)TNF-α(ng·L-1)假手术组  —— 23.5±15.0 122.4±5.3模型对照组  —— 58.2±12.0### 173.6±10.7###盐酸氟桂利嗪组 2 32.6±8.2*** 150.4±3.5**高剂量组 1000 37.6±14.3* 163.9±3.7*中剂量组 500 34.3±23.1** 152.7±6.2**低剂量组 250 44.8±26.1 170.8±7.3

3.2.3对脑组织中SOD、MDA和LDH的影响 模型对照组大鼠脑组织LDH和MDA释放增加,SOD活力明显降低,与假手术组比较有显著性差异(p<0.05,p<0.001)。精芪双参胶囊中剂量组可明显抑制大鼠脑组织中LDH和MDA含量的释放,盐酸非桂利嗪组,高、中剂量组提高SOD活力变化,与模型对照组比较有意义(p<0.05,p<0.01),结果见表 4。

表4 对大鼠脑组织SOD、MDA和LDH的影响(±s,n=10)

表4 对大鼠脑组织SOD、MDA和LDH的影响(±s,n=10)

LDH(U·L-1)假手术组  —— 208.5±20.1 45.0±2.7 1342.3±331.5模型对照组  —— 153.8±28.6# 67.6±3.5### 2496.1±311.3###盐酸氟桂利嗪组 2 173.0±23.3* 53.6±3.1** 2296.7±246.5**高剂量组 1000 182.4±19.7* 61.1±4.0 2075.5±359.2中剂量组 500 167.4±25.6* 59.2±3.3** 1535.9±292.4*低剂量组 250 157.6±20.3 63.7±3.7 2084.9±445.4组别  剂量(mg·kg-1)SOD(U·mgprot-1)MDA(nmol·mgprot-1)

3.2.4大鼠脑梗死面积

模型对照组大鼠脑缺血面积明显增大,盐酸氟桂利嗪组、精芪双参胶囊高、中剂量组可有效缩小脑缺血大鼠脑梗死面积,与模型对照组比较有显著性差异(p<0.05,p<0.001),结果见表 5。

表5 对大鼠脑梗死面积的影响(±s,n=10)

表5 对大鼠脑梗死面积的影响(±s,n=10)

注:与假手术组比较###p<0.001,与模型对照组比较*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001。

组别  剂量(mg·kg-1)  梗死面积百分比(%)假手术组  —— 1.4模型对照组  —— 47.9###盐酸氟桂利嗪组 2 14.1***高剂量组 1000 23.8**中剂量组 500 29.5*低剂量组 250 32.9

4 讨论

小鼠急性断头后,脑部血液供应中断,脑能量代谢发生障碍,但脑中原有的血液和营养物质尚能使脑功能维持一段时间,表现为小鼠有规律的喘气,当能量消耗至一定程度,活动终止[7]。本研究显示精芪双参胶囊可明显改善小鼠脑部的供血供氧,从而延长小鼠存活时间及断头后的喘息次数,降低脑指数和脑含水量。

氧自由基学说在脑缺血再灌注损伤机制中占有重要地位[12]。大鼠脑缺血再灌注实验中,精芪双参胶囊通过保护提高超氧化物歧化酶SOD活力,抑制脂质过氧化物MDA的释放降低氧化应激反应进而发挥保护脑组织缺血的作用。大量的文献表明,大鼠脑缺血后会引起TNF-α、IL-1β等炎症因子的大量生成,进而引起脑细胞的炎症反应和细胞凋亡,TNF-α、IL-1β在脑缺血性损伤中起着重要的作用[13-14]。精芪双参胶囊在脑缺血损伤中,抑制了炎症因子TNF-α、IL-1β的生成,进而减少急性脑缺血对大脑的损伤;另外由于缺血损伤造成血脑屏障的破坏,导致细胞周围间隙的液体增加,进一步加重细胞水肿甚至凋亡,引起组织能量供应的缺乏而产生脑组织梗死。精芪双参胶囊能明显地缩小脑组织受损引起的梗死面积。

5 结论

本文通过小鼠急性脑缺血、大鼠脑缺血再灌注模型研究精芪双参胶囊对脑组织保护作用,为精芪双参胶囊的开发利用提供依据。

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