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针刺对血管性痴呆大鼠血清TNF-α、IL-1β及学习记忆能力的影响*

2013-10-11陈英华孙忠人秦瑞奇倪国忠

针灸临床杂志 2013年5期
关键词:风池穴血管性造模

陈英华,孙忠人,金 弘,洪 霞,姜 磊,秦瑞奇,魏 巍,倪国忠

(1.黑龙江中医药大学附属第一医院,黑龙江哈尔滨150040;2.黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨150040)

血管性痴呆(Vascular dementia,VD)是指因脑血管病导致的痴呆临床综合征,以反复发生缺血性卒中事件后出现痴呆、认知功能突然减退或波动样、阶梯样进展为特点[1],其患病率大约占脑卒中幸存者中的1/3[2]。病程中同时存在与痴呆有关的脑血管性损害表现,如局灶性体征和症状。该病最终导致患者的日常生活能力减退和社会活动能力逐渐丧失,严重影响着患者的生活质量,给患者及家庭、社会带来沉重负担[3-4]。目前尚无 VD满意的治疗药物和方法。VD的防治一直是医学界研究的热点问题。大量研究[5-7]表明,针刺疗法能够改善痴呆患者的记忆和生活能力。本研究在导师孙忠人教授的指导下,选择与学习记忆能力有内在联系的相关因子为切入点,采用四血管阻断法(4-VO)制作VD大鼠模型后,选取四神聪、风池穴进行针刺,观察VD大鼠的学习记忆能力及检测大鼠血清中TNF-α、IL-1β含量的变化,旨在探讨针刺防治血管性痴呆的作用机制,为针刺防治VD提供进一步的理论和实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 动物 选用健康 SD雄性大鼠168只,2~3个月龄,体重(220±30)g,由黑龙江中医药大学实验动物中心提供。将大鼠放入Morris水迷宫中进行定位航行、空间探索学习训练,连续进行5天,第6天进行大鼠行为学检测,选择90 s内找到平台的大鼠备用,进行水迷宫测试的168只大鼠全部符合条件。

1.1.2 仪器 电子天平(PL602-L),梅特勒 -托利多仪器(上海)有限公司;大鼠脑立体定位仪SN-2,日本;Morris水迷宫(直径150 cm,高60 cm;站台规格:直径12 cm,高25 cm),中国医学科学院药物研究所;单极微手术电凝器(CHR),武汉春光医疗美容仪器有限公司;自动平衡微型离心机(LD24-0.8),北京医用离心机制造厂;电动玻璃匀浆机(DY89 1型,宁波);分析振荡器(FZQ 2型,江苏);脉冲电疗仪(KWD-808Ⅰ),常州市武进长城医疗器械有限公司;摄像机(HDR-PJ200),日本索尼公司;0.30 mm×13 mm“华佗牌”一次性针灸针,苏州医疗用品厂有限公司;Ht2型酶标仪和洗板机,奥地利博塞。

1.1.3 试剂 IL-1β、TNF-α 酶联免疫试剂盒,购自武汉博士德生物工程有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 动物分组 将168只大鼠随机分为正常组24只、假手术组24只,剩余的120只作为备用采用国际公认的Pulsinelli四血管阻断法(4-VO)制作VD大鼠模型。其中造模期间死亡48只,存活72只。将模型制作成功大鼠72只随机分为模型组、手针组、电针组,每组24只。共计5大组,每组分别于造模后7天、14天、21天又分为3个时间点,每个时间点各观察8只。

1.2.1 VD模型的建立 采用国际公认的Pulsinelli四血管阻断法(4-VO)制作 VD大鼠模型[8]。术前12 h禁食、禁水。以10%水合氯醛(0.4 ml/100 g)腹腔注射麻醉后,将大鼠伏卧固定于固定台上,消毒,行背侧颈正中切口,逐层钝性分离暴露双侧第1颈椎横突翼小孔,用直径为0.5 mm的电凝针插入每侧翼小孔烧灼双侧的椎动脉,造成永久性闭塞。在手术部位施以适量青霉素抗感染。24 h后再将大鼠麻醉,仰卧固定,消毒,行腹侧颈正中切口,钝性分离双侧颈总动脉,以“4”号丝线穿线牵拉颈总动脉,用微动脉夹夹闭双侧颈总动脉5 min,共夹闭3次,每次间隔1 h。术后手术部位施以适量青霉素对抗感染,然后缝合,常规饲养观察,每天每只肌肉注射青霉素8万U,连续7天,以防感染。

1.2.2 干预方法 ①正常组:不造模,不针刺。②假手术组:背侧颈正中切口,分离双侧椎动脉,不阻断血流;颈正中切口,分离双侧颈总动脉,不夹闭血管;抗炎后直接缝合,不针刺。③模型组:只造模,不针刺。④手针组:造模7天后即开始针刺,腧穴选取参照《实验针灸学》[9]取左右神聪、双侧风池穴。操作方法:用0.30 mm×13 mm华佗牌毫针针刺左右神聪穴,平刺2.5 mm,双侧风池穴,向后下方斜刺5 mm,持续捻转5 min后留针,针刺治疗每日1次,每次30 min。分别于治疗7天、14天、21天后3个时间点进行行为学及各观察指标测试。⑤电针组:造模7天后即开始针刺,选取左右神聪、双侧风池穴。具体方法:用0.30 mm× 13 mm华佗牌毫针针刺左右神聪穴,向百会平刺2.5 mm,双侧风池穴,向后下方斜刺5 mm,然后连接长城牌KWD-808Ⅰ型脉冲电疗仪,分别连接同侧的神聪穴、风池穴,正极在上,负极在下,施以连续波,电压2 V,频率为2 Hz,电流100 μA,强度以肢体微颤为度,针刺治疗每日1次,每次30 min。

1.2.3 行为学检测 通过Morris水迷宫检测大鼠的行为学习记忆能力。Morris水迷宫由圆形不锈钢的水池、平台、自动记录系统、供水系统四部分组成,水池直径150 cm,高60 cm,水深26 cm,水温保持在(24±1)℃,池壁标明4个等距离入水点,为试验起始点,由此将水池等分为4个象限,任选其中1个象限,正中放置1个直径12 cm、高25 cm的平台,迷宫上方装有摄像机,并和录像机以及计算机显示器连接,自动录入大鼠游泳轨迹进行分析。实验时以水面稍微漫过平台1 cm为宜。通过初筛,进行水迷宫测试的168只大鼠全部符合条件。并分别于造模前、造模后7天、针刺治疗第7天、第14天、第21天的时间点进行行为学测试。

1.2.4 大鼠血清TNF-α、IL-1β 含量测定 分别于针刺治疗第7天、第14天、第21天的3个时间点结束进行水迷宫测试完毕后,经心脏取血,静置2 h,2500转/min离心10 min,分离血清,置-20℃冰箱中备检。采用酶联免疫吸附法(Elise)进行IL-1β、TNF-α测定,操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.2.5 统计学方法 应用SPSS18.0软件包进行统计分析,所有数据以x¯±s表示。同一组内不同时间点采用单因素方差分析,不同组之间同一时间点比较采用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 水迷宫实验结果

2.1.1 造模前后定位航行试验 造模前、后各组大鼠逃避潜伏期的比较,见表1。

表1 造模前、后各组大鼠逃避潜伏期的比较(¯±s,单位:s)

表1 造模前、后各组大鼠逃避潜伏期的比较(¯±s,单位:s)

组别 n 造模前 造模后正常组24 29.37 ±9.88 29.67 ±8.72假手术组 24 29.62 ±9.36 30.84 ±9.52模型组 24 29.09 ±9.99 42.54 ±6.11手针组 24 29.75 ±9.27 43.90 ±7.24电针组24 29.32 ±9.64 42.83 ±8.28

由表1可以看出,造模前各组大鼠定位航行试验逃避潜伏期无统计学差异(P>0.05),且有可比性;造模后模型组、手针组、电针组大鼠与正常组、假手术组对比逃避潜伏期明显延长,差异有显著性意义(P<0.01),说明VD大鼠造模成功。

2.1.2 造模前后空间探索试验 造模前、后各组大鼠穿越平台次数的比较,见表2。

表2 造模前、后各组大鼠穿越平台次数的比较(¯±s,单位:次)

表2 造模前、后各组大鼠穿越平台次数的比较(¯±s,单位:次)

组别 n 造模前 造模后正常组24 5.21 ±0.83 5.13 ±0.90假手术组 24 5.21 ±1.02 4.67 ±0.64模型组 24 5.17 ±1.20 2.50 ±0.59手针组 24 5.17 ±0.92 2.50 ±0.59电针组24 5.17 ±0.82 2.63 ±0.77

由表2可以看出,造模前各组大鼠空间探索试验穿越平台次数无统计学差异(P>0.05),且有可比性;造模后模型组、手针组、电针组大鼠与正常组、假手术组对比穿越平台次数明显减少,差异有显著性意义(P<0.01),说明VD大鼠造模成功。

2.1.3 治疗后各组大鼠不同时间点逃避潜伏期比较见表3。

表3 治疗后各组大鼠不同时间点逃避潜伏期比较(±s,单位:s)

表3 治疗后各组大鼠不同时间点逃避潜伏期比较(±s,单位:s)

注:与正常组比较,*P <0.05,**P <0.01;与假手术组比较,★P <0.05,★★P <0.01;与模型组比较,▲P <0.05,▲▲P <0.01。

组别 n 7天 14天 21天正常组 8 28.93 ±9.10▲▲ 29.95 ±10.25▲▲ 31.54 ±8.62▲▲假手术组 8 30.00 ±9.98▲▲ 31.05 ±8.79▲▲ 31.47 ±10.96▲▲模型组 8 46.11 ±10.45**★★54.01 ±13.21**★★ 73.97 ±8.66**★★手针组 8 40.56 ±8.30**★ 38.22 ±4.60▲▲ 35.88 ±4.04▲▲电针组 8 38.30 ±4.70* 35.03 ±4.03▲▲ 30.65 ±3.70▲▲

由表3可以看出,针刺治疗后,与同一时间点的模型组相比,手针组、电针组大鼠逃避潜伏期明显缩短,差异有显著性意义(P<0.01);同一时间点,电针组较手针组的逃避潜伏期明显缩短,差异无统计学意义(P>0.05)。说明针刺可以改善VD大鼠的学习记忆成绩,电针组显著。

2.1.4 治疗后各组VD大鼠不同时间点穿越平台次数的变化比较 见表4。

表4 治疗后各组VD大鼠不同时间点穿越平台次数的变化比较(¯x±s,单位:次)

由表4可以看出,针刺治疗后,与同一时间点的模型组相比,手针组、电针组大鼠穿越平台次数明显增 多,差异有显著性意义(P<0.05或P<0.01);与同一时间点的手针组相比,电针组大鼠的穿越平台次数明显增多,差异有显著性意义(P<0.05)。说明针刺可以改善VD大鼠的学习记忆成绩,电针组更为显著。

2.2 治疗后各组大鼠不同时间点血清TNF-α、IL-1β含量变化比较

表5 治疗后各组大鼠血清TNF-α含量变化(¯±s,n=8,单位:ng/L)

表5 治疗后各组大鼠血清TNF-α含量变化(¯±s,n=8,单位:ng/L)

注:与正常组比较,*P <0.05,**P <0.01;与假手术组比较,★P <0.05,★★P <0.01;与模型组比较,▲P <0.05,▲▲P <0.01。

组别 7天 14天 21天正常组 16.77±1.65▲▲ 16.77 ±1.65▲▲ 16.77±1.65▲▲假手术组18.20 ±2.76▲▲ 18.45 ±2.37▲▲ 18.39 ±2.36▲▲模型组 31.43 ±3.21**★★ 34.05 ±4.54**★★ 42.36 ±3.74**★★手针组 22.89±3.26**★★▲▲23.85 ±2.46**★★▲▲22.94±3.44**★★▲▲电针组 20.99 ±2.56**★▲▲ 20.88 ±3.26**▲▲ 22.92 ±3.76**★★▲▲

由表5可以看出,针刺治疗后,同一时间点的手针组、电针组大鼠血清TNF-α含量明显下降,与模型组相比较,差异有显著性意义(P<0.01)。说明针刺可以降低VD大鼠的TNF-α含量,电针组较显著。

表6 治疗后各组大鼠不同时间点血清IL-1β含量变化(¯x±s,n=8,单位:ng/L)

由表6可以看出,针刺治疗后,同一时间点的手针组、电针组大鼠血清IL-1β含量显著降低,与模型组相比较,差异有显著性意义(P<0.01),说明针刺可以降低VD大鼠的IL-1β含量,电针组较显著。

3 讨论

由于大鼠的脑血管分布与人类酷似,国内外常采用SD大鼠或Wistar大鼠,利用二血管阻断法(2-VO)、三血管阻断法(3-VO)或四血管阻断法(4-VO)建立VD动物模型。虽然4-VO手术较复杂,在预实验中4-VO死亡机率较高,但实验操作的熟练程度直接影响实验结果[10]。由于4-VO为目前国际公认的VD造模方法,它可高度模拟VD的发病特点,且缺血后生理指标稳定,不影响缺血后结果,病理改变较为充分、明确,无明显肢体运动障碍,病理损伤接近人急性脑缺血的变化。通过行为学检查验证,造模后大鼠可以达到VD模型的标准。因此,笔者采用四血管阻断法(4-VO)建立VD动物模型。

血管性痴呆属中医学的“痴呆”、“呆病”、“神志病”等范畴。经云:“头者,精明之府也”,“脑为髓海”、“脑为元神之府”,“头者,诸阳之会,上丹于泥宫,百神所聚”。《医学心悟》有“肾主智,肾虚则智不足”之说。这些说明神明智能与脑、肾有关。本病病因病机是肾虚髓亏、痰瘀闭阻脑络,属本虚标实之证,而出现智能衰退及情志异常等表现。针灸治疗VD有一定的疗效[10]。本研究是在传统中医学理论及现代医学理论的指导下,结合导师多年的临床经验完成的,运用电针刺激四神聪和风池穴治疗VD。四神聪为百会穴前后左右各一寸处,属经外奇穴,同为各经脉之气会聚之处,功如其名,针之能调节阴阳,有宁心安神、明目聪耳、醒脑益智的功效。《太平圣惠方》云:“神聪四穴,理头风目眩,狂乱疯癫痫,针入三分。”风池具有平肝熄风、清头明目、醒脑安神作用,为治风之要穴。风池穴首载于《灵枢·热病》,属足少阳胆经穴位,胆主决断,在精神思维活动中具有判断事物做出决定的作用。已经研究表明,风池穴治疗中风疗效肯定。本组研究所选风池穴可以通过改善椎-基底动脉系统而改善脑部血液循环,改善脑的代谢,间接抑制痴呆的发展,维持残存的脑功能。四神聪穴可以活化大脑皮质细胞,改善脑功能,减轻因痴呆而产生的各种症状。两穴通电后患者有头清目明、精力充沛之感。其机制可能是脉冲电流通过上行网状激活系统使大脑细胞得到活化,皮质的兴奋性增高;同时,基底动脉供血增多,使脑血流量增多,从而思维活跃[11]。

随着分子生物学、分子免疫学的深入发展,炎症反应机制在脑缺血中的作用越来越受到重视。大量证据表明,脑缺血后的炎症反应与缺血后的继发性脑损伤密切相关。脑组织缺血后伴随着一系列的炎症反应,而VD主要与缺血性脑血管病有关。脑缺血后以IL-1β和TNF-α为代表的炎性细胞因子参与了机体免疫应答和炎症反应,且在发病后数天至1周内占主导作用。无论是炎性细胞因子过度表达,还是其诱发的其它活性物质的过度表达,都将使反应向不利于机体的方向发展。这些炎性细胞在健康成人体内含量很低,脑缺血后体内IL-1β和TNF-α的表达迅速增加,启动多种细胞因子级联反应,通过多种途径损伤神经元功能,可诱导细胞凋亡。实验证明,若用IL-1抗体、TNF-α抗体进行干预,脑缺血病灶可以缩小,促进神经功能恢复。

本研究发现造模后大鼠表现明显的学习记忆障碍,针刺治疗后可以缩短VD大鼠逃避潜伏期、增加VD大鼠穿越平台次数。TNF-α、IL-1β在VD大鼠 血清中的表达均较正常组增高,针刺治疗后显著降低,表明针刺对VD的脑保护作用是通过抑制VD大鼠脑内炎症这一途径实现的。

总之,针刺四神聪、风池后能缩短VD大鼠水迷宫逃避潜伏期、增加VD大鼠水迷宫穿越平台次数以及降低VD大鼠血清TNF-α、IL-1β的含量,抑制缺血所致的炎性细胞因子释放,减轻神经细胞的炎性损伤,从而改善VD大鼠学习记忆能力,并且电针更为显著,为临床针刺治疗VD提供一定的理论和实验依据。

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