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川芎-防风药对通过抗氧化改善大鼠脑缺血再灌注损伤

2021-06-26毛明江李秋颖郑燕飞翁志伟

中成药 2021年6期
关键词:防风川芎清除率

毛明江,李秋颖,郑燕飞,翁志伟,罗 杰,郭 莹

(浙江中医药大学,浙江 杭州 310053)

缺血性脑卒中具有发病率高等特点,是导致死亡和长期致残的主要原因之一[1],给家庭和社会带来沉重的负担[2],因此,探寻治疗脑缺血的有效药物迫在眉睫。中医多以中药配伍的形式进行疾病的防治[3-4],药对是最简单的中药配伍形式,被历代医家广泛应用。近年来,在脑缺血损伤的防治研究中发现,中药药对的合理运用,可实现中药复方的优化组合,明显减轻缺血半暗带脑组织的损伤以及脑缺血再灌注引起的损伤[5-6]。

川芎(Ligusticum wallichii)具有活血化瘀[7]、抗氧化、神经保护[8]等作用,广泛用于脑缺血的治疗,疗效确切。防风为伞形科植物防风Saposhnikovia divaricata(Turcz.)Schisck 的干燥块根,具有解表祛风、抗炎抗菌、活血化瘀[9]、抗氧化[10]等作用。前期研究中,对中华医典5.0 系统中治疗脑中风的古代方剂进行频数分析和关联分析,川芎-防风为古代治疗脑中风的最常用药对之一[11]。目前对于川芎-防风药对配伍治疗脑中风的实验研究尚未见报道,两者是否存在协同作用?协同作用机制如何?是目前要探究的关键问题。本研究从川芎-防风药对体外抗氧化及体内抗脑缺血性损伤两方面开展实验,探究两者是否通过清除自由基和抗氧化作用协同起效。

1 材料

1.1 动物 SPF 级SD 大鼠,雄性,体质量(280±20)g,购自浙江中医药大学动物实验研究中心,实验动物使用许可证号SYXK(浙)2018-0012。

1.2 药物与试剂 川芎、防风(浙江天道医药有限公司;批号分别为181003、180902);95%乙醇(无锡市晶科化工有限公司,分析纯,批号20170502);1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH,上海 源叶生物科技有限公司,批号W10A8E33599);超氧化物歧化酶(SOD,批号20181029)、丙二醛(MDA,批号20181029)、乳酸(LD,批号20181107)、乳酸脱氢酶(LDH,批号20181031)、蛋白定量检测试剂盒(批号20181018)、2,3,5-三苯基氯化四氮唑(2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride,TTC,批号BCBR5462)均购自南京建成生物工程研究所;其余试剂均为分析纯。

1.3 仪器 HWS26 电热恒温水浴锅(上海一恒科学仪器有限公司);SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司);RE-52 旋转蒸发器(上海嘉鹏科技有限公司);Spectra Max M3 酶标仪(美国MD 公司)。

2 方法

2.1 川芎、防风单用及合用对DPPH 自由基清除率的影响

2.1.1 供试品溶液的配制 精密称取川芎、防风单煎及合煎所用药材5 g,单煎和合煎组中川芎和防风的质量配比分别为0∶1、1∶4、1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、1∶0,分别加入70% 乙醇50 mL,80 ℃回流提取1 h,滤过,即得(0.1 g/mL)。

2.1.2 DPPH 自由基清除率测定 分别精密移取“2.1.1”中的供试品溶液800 μL,加入70%乙醇至2 mL,混匀,稀释2.5 倍,精密移取20 μL 于96 孔板中,再加入180 μL 50 mg/mL DPPH 溶液,以70%乙醇作空白对照,避光反应30 min,于517 nm 处测定吸光度,计算清除率,公式为[(OD2-OD1)/(OD2-0.036)] ×100%,其中OD1为样品与DPPH 反应后在517 nm 处的吸光度,OD2为70%乙醇与DPPH 反应后在517 nm 处的吸光度。

2.1.3 精密度试验 精密移取上述供试品溶液各20 μL,加入DPPH,按“2.1.2”项下方法于517 nm 波长处测定吸光度,计算清除率,结果见表1,可知仪器精密度良好。

表1 酶标法精密度试验结果

2.1.4 稳定性试验 精密移取上述供试品溶液各20 μL,于0、2、4、6 h 按“2.1.2”项下方法在517 nm 波长处测定吸光度,计算清除率,结果见表2,可知6 h 内样品稳定性良好。

表2 酶标法稳定性试验结果

2.2 川芎、防风单用及合用对大鼠脑缺血再灌注损伤的影响

2.2.1 分组与给药 分别称取川芎90 g、防风90 g、川芎和防风各45 g,70%乙醇浸泡30 min 后回流提取2 次,提取液浓缩至0.4 g/mL。将60 只雄性SD 大鼠随机分为假手术组、模型组、川芎组(4 g/kg)、防风组(4 g/kg)、川芎防风合用组(4 g/kg),每组12 只,再灌注同时灌胃给药,每天1 次,连续7 d,假手术组和模型组灌胃等量的生理盐水。

2.2.2 大鼠大脑中动脉栓塞模型(MCAO)的建立 将称重后的大鼠用10%水合氯醛(350 mg/kg)腹腔注射麻醉,Longa 线栓法[12]制备MCAO 模型。缺血1 h 后松开动脉夹行再灌注,若苏醒后的大鼠出现同侧Honor 症和对侧前肢提爪,则表示造模成功。

2.2.3 大鼠神经功能评分 参考Longa[12]5 分制评分标准,在大鼠再灌注第7 天观察并记录神经功能缺损症状,再进行评分。

2.2.4 大鼠脑梗死率计算 第8 天大鼠断头取脑,用生理盐水漂洗,吸干表面的水分并速冻20 min,作冠状切片,TTC 溶液38 ℃孵育10 min,利用Image J 软件计算脑梗死面积和全脑面积,计算出脑梗死面积百分比,脑梗死面积百分比=(梗死面积/全脑面积)×100%。

2.2.5 脑缺血氧化损伤相关指标检测 取大鼠缺血侧脑组织制备10%组织匀浆,3 000 r/min 离心10 min,取上清液,按照试剂盒说明书测定脑组织SOD、MDA、LD、LDH水平。

2.3 统计学分析 采用SPSS 17.0 软件进行分析,数据以()表示,多组间比较采用单因素方差分析(One way ANOVA),组间两两比较采用LSD 检验。以P<0.05 表示差异有统计学意义。

3 结果

3.1 川芎、防风单用及合用对DPPH 自由基清除率的影响如图1 所示,在8~26.8 mg/mL 范围内,川芎对DPPH自由基的清除率随川芎比例增加而逐渐增大,随后保持稳定;在13.2~32 mg/mL 范围内,防风对DPPH 自由基的清除率随防风比例增加而逐渐增大;川芎防风比例为1∶4、1∶3、1∶2、1∶1 时,对DPPH 清除率具有较好的协同作用,其中以1∶2、1∶1 时协同作用更为明显。

图1 各组DPPH 清除率(n=3)

3.2 各给药组对脑缺血大鼠神经功能和脑梗死面积百分比的影响 与假手术组比较,模型组大鼠神经功能评分及脑梗死面积百分比增加;给药组可改善神经功能缺损症状,降低脑梗死面积百分比(P<0.01);合用组优于川芎组、防风组(P<0.01)。见图2、表3。

表3 各组大鼠神经功能评分及脑梗死面积百分比()

表3 各组大鼠神经功能评分及脑梗死面积百分比()

注:与假手术组比较,##P<0.01;与模型组比较,**P<0.01;与川芎组比较,△△P<0.01;与防风组比较,☆☆P<0.01。

图2 TTC 染色后各组脑切片

3.3 脑组织中脑缺血氧化应激指标

3.3.1 各组大鼠脑组织中SOD 水平 如图3 所示,与假手术组比较,模型组大鼠脑组织中SOD 水平降低(P <0.01);与模型组比较,给药组SOD 水平升高(P<0.01);与防风组比较,合用组SOD 水平升高(P<0.05)。

图3 各组大鼠脑组织中SOD 水平(n=9)

3.3.2 各组大鼠脑组织中MDA 水平 如图4 所示,与假手术组比较,模型组大鼠脑组织中MDA 水平升高(P <0.01);与模型组比较,给药组MDA 水平降低(P<0.01);与防风组比较,合用组MDA 水平降低(P<0.05)。

图4 各组大鼠脑组织中MDA 水平(n=9)

3.3.3 各组大鼠脑组织中LDH 水平 如图5 所示,与假手术组比较,模型组大鼠脑组织中LDH 水平升高(P <0.01);与模型组比较,给药组LDH 水平降低(P<0.01);与防风组和川芎组比较,合用组LDH 水平降低(P <0.05)。

图5 各组大鼠脑组织中LDH 水平(n=9)

3.3.4 各组大鼠脑组织中LD 水平 如图6 所示,与假手术组比较,模型组大鼠脑组织中LD 水平升高(P<0.01);与模型组比较,给药组LD 水平降低(P<0.01);与川芎组和防风组比较,合用组LD 水平降低(P<0.05,P<0.01)。

图6 各组大鼠脑组织中LD 水平(n=9)

4 讨论

DPPH 是一种稳定的深紫色自由基,通过测定待测物质与DPPH 反应后颜色变浅程度来反映该物质清除自由基的能力和抗氧化能力[13]。川芎-防风比例为1∶2 和1∶1时,两者合用对DPPH 自由基的清除表现出较好的协同作用,表明川芎-防风在这两种配伍比例下具有较好的体外抗氧化协同作用,可为动物体内实验提供配伍比例依据。

脑缺血再灌注损伤是一个复杂的级联反应过程,其发生机制由多种因素共同参与,如过多自由基生成、凋亡基因激活、炎症反应等一系列病理变化,各因素相互影响,最终导致细胞凋亡或坏死,出现脑神经功能缺损等症状[2]。脑缺血再灌注发生时,局部缺血引发了活性氧簇的大量产生[14]。SOD 为人体最重要的抗氧化酶之一,过多的氧自由基会消耗大量的SOD,使其活性降低。SOD 活性下降可导致脑内氧自由基大量堆积,进而攻击生物膜中不饱和脂肪酸,导致MDA(脂质过氧化产物)大量产生[15-17],从而使机体氧化功能紊乱。LDH 是一种和葡萄糖代谢相关的酵素,广泛存在于身体器官组织中。脑缺血发生时,细胞膜因受到损伤而通透性增加,LDH 释放到膜外。由于氧供应被阻断,脑组织细胞只能通过无氧代谢获取能量,产生大量的代谢产物LD[18]。

脑缺血动物实验表明,川芎、防风及合用均可改善脑缺血大鼠神经功能的缺损症状、降低脑梗死率、提高脑组织中SOD 水平,降低MDA、LD 和LDH 水平,且川芎-防风合用在抗大鼠脑缺血再灌注损伤方面具有一定的协同效果,其机制可能与清除自由基发挥抗氧化作用有关。

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