李超 杨伟伟 王梅 王雪 刘翠翠 陈俊荣

(1沧州医学高等专科学校药理教研室，河北 沧州 061001；2沧州市中心医院妇二科)

在人体的生长发育过程中，碘是不可或缺的，有研究表明，体内碘缺乏会导致多种疾病，并引起能量代谢功能障碍及其氧化系统损伤等〔1〕。黄芪是常见的补气中草药，有抗氧化、调节免疫功能、促进机体代谢和延缓衰老等作用〔2〕，通过对中药黄芪进行发酵制备可使其有效利用〔3〕。本实验探讨黄芪及其发酵物对碘缺乏诱导的大鼠抗氧化系统损伤的保护作用和相关机制。

1 材料与方法

1.1实验动物 80只SPF级Wistar大鼠，4周龄，雌雄各半，体重100～120 g，由斯贝福(北京)生物技术有限公司提供，大鼠许可证号：SCXK(京)2016-0002，使用许可证号：SYXK(冀)2019-006。12 h昼夜循环，饲养温度(22±2)℃，湿度(60±5)%。动物的使用及操作按照沧州医学高等专科学校实验动物管理委员会(IACUC2019046)的规定执行。动物实验过程中遵守3R原则。

1.2仪器和试药 超速冷冻离心机(Sigma 3K15)购自德国Sigma公司；酶标仪(Spectra MaxM4)购自美国分子公司；微型混匀器(H-1)购自上海康和光电仪器有限公司；水浴恒温振荡器(SHA-B)购自常州国华电器有限公司；Morris水迷宫购自上海欣软信息科技有限公司。血清皮质醇(CoRT)酶联免疫吸附试验(ELISA)检测试剂盒购自上海雅吉生物科技有限公司(货号：YS03606B)；总抗氧化能力(T-AOC，货号：A015-2-1)、单胺氧化酶(MAO，货号：A034-1-1)、乳酸(LD，货号：A019-2-1)、乳酸脱氢酶(LDH，货号：A020-2-2)、ATP酶(ATPase)检测试剂盒(货号：A070-2-2、A070-5-1、A070-4-2)均购自南京建成生物工程研究所。碘缺乏饲料(碘含量20 μg/kg)由北京小黍有泰生物科技有限公司提供，许可证号SCXK(京)2016-0007。

1.3实验药品的制备 黄芪提取液〔4〕和黄芪发酵提取液〔5〕(沧州医学高等专科学校实验室自制)分别将生药稀释成4、2、1 g/kg备用。

1.4方法

1.4.1实验分组 取SPF级Wistar大鼠4周龄80只，体重100～120 g，按体重分为8组：正常组，模型组，高、中、低剂量黄芪组(4、2、1 g/kg)及高、中、低剂量发酵物组(4、2、1 g/kg)，每组雌雄各半分笼饲养。正常组全程饲以普通饲料，每日等体积双蒸水。其余组大鼠饲以低碘饲料，每日等体积双蒸水。3个月后复制出碘缺乏致甲状腺肿模型〔6〕。造模后，除正常组和模型组外各组大鼠均按10 ml/kg予以相应药物，每日1次，连续给药4 w，正常组、模型组给予等体积双蒸水。实验期间继续给药。

1.4.2Morris水迷宫实验 造模后31 d进行Morris水迷宫实验。水池直径为160 cm，池壁分为NW、SW、SE、EN 4个象限，水温控制在(22±1)℃，在SW象限中心的水面下2 cm处放置1个透明平台。①适应阶段：在正式实验前1 d将大鼠放置水池中任意游60 s，让其自由适应环境；②定位航行实验：该阶段共进行4 d，每天4次，每次将大鼠从不同象限的中点位置面朝池壁放入水中，记录每次从入水点到找到水下平台的时间(即逃避潜伏期)〔7〕。实验记录总时长为90 s，若大鼠在90 s内未能找到平台，则手动引导其到达平台30 s，此次的逃避潜伏期计为90 s。

1.4.3样本采集及其脏器系数的测定 Morris水迷宫实验结束后禁食24 h，股静脉取血分离血清，同时迅速取出脑组织，冰盒上快速小心剥离出大鼠的脑组织，去除表面结缔组织，滤纸擦干，分别称重并计算脑系数(脑系数=脑重量/体重×100%)。血清及脑组织置于-80℃冰箱保存待测。

1.4.4大鼠血清T-AOC活力和MAO、CoRT含量测定 取适量血清依据试剂盒说明分别测定大鼠血清中T-AOC活力和MAO的含量，ELISA检测CoRT含量。

1.4.5大鼠脑组织LD含量及LDH、ATP酶活力测定 取适量脑组织，分别以1∶9(M∶V)加入4℃生理盐水进行组织匀浆，采用相关试剂盒测定总蛋白、LD含量及LDH、ATP酶活力。

1.5统计学方法 采用SPSS21.0软件进行t检验。

2 结 果

2.1各组Morris水迷宫实验逃避潜伏期比较 与正常组比较，实验第2天开始模型组逃避潜伏期均显著延长(均P<0.05)；与模型组比较，实验第2天开始高剂量黄芪组及高剂量发酵物组逃避潜伏期均显著缩短(均P<0.05)。见表1。

表1 各组Morris水迷宫实验逃避潜伏期比较

2.2各组体重、脑系数比较 与正常组比较，模型组体重及脑系数均显著降低(均P<0.05)；与模型组比较，高、中剂量黄芪组及高、中剂量发酵物组体重均显著增加，高剂量黄芪组及高剂量发酵物组脑系数均显著升高(均P<0.05)。见表2。

表2 各组体重及脑系数比较

2.3各组血清T-AOC活力及MAO、CoRT含量比较 与正常组比较，模型组T-AOC活力显著降低，MAO、CoRT水平均显著升高(均P<0.05)；与模型组比较，高剂量黄芪组及高剂量发酵物组T-AOC活力显著升高，高、中剂量黄芪组及高、中剂量发酵物组MAO、CoRT水平均显著降低(均P<0.05)。见表3。

2.4各组脑组织中LD、LDH及ATP酶水平比较 与正常组比较，模型组LD水平显著升高，LDH、钠钾ATP酶、钙镁ATP酶、钙ATP酶水平均显著降低(均P<0.05)；与模型组比较，高剂量黄芪组及高剂量发酵物组LD水平显著降低，LDH、钠钾ATP酶、钙镁ATP酶、钙ATP酶水平均显著升高(均P<0.05)。见表3。

表3 各组血清T-AOC活力、MAO、CoRT含量、脑组织LD、LDH及ATP酶水平比较

3 讨 论

学习记忆障碍是碘缺乏所致甲状腺功能减退症患者普遍的临床表现〔8〕。学习记忆功能还与中枢神经递质代谢密切相关〔9〕，其中单胺类神经递质在学习记忆过程中不可忽视。有研究表明单胺类神经递质可参与神经内分泌或内分泌免疫网的调节，从而影响机体的精神行为、学习、记忆等功能〔10，11〕。MAO广泛存在于不同器官、组织中，它是分解体内单胺类物质的重要酶系〔12〕。

正常条件下，甲状腺激素的合成与代谢都伴随自由基产生，而甲状腺对氧化应激引起的损伤有完善的保护系统，维持机体正常的氧化平衡〔13〕。碘与甲状腺氧化损伤密切相关〔14〕。缺碘可引起甲状腺氧化损伤，导致下丘脑-垂体-肾上腺轴发生功能变化，引起垂体、肾上腺皮质功能亢进，分泌大量CoRT，导致并发症，这可能是碘缺乏导致甲状腺疾病的机制之一〔15〕。在氧化应激等条件刺激下，神经系统发生退行性变，当机体处于亚健康或疾病状态时，血清T-AOC可作为疾病的诊断和预测指标〔16，17〕。碘缺乏可造成血清T-AOC活力显著降低和应激代谢产物CoRT含量显著增加。

碘对促进人体生长发育与维持能量代谢有非常重要的作用，碘缺乏影响大鼠的摄食、饮水、排泄等生理活动，引起能量利用障碍〔18，19〕。乳酸是糖酵解终产物，LD增加，LDH活力降低，引起脑胶质细胞损害，出现功能障碍〔20〕；钠钾ATP酶、钙镁ATP酶和微量钙ATP酶是钙离子分布的基础，当这些ATP酶活性降低时，导致神经细胞内Ca2+浓度急剧增高，引起细胞膜结构及其骨架不稳定，使通透性增加，造成ATP大量耗竭，脑细胞能量代谢严重受损〔21，22〕。

综上，黄芪发酵物能改善碘缺乏诱导的氧化应激系统损伤，其保护机制主要是通过抑制单胺类神经递质，改善能量代谢障碍，提高抗氧化系统的防御能力而发挥其治疗作用来实现。