闫晓军 李 阳

(1 西北大学化工学院,西安,710069; 2 西北大学生物医药研究院,西安,710069)

睡眠是人类最基础的生理活动,不仅可以消除疲劳,产生新的活力,还对记忆的稳定起着至关重要的作用[1]。随着生活节奏的加快,睡眠障碍问题日益突出。成人中符合失眠症诊断标准者高达11%～16%,轻者入睡困难或睡后易醒,重者彻夜不能入眠,长期失眠甚至会引起认知障碍[2]。目前睡眠障碍的常用治疗方式为服用镇静催眠类药物,但连续用药会出现机体药敏性降低[3]。面对这些局限性,人们更倾向于寻求天然药物来治疗睡眠障碍病症。历代医书记载了大量具有改善睡眠功效的单味中药,效果显著且不良反应小、无依赖性,为治疗睡眠障碍提供了可以借鉴的经验[4-5]。

西洋参(PanaxquinquefoliumL.)又名花旗参,为五加科(Araliacea)人参属(Panax)多年生草本植物[6],含有皂苷类、糖类、黄酮类、氨基酸类、脂肪酸类等化合物,具有抑制中枢神经系统、抗缺氧、抗疲劳、降血脂、增强免疫力等作用[7]。高南南等[8]采用剥夺小鼠快速眼动睡眠(Rapid Eye Movement,REM)睡眠试验,表明西洋参对中枢神经系统的兴奋具有一定的抑制作用。河北鹿宝生物工程有限公司用以西洋参为主的组合物,对小鼠进行直接睡眠实验和延长戊巴比妥钠诱导的小鼠睡眠时间实验,表明西洋参具有改善睡眠作用[9]。目前关于西洋参改善睡眠的研究主要集中在皂苷类化合物,对人体的起效剂量研究较少,且不同组分药效比较未见详细报道。

本研究以小鼠为试验对象,对西洋参生药水提物、西洋参皂苷、西洋参多糖进行改善睡眠功能试验,评价不同组分对小鼠睡眠的影响,探究西洋参改善睡眠的主要成分,为西洋参开发改善睡眠产品提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 动物 无特定病原体(Specific Pathogen Free,SPF)级昆明小鼠(体质量18～22 g),雌性,由陕西省西安市西安交通大学医学部实验动物中心提供(许可证号:SCXK(陕)2020-001)。动物饲养于屏障级动物房,温度20～25 ℃,相对湿度50%～60%,12 h照明和12 h黑暗交替,动物自由摄食和饮水。

1.1.2 药物 西洋参水提物(提取得率为16%)、西洋参皂苷、西洋参多糖均购自陕西开普勒生物科技有限公司。

1.1.3 仪器与试剂 计时器、玻璃匀浆器、ME104E/02型电子天平,为梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司产品;全波长酶标仪(伯腾仪器有限公司,美国,型号:BioTek);台式高速离心机(山东百欧医疗科技有限公司,型号:TGL-20)。生理盐水、戊巴比妥钠,为中国医药(集团)上海化学试剂公司产品;巴比妥钠,为中国医药(集团)上海化学试剂公司产品;五羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric Acid,GABA)和多巴胺(Dopamine,DA)酶联免疫吸附试验(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELSIA)试剂盒,为南京建成生物工程研究所产品。

1.2 方法

1.2.1 分组与模型制备 将70只小鼠按照体质量随机分为7个组,即6个观察组和1个空白对照组,每组10只。以灌胃方式给予受试药物,灌胃量为10 mL/(kg·bw),1次/d,空白对照组给予等量的蒸馏水。设置绞股蓝水提物低、高剂量组,分别按40、80 mg/(kg·bw)给药;绞股蓝皂苷低、高剂量组,分别按4、8 mg/(kg·bw),给药;绞股蓝多糖低、高剂量组,分别按4、8 mg/(kg·bw)给药。实验期间动物自由摄食饮水,每天观察小鼠的活动及生长情况。灌胃30 d后,对各组小鼠进行相关指标的检测。

1.2.2 检测指标与方法 1)直接睡眠试验。末次灌胃15 min后观察小鼠睡眠情况。当小鼠置于背卧位时,能够立即翻正身位,如果超过60 s小鼠不能翻正,说明翻正反射消失,小鼠进入睡眠,从翻正反射消失到其恢复的时间为小鼠的睡眠时间。分别观察并计算各组小鼠的入睡只数及睡眠时间。2)延长戊巴比妥钠睡眠时间试验。末次灌胃15 min后,各组小鼠腹腔注射戊巴比妥钠45 mg/(kg·bw),分别记录各组动物的平均睡眠时间。3)戊巴比妥钠阈下剂量催眠试验。末次灌胃15 min后,各组小鼠腹腔注射戊巴比妥钠27 mg/(kg·bw),分别记录各组30 min内入睡动物只数。4)巴比妥钠睡眠潜伏期试验。末次灌胃15 min后,各组小鼠腹腔注射巴比妥钠230 mg/(kg·bw),观察受试药物能否缩短巴比妥钠睡眠潜伏期。5)脑组织5-HT、GABA、DA含量的检测。各组小鼠连续灌胃30 d后,禁食12 h,处死小鼠,取出脑组织,用生理盐水冲洗后称其质量,用匀浆器制备10%的脑组织匀浆,4 ℃条件下8 000 r/min离心10 min后取上清液,按照试剂盒说明书采用ELISA测定各组小鼠脑组织中5-HT、GABA、DA的含量。

2 结果

2.1 直接睡眠试验 对照组、西洋参水提物、西洋参皂苷、西洋参多糖各剂量组的小鼠均未出现睡眠现象,各组均无直接睡眠效果,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 西洋参水提物、西洋参皂苷及西洋参多糖对小鼠直接睡眠试验的影响

2.2 延长戊巴比妥钠睡眠时间试验 与对照组比较,西洋参水提物高剂量组、西洋参皂苷各剂量组及西洋参多糖高剂量组小鼠的戊巴比妥钠睡眠时间显著延长,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),而西洋参水提物低剂量组与西洋参多糖低剂量组比较,差异无统计学意义(P>0.05);西洋参皂苷各剂量组与西洋参多糖各剂量组比较,更能显著延长小鼠戊巴比妥钠睡眠时间,差异有统计学意义(P<0.05),而西洋参水提物仅高剂量组显著优于西洋参多糖组,差异有统计学意义(P<0.05)。这说明在延长小鼠戊巴比妥钠睡眠时间方面,西洋参皂苷效果最佳,西洋参水提物次之,最后为西洋参多糖。见表2。

表2 西洋参水提物、西洋参皂苷及西洋参多糖对 戊巴比妥钠诱导小鼠睡眠时间的影响

2.3 戊巴比妥钠阈下剂量催眠试验 与对照组比较,西洋参水提物各剂量组、西洋参皂苷各剂量组及西洋参多糖高剂量组均能显著增加戊巴比妥钠阈下催眠剂量入睡小鼠只数,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),西洋参多糖低剂量组比较,差异无统计学意义(P>0.05);3种不同组分西洋参各剂量组之间增加戊巴比妥钠阈下催眠剂量入睡小鼠只数无显著性差异。见表3。

表3 西洋参水提物、西洋参皂苷及西洋参多糖对 巴比妥钠阈下剂量催眠作用的影响

2.4 巴比妥钠睡眠潜伏期试验 与对照组比较,西洋参水提物各剂量组、西洋参皂苷各剂量组及西洋参多糖高剂量组均能显著缩短巴比妥钠诱导的小鼠睡眠潜伏期(P<0.05,P<0.01或P<0.001);与西洋参多糖组比较,西洋参皂苷各剂量组更能显著缩短小鼠睡眠潜伏期(P<0.05),但西洋参水提物各剂量组与西洋参多糖各剂量组之间无显著性差异。这说明在缩短巴比妥钠诱导的小鼠睡眠潜伏期方面,西洋参皂苷效果最佳。见表4。

表4 西洋参水提物、西洋参皂苷及西洋参多糖对 巴比妥钠睡眠潜伏期的影响

2.5 西洋参水提物、西洋参皂苷、西洋参多糖对失眠小鼠脑组织5-HT、GABA、DA含量的影响 与对照组比较,西洋参水提物各剂量组、西洋参皂苷各剂量组及西洋参多糖高剂量组5-HT、GABA含量显著升高(P<0.05,P<0.01或P<0.001),DA含量显著降低(P<0.05或P<0.01),西洋参多糖低剂量组无显著性差异(P>0.05)。与西洋参多糖各剂量组对比,西洋参皂苷各剂量组5-HT含量更高(P<0.05);GABA含量3个组分各剂量组之间无显著性差异(P>0.05);西洋参水提物高剂量组、西洋参皂苷高剂量组DA含量显著低于西洋参多糖低剂量组(P<0.05),而西洋参水提物各剂量组与西洋参皂苷各剂量组之间无显著性差异(P>0.05)。见表5。

表5 各组小鼠脑组织中5-HT、GABA、DA的含量比较

3 讨论

本研究为探讨西洋参改善睡眠的功效成分,采用西洋参水提物、西洋参皂苷、西洋参多糖灌胃小鼠,通过延长戊巴比妥钠睡眠时间、戊巴比妥钠阈下剂量催眠试验、巴比妥钠睡眠潜伏期试验比较不同组分对小鼠睡眠的作用,并对小鼠脑组织中的5-HT、GABA、DA含量进行了测定,结果显示西洋参皂苷、西洋参水提物在8 mg/(kg·bw)以及80 mg/(kg·bw)剂量下对小鼠的改善睡眠作用明显,此时小鼠脑组织的5-HT、GABA含量与空白对照组比较显著升高,差异有统计学意义(P<0.01或P<0.001),DA水平也显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。西洋参皂苷与西洋参水提物对小鼠睡眠的改善作用差异并不显著,而西洋参皂苷显著优于西洋参多糖。研究表明,西洋参水提物中含有多糖和皂苷等活性成分[10-11]。西洋参皂苷对小鼠的改善睡眠作用明显,而西洋参多糖对小鼠的改善睡眠作用并不明显,这说明西洋参对小鼠改善睡眠作用的主要功效成分为西洋参皂苷。

西洋参性凉,味甘、微苦,有抗氧化、抗疲劳、降低血糖和提高免疫力等多种功效[12]。作为临床常用贵重药物之一,常用于药食同源及日常保健的重要原料[13]。西洋参的化学成分较为丰富,含有皂苷类、聚乙炔类、黄酮类、木脂素类、有机酸类、多糖类、黄酮类等组分[14]。张梓萱等[15]通过直接睡眠实验、延长戊巴比妥钠睡眠时间实验、戊巴比妥钠阈下剂量催眠实验、巴比妥钠睡眠潜伏期试验评判西洋参水提物的改善睡眠功效,结果表明西洋参水提物能显著缩短小鼠睡眠潜伏期,并能显著提高小鼠脑干中的5-HT含量,具有改善睡眠的功效。皂苷类化合物是西洋参的主要成分,Rb1、Re、Rg1、Rc、Rd含量占总皂苷含量的70%以上,具备调节中枢神经系统和外周神经系统的作用,对小鼠具有改善睡眠作用[16]。西洋参多糖的研究起步较晚,还不够深入,作用机制和结构的关系仍不明确[17]。西洋参水提物和西洋参皂苷均可改善睡眠,而西洋参多糖无明显效果,这与本试验的结果一致。西洋参水提物与西洋参皂苷改善睡眠效果无显著性差异,这是因为改善睡眠的功效成分为皂苷类化合物,皂苷易溶于水,水提物中皂苷含量与西洋参皂苷用量差异不大[18]。水提西洋参工艺简单、成本较低、无溶剂污染,日常生产中广为使用[19]。

综上所述,西洋参皂苷具有明显的镇静、催眠作用,是西洋参改善睡眠主要功效成分,其作用机制有待进一步探讨。

利益冲突声明:无。