【摘要】目的:
比较3种提取工艺制备的参麻益智方对山莨菪碱所致血管性痴呆模型大鼠学习记忆能力、脑组织病理形态及血脂、氧化应激、炎症因子、胆碱能系统等主要药效学指标的药理作用。方法清洁级S大鼠60只,随机分为6组,每组10只。3种不同工艺制备的参麻益智方组,分别给予参麻益智方1号方、2号方和3号方2.97g/(kg·d);阳性对照药组给予盐酸多奈哌齐片0.45mg/(kg"d);空白组和模型组均给予等体积纯净水。给药4周末,除空白组外,其他各组分别注射盐酸消旋山莨菪碱注射液2mg/kg。水迷宫测试大鼠学习记忆能力,腹腔麻醉后取脑组织检测海马CAI区病理形态,取血清检测血脂四项及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶( GSH-PX)、丙二醛(MDA)、白介素B(I1β)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、一氧化氮(NO)、乙酰胆碱(λch)、乙酰胆碱酯酶(AchE)等主要药效学指标。结果与模型组比较,参麻益智方3组均可显著降低大鼠总胆固醇(TC)水平(P<0.05);1号方组大鼠SOD活性及NO水平显著升高(P<0.05)。与2号方组比较,3号方组大鼠的穿台次数增加显著(P<0.05);与2号方组、3号方组比较,1号方组大鼠的SOD活性显著升高(P<0.05);与3号方组比较,1号方组、2号方组大鼠的TNFw水平降低、NO水平升高(P<0.05)。
结论:3种不同工艺制备的参麻益智方对血管性痴呆大鼠相关药效学的作用环节有一定差异,参麻益智方1号方的药效优于2号方和3号方。
血管性痴呆( vascular dementia,VD)是由脑血管疾病导致的脑损害,以记忆力、认知能力、判断能力、计算能力和社会生活能力减退为临床特点的一种智力损害综合征。VD的发病机制迄今尚不明确,目前对其发病机制的认识存在多种假说,主要包括氧化应激、炎症反应、胆碱能系统等神经递质、兴奋性氨基酸毒性等。参麻益智方是中国中医科学院西苑医院名老中医周文泉主任医师基于“气虚血瘀、肝阳上亢”的中医病机拟定的防治VD的中药方剂,由人参、天麻、鬼箭羽、川芎组成。前期研究2表明,参麻益智方对ⅤD有确切的临床疗效,可改善VD大鼠学习记忆能力,具有减少海马神经细胞损伤、增加血浆及脑组织
超氧化物歧化酶(SOD)活性、降低丙二醛(MDA)含量、抑制脑组织乙酰胆碱酯酶(AchE)活性、增加乙酰胆碱(Ach)含量等药理作用。为结合现代工艺提高药物疗效,需要选择和确定适宜的药物剂型。本研究比较不同工艺制备的参麻益智方对VD发病危险因素和病理机制相关指标的影响,以便为进一步开发参麻益智方提供参考。
1材料
1.1动物
SPF级SD大鼠60只,体重200~220g,雌雄各半,北京维通利华实验动物技术有限公司提供,许可证号SCXK(京)20160006。中国中医科学西苑医院清洁级实验动物室喂养,室温24~26℃,相对湿度40%~70%,大鼠按性别分笼饲养,自由进食和摄水,每日光照和黑暗各12h。基础饲料适应性喂养7天后进行实验。
1.2药物
参麻益智方:由人参、天麻、鬼箭羽、川芎组成,由中国中医科学院西苑医院制剂室制备。参麻益智方1号方:天麻、鬼箭羽、川芎按比例混匀进行水煎煮,滤出药液,按比例加入人参细粉(100目),浓缩成浸膏;参麻益智方2号方:人参饮片粉碎为粗粉(24目),同天麻、鬼箭羽、川芎按比例混匀共同与水(8倍量)煎煮,滤出药液,浓缩成浸膏;参麻益智方3号方:人参饮片粉碎为粗粉(24目),加入60%乙醇(8倍量)提取,静置醇
沉,过滤乙醇,得到提取液,将天麻、鬼箭羽、参醇提取液,共同浓缩成浸膏。3种工艺制备的浸膏,每mL均含0.34g生药。盐酸多奈哌齐(安理申),卫材(中国)药业有限公司生产,批号1702012。盐酸消旋山莨菪碱注射液(1mL:10mg),杭州民生药业有限公司生产,批号1710113。
1.3试剂
SOD试剂盒(批号2017012),由北京华英生物技术研究所提供。MDA试剂盒(批号20180408)、谷胱甘肽过氧化物酶( GSH-PX)试剂盒(批号20180412B)、一氧化氮(NO)试剂盒(批号20180412)、Ach试剂盒(批号20180410-)、AchE试剂盒(批号20180326),均由南京建成生物工程研究所提供。白介素1β(I4β)试剂盒(批号20180411)、肿瘤坏死因子α(TNFw)试剂盒(批号20180412),均由北京欣博盛生物科技有限公司提供。总胆固醇(TC)试剂盒(批号616386)、甘油三酯(TG)试剂盒(批号612875)、高密度脂蛋白(HDLC)试剂盒(批号200769)、低密度脂蛋白(LDLC)试剂盒(批号209190),均由德国罗氏诊断有限公司提供。
1.4仪器
ZS901型 Morris水迷宫系统,北京众实迪创公司生产。A6型半自动生化检测仪,北京松上技术有限公司生产。DR200BS型酶标半自动分析仪,无锡华卫德朗仪器有限公司生产。
2方法
2.1分组及造模给药
SD大鼠60只,随机分为6组,每组10只,雌雄各半。①空白组:等体积纯净水灌胃;②模型组:等体积纯净水灌胃;③阳性对照药组:盐酸多奈哌齐片0.45mg/kg灌胃;④参麻益智方1号方组:1号方2.97g/kg灌胃:⑤参麻益智方2号方组:2号方2.97g/kg灌胃;⑥参麻益智3号方组:3号方2.97g/kg灌胃。参麻益智方3组及阳性对照药组的药物均以纯净水配置,给药量均为成人临床等效剂量,每组每天灌胃给药1次,连续给药4周。4周末,除空白组腹腔注射等体积芎按比例混匀进行水煎煮,滤出药液,加入生理盐水外,其余各组均按2mg/kg体重的剂量腹腔注射盐酸消旋山莨菪碱注射液造成ⅤD大鼠模型4由于实验人员操作不当,模型组大鼠死亡1只,未取得血液标本及脑组织标本。本研究经中国中医科学院西苑医院医学伦理委员会审批通过,动物实验伦理批号2018XLC0042。
2.2检测指标及方法
2.2.1行为学实验:造模30min后进行 Morris水迷宫实验。实验共历时6天,第1~5天上午将各组大鼠依次放入 Morris水迷宫系统寻找藏在水下的平台,进行定位航行实验训练。如果大鼠在90s内找到平台并在平台上停留5s,则训练停止。如果大鼠在90s内未找到平台,则由实验者将其引导至平台并停留10s,每天训练2次。第6天上午撤去原平台进行空间探索实验,记录大鼠在90s内的原平台象限活动路程、原平台象限活动时间及穿台次数。
2.2.2血清生化指标检测:水迷宫测试后,以0.9%水合氯醛溶液按ΩmL/kg腹腔注射麻醉大鼠,腹主动脉取血,3000r/min离心15min,取上清液。采用比色法测定血清SOD、MDA、Ach、AchE、TG的含量;采用酶比色法测定TC、HDLC、LDLC的含量;采用酶联免疫法( ELISA)测定I1β、TNFα水平;采用硝酸还原酶法测定血清NO水平;采用非酶促反应法测定血清中 GSH-PX含量。所有检测步骤均严格按照试剂盒说明书进行。
2.2.3海马组织形态观察:大鼠取血后,迅速取出脑组织,置于冰砖上,每组随机选6只大鼠,雌雄各半,取出脑组织,10%中性甲醛溶液固定,常规切片,固定,脱水透明,浸蜡包埋,脱蜡染色、封固。光镜下观察各组大鼠脑组织病理改变及海马CAl区病理形态学变化。
2.3统计学方法
采用SPS19.0统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示,所有数据均经正态性和方差齐性检验。组间比较采用方差分析,两两比较,若方差齐采用LSD分析,方差不齐采用 Dunnett-检验分析。P<0.05为差异有统计学意义。
3结果
3.1各组大鼠海马CA1区病理形态比较空白组大鼠海马CA1区细胞排列较为致密整齐,胞体正常,细胞核及细胞质清晰,没有细胞变性及坏死。模型组未见明显的病理变化,其余各组与模型组比较无明显差异。见封三图1。
3.2各组大鼠空间学习记忆能力比较
与模型组比较,参麻益智方3组原平台象限活动路程、活动时间及穿台次数差异无统计学意义(P>0.05);与2号方组比较,3号方组穿台次数增加显著,差异有统计学意义(P<0.05);3组间两两比较,其他指标差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。
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3.3各组大鼠血清TG、TC、HDLC、LDLC水平比较 与模型组比较,参麻益智方3组均可降低TC水平,差异均有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,3组TG、HDLC及LDLC,差异均无统计学意义(P>0.05);血脂四项指标3组间两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。
3.4各组大鼠氧化应激指标比较
与空白组比较,模型组SOD活性显著降低智方3组GSHⅩ活性、MDA含量差异无统计(P<0.05);与模型组比较,1号方组SOD活学意义,且3组间差异也无统计学意义显著变化(P>0.05)。与模型组比较,参麻益升高(P<0.05),2号方组、3号方组无0.05)。见表3。
3.53组大鼠血清炎症因子水平比较
与模型组比较,参麻益智方3组Ⅱβ、TNF-低、NO水平升高,差异有统计学意义(P<0.05) α差异均无统计学意义(P>0.05);与模型组比与1号方组比较,2号方组TNFa及NO差异无统计学意义(P>0.05)。1号方组比较,参麻益智方3组Ach、AchE含量差异均水平显著升高(P<0.05)。见表4组
3.6各组大鼠胆碱能系统指标比较
与模型组比较,多奈哌齐组大鼠的Ach含量无统计学意义(P>0.05),且3组间比较差异无统显著升高,差异有统计学意义(P<0.05);与模型计学意义(P>0.05)。见表5。
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4讨论
VD是继阿尔茨海默病的第2种常见痴呆类型,其发病率随着社会老龄化逐年上升,严重影响患者的生活质量,给家庭和社会造成了严重的精神和经济负担。VD发病的危险因素包括高血压、高血脂、糖尿病、心脏疾病等因素,并与年龄、受教育程度、不良生活方式、抑郁症等密切相关,其中高脂血症是VD发病最常见的危险因素之一。有研究报道,对156例老年缺血性脑卒中患者发生ⅤD的危险因素分析表明合并高血压病、高脂血症、糖尿病等基础疾病患者ⅤD的发病率明显升高。目前认为VD的发病机制主要与胆碱能系统、氧化应激、炎症反应、兴奋毒性及细胞凋亡等相关。中枢胆碱能神经系统在学习记忆中起重要作用,大量研究表明胆碱能系统受损与VD发生有关。脑缺血缺氧时会发生氧化应激过程,产生过量自由基。MDA是机体内自由基作用于脂质发生过氧化反应的主要降解产物,具有细胞毒性。SOD和GSHX是机体内清除自由基的关键酶,可以保护机体不受自由基的损害。脑缺血后的炎症反应是一个级联反应过程,其与脑组织缺血缺氧程度及再灌注密切相关。研究切表明,L1和TNFα作为炎症因子参与VD炎症反应过程。NO是脑血管内重要的神经活性物质,对脑组织的血液循环起重要的生理调控作用,对脑神经递质细胞因子的合成和分泌起抑制或促进作用,并对记忆力和学习功能产生一定影响,当脑血管处于缺血低氧等病理状态时,兴奋性氨基酸分子表达水平明显升高,进而有效激活N甲基一天冬氨酸( NADPH)受体,机体血清NO表达水平明显升高。
参麻益智方中以人参为君,大补元气、益破血通络,合人参推陈祛瘀生新;川芎通达气血,“上行头目”,载诸药直入VD病位。诸药合用,共奏益智补虚、活血通络、平肝潜阳之效。生产过程中控制人参提取工艺对保证方剂质量及疗效有重要意义。人参的主要化学活性物质是人参皂苷,方欣等研究发现人参皂苷Rb1能减少脑组织中β一分泌酶及早老蛋白1的表达,从而提高痴呆大鼠的学习记忆能力
本实验结果表明,与模型组比较,3种工艺制备的参麻益智方对TC均有显著降低作用,1号工艺制备的参麻益智方对SOD具有显著升高作用。与3号方比较,1号和2号工艺制备的参麻益智方对TNFα具有显著降低作用,而1号方对大鼠NO水平具有升高作用。动物模型的选择是实验方案设计的关键因素,对保证实验结果的准确性和客观性有关键作用。目前文献报道的VD大鼠造模方法有10余种,主要有血管阻断法、大脑中动脉梗死法光化学诱导法、微血管栓塞法等,但操作相对复杂且时间较长,快速评价VD药效的动物模型限于获得性及巩固性记忆障碍模型,但和脑血管病变模型在病理上有本质区别。限于时间要求,本实验选用乙酰胆碱M受体阻断剂动物 模型,即大鼠腹腔注射山莨菪碱,结果表明,造模后动物寻找平台的总路程显著缩短,但对血清标记物的影响不显著。山莨菪碱作为中枢胆碱能受体拮抗剂,能阻断Ach对M受体的激动作用,造成学习记忆功能的减退。实验选用影响ⅤD发病的危险因素和病理机制相关的指标以比较3种提取工艺制备的参麻益智方药理作用的差异。结果表明,1号方有效指标项次为4项,2号方和3号方有效指标项次均为2项,且1号方在炎症因子和NO指标上优于2号方和3号方。1号方将人参粉碎成粉末加入水煎液中的制备方法能较好地保留中药的全部化学成分,具有全成分入药优势13,但服用量较大,制剂成型较为困难。2号方将人参粉碎成粗粒,再将人参粗粒与其他药材采用自动煎煮法,类似中药煮散法,保持了汤剂处方及群药共煎煮的特点,同样具有汤剂疗效稳定、易于吸收的优点。3号方采用现代提取工艺,与传统提取法有较大智安神;以天麻为臣,平肝阳息肝风;鬼箭羽。
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