【摘要】目的:
比較3種提取工藝制備的參麻益智方對山莨菪堿所致血管性癡呆模型大鼠學習記憶能力、腦組織病理形態(tài)及血脂、氧化應激、炎癥因子、膽堿能系統(tǒng)等主要藥效學指標的藥理作用。方法清潔級S大鼠60只,隨機分為6組,每組10只。3種不同工藝制備的參麻益智方組,分別給予參麻益智方1號方、2號方和3號方2.97g/(kg·d);陽性對照藥組給予鹽酸多奈哌齊片0.45mg/(kg"d);空白組和模型組均給予等體積純凈水。給藥4周末,除空白組外,其他各組分別注射鹽酸消旋山莨菪堿注射液2mg/kg。水迷宮測試大鼠學習記憶能力,腹腔麻醉后取腦組織檢測海馬CAI區(qū)病理形態(tài),取血清檢測血脂四項及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶( GSH-PX)、丙二醛(MDA)、白介素B(I1β)、腫瘤壞死因子α(TNFα)、一氧化氮(NO)、乙酰膽堿(λch)、乙酰膽堿酯酶(AchE)等主要藥效學指標。結果與模型組比較,參麻益智方3組均可顯著降低大鼠總膽固醇(TC)水平(P<0.05);1號方組大鼠SOD活性及NO水平顯著升高(P<0.05)。與2號方組比較,3號方組大鼠的穿臺次數(shù)增加顯著(P<0.05);與2號方組、3號方組比較,1號方組大鼠的SOD活性顯著升高(P<0.05);與3號方組比較,1號方組、2號方組大鼠的TNFw水平降低、NO水平升高(P<0.05)。
結論:3種不同工藝制備的參麻益智方對血管性癡呆大鼠相關藥效學的作用環(huán)節(jié)有一定差異,參麻益智方1號方的藥效優(yōu)于2號方和3號方。
血管性癡呆( vascular dementia,VD)是由腦血管疾病導致的腦損害,以記憶力、認知能力、判斷能力、計算能力和社會生活能力減退為臨床特點的一種智力損害綜合征。VD的發(fā)病機制迄今尚不明確,目前對其發(fā)病機制的認識存在多種假說,主要包括氧化應激、炎癥反應、膽堿能系統(tǒng)等神經(jīng)遞質、興奮性氨基酸毒性等。參麻益智方是中國中醫(yī)科學院西苑醫(yī)院名老中醫(yī)周文泉主任醫(yī)師基于“氣虛血瘀、肝陽上亢”的中醫(yī)病機擬定的防治VD的中藥方劑,由人參、天麻、鬼箭羽、川芎組成。前期研究2表明,參麻益智方對ⅤD有確切的臨床療效,可改善VD大鼠學習記憶能力,具有減少海馬神經(jīng)細胞損傷、增加血漿及腦組織
超氧化物歧化酶(SOD)活性、降低丙二醛(MDA)含量、抑制腦組織乙酰膽堿酯酶(AchE)活性、增加乙酰膽堿(Ach)含量等藥理作用。為結合現(xiàn)代工藝提高藥物療效,需要選擇和確定適宜的藥物劑型。本研究比較不同工藝制備的參麻益智方對VD發(fā)病危險因素和病理機制相關指標的影響,以便為進一步開發(fā)參麻益智方提供參考。
1材料
1.1動物
SPF級SD大鼠60只,體重200~220g,雌雄各半,北京維通利華實驗動物技術有限公司提供,許可證號SCXK(京)20160006。中國中醫(yī)科學西苑醫(yī)院清潔級實驗動物室喂養(yǎng),室溫24~26℃,相對濕度40%~70%,大鼠按性別分籠飼養(yǎng),自由進食和攝水,每日光照和黑暗各12h;A飼料適應性喂養(yǎng)7天后進行實驗。
1.2藥物
參麻益智方:由人參、天麻、鬼箭羽、川芎組成,由中國中醫(yī)科學院西苑醫(yī)院制劑室制備。參麻益智方1號方:天麻、鬼箭羽、川芎按比例混勻進行水煎煮,濾出藥液,按比例加入人參細粉(100目),濃縮成浸膏;參麻益智方2號方:人參飲片粉碎為粗粉(24目),同天麻、鬼箭羽、川芎按比例混勻共同與水(8倍量)煎煮,濾出藥液,濃縮成浸膏;參麻益智方3號方:人參飲片粉碎為粗粉(24目),加入60%乙醇(8倍量)提取,靜置醇
沉,過濾乙醇,得到提取液,將天麻、鬼箭羽、參醇提取液,共同濃縮成浸膏。3種工藝制備的浸膏,每mL均含0.34g生藥。鹽酸多奈哌齊(安理申),衛(wèi)材(中國)藥業(yè)有限公司生產(chǎn),批號1702012。鹽酸消旋山莨菪堿注射液(1mL:10mg),杭州民生藥業(yè)有限公司生產(chǎn),批號1710113。
1.3試劑
SOD試劑盒(批號2017012),由北京華英生物技術研究所提供。MDA試劑盒(批號20180408)、谷胱甘肽過氧化物酶( GSH-PX)試劑盒(批號20180412B)、一氧化氮(NO)試劑盒(批號20180412)、Ach試劑盒(批號20180410-)、AchE試劑盒(批號20180326),均由南京建成生物工程研究所提供。白介素1β(I4β)試劑盒(批號20180411)、腫瘤壞死因子α(TNFw)試劑盒(批號20180412),均由北京欣博盛生物科技有限公司提供?偰懝檀(TC)試劑盒(批號616386)、甘油三酯(TG)試劑盒(批號612875)、高密度脂蛋白(HDLC)試劑盒(批號200769)、低密度脂蛋白(LDLC)試劑盒(批號209190),均由德國羅氏診斷有限公司提供。
1.4儀器
ZS901型 Morris水迷宮系統(tǒng),北京眾實迪創(chuàng)公司生產(chǎn)。A6型半自動生化檢測儀,北京松上技術有限公司生產(chǎn)。DR200BS型酶標半自動分析儀,無錫華衛(wèi)德朗儀器有限公司生產(chǎn)。
2方法
2.1分組及造模給藥
SD大鼠60只,隨機分為6組,每組10只,雌雄各半。①空白組:等體積純凈水灌胃;②模型組:等體積純凈水灌胃;③陽性對照藥組:鹽酸多奈哌齊片0.45mg/kg灌胃;④參麻益智方1號方組:1號方2.97g/kg灌胃:⑤參麻益智方2號方組:2號方2.97g/kg灌胃;⑥參麻益智3號方組:3號方2.97g/kg灌胃。參麻益智方3組及陽性對照藥組的藥物均以純凈水配置,給藥量均為成人臨床等效劑量,每組每天灌胃給藥1次,連續(xù)給藥4周。4周末,除空白組腹腔注射等體積芎按比例混勻進行水煎煮,濾出藥液,加入生理鹽水外,其余各組均按2mg/kg體重的劑量腹腔注射鹽酸消旋山莨菪堿注射液造成ⅤD大鼠模型4由于實驗人員操作不當,模型組大鼠死亡1只,未取得血液標本及腦組織標本。本研究經(jīng)中國中醫(yī)科學院西苑醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審批通過,動物實驗倫理批號2018XLC0042。
2.2檢測指標及方法
2.2.1行為學實驗:造模30min后進行 Morris水迷宮實驗。實驗共歷時6天,第1~5天上午將各組大鼠依次放入 Morris水迷宮系統(tǒng)尋找藏在水下的平臺,進行定位航行實驗訓練。如果大鼠在90s內找到平臺并在平臺上停留5s,則訓練停止。如果大鼠在90s內未找到平臺,則由實驗者將其引導至平臺并停留10s,每天訓練2次。第6天上午撤去原平臺進行空間探索實驗,記錄大鼠在90s內的原平臺象限活動路程、原平臺象限活動時間及穿臺次數(shù)。
2.2.2血清生化指標檢測:水迷宮測試后,以0.9%水合氯醛溶液按ΩmL/kg腹腔注射麻醉大鼠,腹主動脈取血,3000r/min離心15min,取上清液。采用比色法測定血清SOD、MDA、Ach、AchE、TG的含量;采用酶比色法測定TC、HDLC、LDLC的含量;采用酶聯(lián)免疫法( ELISA)測定I1β、TNFα水平;采用硝酸還原酶法測定血清NO水平;采用非酶促反應法測定血清中 GSH-PX含量。所有檢測步驟均嚴格按照試劑盒說明書進行。
2.2.3海馬組織形態(tài)觀察:大鼠取血后,迅速取出腦組織,置于冰磚上,每組隨機選6只大鼠,雌雄各半,取出腦組織,10%中性甲醛溶液固定,常規(guī)切片,固定,脫水透明,浸蠟包埋,脫蠟染色、封固。光鏡下觀察各組大鼠腦組織病理改變及海馬CAl區(qū)病理形態(tài)學變化。
2.3統(tǒng)計學方法
采用SPS19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,所有數(shù)據(jù)均經(jīng)正態(tài)性和方差齊性檢驗。組間比較采用方差分析,兩兩比較,若方差齊采用LSD分析,方差不齊采用 Dunnett-檢驗分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
3結果
3.1各組大鼠海馬CA1區(qū)病理形態(tài)比較空白組大鼠海馬CA1區(qū)細胞排列較為致密整齊,胞體正常,細胞核及細胞質清晰,沒有細胞變性及壞死。模型組未見明顯的病理變化,其余各組與模型組比較無明顯差異。見封三圖1。
3.2各組大鼠空間學習記憶能力比較
與模型組比較,參麻益智方3組原平臺象限活動路程、活動時間及穿臺次數(shù)差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);與2號方組比較,3號方組穿臺次數(shù)增加顯著,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);3組間兩兩比較,其他指標差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。
3.3各組大鼠血清TG、TC、HDLC、LDLC水平比較 與模型組比較,參麻益智方3組均可降低TC水平,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);與模型組比較,3組TG、HDLC及LDLC,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05);血脂四項指標3組間兩兩比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。
3.4各組大鼠氧化應激指標比較
與空白組比較,模型組SOD活性顯著降低智方3組GSHⅩ活性、MDA含量差異無統(tǒng)計(P<0.05);與模型組比較,1號方組SOD活學意義,且3組間差異也無統(tǒng)計學意義顯著變化(P>0.05)。與模型組比較,參麻益升高(P<0.05),2號方組、3號方組無0.05)。見表3。
3.53組大鼠血清炎癥因子水平比較
與模型組比較,參麻益智方3組Ⅱβ、TNF-低、NO水平升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05) α差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05);與模型組比與1號方組比較,2號方組TNFa及NO差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。1號方組比較,參麻益智方3組Ach、AchE含量差異均水平顯著升高(P<0.05)。見表4組
3.6各組大鼠膽堿能系統(tǒng)指標比較
與模型組比較,多奈哌齊組大鼠的Ach含量無統(tǒng)計學意義(P>0.05),且3組間比較差異無統(tǒng)顯著升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);與模型計學意義(P>0.05)。見表5。
4討論
VD是繼阿爾茨海默病的第2種常見癡呆類型,其發(fā)病率隨著社會老齡化逐年上升,嚴重影響患者的生活質量,給家庭和社會造成了嚴重的精神和經(jīng)濟負擔。VD發(fā)病的危險因素包括高血壓、高血脂、糖尿病、心臟疾病等因素,并與年齡、受教育程度、不良生活方式、抑郁癥等密切相關,其中高脂血癥是VD發(fā)病最常見的危險因素之一。有研究報道,對156例老年缺血性腦卒中患者發(fā)生ⅤD的危險因素分析表明合并高血壓病、高脂血癥、糖尿病等基礎疾病患者ⅤD的發(fā)病率明顯升高。目前認為VD的發(fā)病機制主要與膽堿能系統(tǒng)、氧化應激、炎癥反應、興奮毒性及細胞凋亡等相關。中樞膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)在學習記憶中起重要作用,大量研究表明膽堿能系統(tǒng)受損與VD發(fā)生有關。腦缺血缺氧時會發(fā)生氧化應激過程,產(chǎn)生過量自由基。MDA是機體內自由基作用于脂質發(fā)生過氧化反應的主要降解產(chǎn)物,具有細胞毒性。SOD和GSHX是機體內清除自由基的關鍵酶,可以保護機體不受自由基的損害。腦缺血后的炎癥反應是一個級聯(lián)反應過程,其與腦組織缺血缺氧程度及再灌注密切相關。研究切表明,L1和TNFα作為炎癥因子參與VD炎癥反應過程。NO是腦血管內重要的神經(jīng)活性物質,對腦組織的血液循環(huán)起重要的生理調控作用,對腦神經(jīng)遞質細胞因子的合成和分泌起抑制或促進作用,并對記憶力和學習功能產(chǎn)生一定影響,當腦血管處于缺血低氧等病理狀態(tài)時,興奮性氨基酸分子表達水平明顯升高,進而有效激活N甲基一天冬氨酸( NADPH)受體,機體血清NO表達水平明顯升高。
參麻益智方中以人參為君,大補元氣、益破血通絡,合人參推陳祛瘀生新;川芎通達氣血,“上行頭目”,載諸藥直入VD病位。諸藥合用,共奏益智補虛、活血通絡、平肝潛陽之效。生產(chǎn)過程中控制人參提取工藝對保證方劑質量及療效有重要意義。人參的主要化學活性物質是人參皂苷,方欣等研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rb1能減少腦組織中β一分泌酶及早老蛋白1的表達,從而提高癡呆大鼠的學習記憶能力
本實驗結果表明,與模型組比較,3種工藝制備的參麻益智方對TC均有顯著降低作用,1號工藝制備的參麻益智方對SOD具有顯著升高作用。與3號方比較,1號和2號工藝制備的參麻益智方對TNFα具有顯著降低作用,而1號方對大鼠NO水平具有升高作用。動物模型的選擇是實驗方案設計的關鍵因素,對保證實驗結果的準確性和客觀性有關鍵作用。目前文獻報道的VD大鼠造模方法有10余種,主要有血管阻斷法、大腦中動脈梗死法光化學誘導法、微血管栓塞法等,但操作相對復雜且時間較長,快速評價VD藥效的動物模型限于獲得性及鞏固性記憶障礙模型,但和腦血管病變模型在病理上有本質區(qū)別。限于時間要求,本實驗選用乙酰膽堿M受體阻斷劑動物 模型,即大鼠腹腔注射山莨菪堿,結果表明,造模后動物尋找平臺的總路程顯著縮短,但對血清標記物的影響不顯著。山莨菪堿作為中樞膽堿能受體拮抗劑,能阻斷Ach對M受體的激動作用,造成學習記憶功能的減退。實驗選用影響ⅤD發(fā)病的危險因素和病理機制相關的指標以比較3種提取工藝制備的參麻益智方藥理作用的差異。結果表明,1號方有效指標項次為4項,2號方和3號方有效指標項次均為2項,且1號方在炎癥因子和NO指標上優(yōu)于2號方和3號方。1號方將人參粉碎成粉末加入水煎液中的制備方法能較好地保留中藥的全部化學成分,具有全成分入藥優(yōu)勢13,但服用量較大,制劑成型較為困難。2號方將人參粉碎成粗粒,再將人參粗粒與其他藥材采用自動煎煮法,類似中藥煮散法,保持了湯劑處方及群藥共煎煮的特點,同樣具有湯劑療效穩(wěn)定、易于吸收的優(yōu)點。3號方采用現(xiàn)代提取工藝,與傳統(tǒng)提取法有較大智安神;以天麻為臣,平肝陽息肝風;鬼箭羽。