全 文 ：书缺氧与抗氧化专栏 ·论著·
藏紫菀总黄酮对模拟高原缺氧小鼠的保护作用
马慧萍，何 蕾，王 昕，杨芳芳，葸慧荣，何晓英
［基金项目］ 国家自然科学基金项目 (81571847、
81402848);甘肃省自然科学基金项目(1107ＲJZA100);全军
医药卫生科研基金项目(CLZ11JA06)
［作者单位］ 730050 兰州，兰州军区兰州总医院全军高原
损伤防治重点实验室
［通讯作者］ 何晓英，电话:13919939211
［摘要］ 目的 研究藏紫菀总黄酮对缺氧小鼠的保护作用。方法 采用常压密闭缺氧耐受力实验和急性减压
缺氧耐受力实验联合评价藏紫菀总黄酮的抗缺氧活性;采用低压氧舱模拟海拔 8000 m 高原环境，观察缺氧前后小鼠
脑组织病理显微结构的改变，并测定脑组织中过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、乳酸(LD)和乳酸脱氢酶(LDH)含
量。结果 藏紫菀总黄酮可以有效延长常压密闭缺氧小鼠的存活时间，降低急性减压缺氧小鼠的死亡率，且具有剂
量依赖性关系(P ＜ 0. 01);低压氧舱模拟海拔 8000 m高原减压缺氧实验结果显示，与正常对照组相比，缺氧模型组小
鼠脑组织出现病理性损伤，脑组织中 MDA、H2O2、LD 及 LDH 含量均显著升高(P ＜ 0. 01);藏紫菀总黄酮组缺氧小鼠
脑组织的病理损伤较缺氧模型组减轻，且脑组织中 MDA、H2O2、LD及 LDH含量均显著降低(P ＜ 0. 01)。结论 藏紫
菀总黄酮能够对高原缺氧损伤小鼠起到保护作用。
［关键词］ 藏紫菀总黄酮;缺氧，脑;高原病;小鼠，近交 BALB C
［中国图书资料分类号］ Ｒ594． 3;Ｒ-332 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2095-140X(2016)06-0001-04
［DOI］ 10． 3969 / j． issn． 2095-140X． 2016． 06． 001
Protective Effect of Total Flavonoids from Aster Souliei Franch on Mice under Simulated High Altitude Hypoxia
Environment
MA Hui-ping，HE Lei，WANG Xin，YANG Fang-fang，XI Hui-rong，HE Xiao-ying (Key Laboratory of Prevention and
Treatment for Plateau Environmental Damage of PLA，Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Area Command，
Lanzhou 730050，China)
［Abstract］ Objective To study protective effect of total flavonoids from Aster souliei Franch on mice under sim-
ulated high altitude hypoxia environment． Methods The anti-hypoxia activity of total flavonoids from Aster souliei
Franch was evaluated using normobaric hypoxia combined with acute decompression of hypoxia tolerance tests． Under
simulated 8000 m altitude using low pressure oxygen cabin，the patho-microstructure changes of brain tissues were ob-
served before and after anoxia，and contents of hydrogen peroxide (H2O2)，malondialdehyde (MDA) ，lactic acid (LD)
and lactate dehydrogenase (LDH)of brain tissues were detected． Ｒesults Total flavonoids from Aster souliei Franch ef-
fectively prolonged the survival time of mice under normobaric hypoxia environment． and reduced death rate of mice under
acute decompression of hypoxia environment with dose dependent (P ＜ 0. 01)． The simulated 8000 m altitude examina-
tion showed that pathological damage was inflicted，and MDA，H2O2，LD and LDH contents of brain tissues were signifi-
cantly increased in hypoxia groups，compared with those in control group(P ＜ 0. 01)． The pathological damage was mod-
erate，and MDA，H2O2，LD and LDH contents of brain tissues were significantly decreased in total flavonoids from Aster
souliei Franch group，compared with those in control group(P ＜ 0. 01)． Conclusion Total flavonoids from Aster souliei
Franch can play a protective role on mice with high altitude hypoxia damage．
［Key words］ Total flavonoids from Aster souliei Franch;Hypoxia，brain;Altitude sickness;Mice，inbred
BALB C
藏紫菀为菊科紫菀属植物缘毛紫菀的干燥花
序，多分布于西藏大部分地区及四川，云南，甘肃等
地［1-3］。藏紫菀性味辛温而不燥，归肺经，主治急慢
性支气管炎、咯血和小便不利等疾病［4］。藏紫菀中
所含化学成分丰富，其中三萜类和黄酮类化合物为
藏紫菀的主要成分，亦是其主要活性成分［5-6］。课
题组前期研究证明藏紫菀总黄酮具有良好的体外抗
氧化作用［7］。本研究首先采用常压密闭缺氧和急
性减压缺氧耐受力实验，从动物整体水平评价藏紫
菀总黄酮的抗缺氧活性，然后采用低压氧舱模拟海
拔 8000 m高原环境，通过考察缺氧前后小鼠脑组织
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病理显微结构的改变及相关生化指标的变化，初步
探讨藏紫菀总黄酮的抗高原缺氧作用机制。
1 材料与方法
1. 1 药物与试剂 藏紫菀总黄酮(实验室自行提
取，质量分数为 79． 04%，批号:20150107);乙酰唑
胺(武汉远城科技发展有限公司，批号:100114);
BCA法蛋白定量试剂盒、过氧化氢(H2O2)、丙二醛
(MDA)、乳酸脱氢酶(LDH)和乳酸(LD)测定试剂
盒(南京建成生物工程研究所)。
1. 2 实验仪器 FLYDWC50-IIC 低压低氧动物实
验舱(贵州风雷航空军械有限公司);DK-8A 型电热
恒温水槽(上海精宏实验设备有限公司);冷冻高速
离心机(德国赫利氏公司);Spectramax i3 多功能酶
标仪(Molecular Devices公司)。
1. 3 实验动物 SPF级雄性 BALB /C 小鼠 220 只，
体重 18 ～ 20 g，由兰州军区兰州总医院动物实验科
提供，许可证号:SCXK(军)2014-0029。在恒温
(21 ～ 23℃)、恒湿(45% ～ 65%)、各 12 h 明暗周期
的饲养室，用全价颗粒饲料喂养，自由进食和饮水。
1. 4 常压密闭缺氧耐受力实验 将 60 只小鼠随机
分成 6 组:缺氧模型组，乙酰唑胺组，芦丁组，藏紫菀
总黄酮低、中、高剂量组，每组 10 只。其中乙酰唑胺
组给药剂量为 250 mg /kg，芦丁组给药剂量为
250 mg /kg，藏紫菀总黄酮低、中、高剂量组给药剂量
分别为 125 mg /kg、250 mg /kg、500 mg /kg，灌胃给
药，缺氧模型组给予生理盐水，50 min 后将小鼠放
入 250 ml广口瓶中(瓶中事先放入 5 g碱石灰，用于
吸收二氧化碳与水，并且在瓶底放入适量滤纸吸收
尿液与粪便)，在瓶口涂抹凡士林进行密闭，随后开
始计时，当小鼠呼吸停止时结束计时，记录小鼠在密
闭实验瓶中的存活时间［8］。
1. 5 急性减压缺氧耐受力实验 将 120 只小鼠随
机分成 6 组:缺氧模型组，乙酰唑胺组，芦丁组，藏紫
菀总黄酮低、中、高剂量组，每组 20 只。其中乙酰唑
胺组给药剂量为 250 mg /kg，芦丁组给药剂量为
250 mg /kg，藏紫菀总黄酮低、中、高剂量组给药剂量
分别为 125 mg /kg、250 mg /kg、500 mg /kg，小鼠给药
50 min后，放入低压氧舱，以 20 m /s速度上升，上升
至海拔 5000 m和 8000 m高度时分别停留 3 min，到
达设定 10 000 m海拔高度，观察小鼠在 1 h 内的死
亡数，计算存活率［9］。
1. 6 减压缺氧实验 将 40 只小鼠随机分为 4 组:
正常对照组、缺氧模型组、芦丁组、藏紫菀总黄酮组，
每组 10 只。芦丁组给药剂量为 250 mg /kg，藏紫菀
总黄酮组给药剂量为 500 mg /kg。正常组小鼠不放
入低压氧舱，其他各组小鼠均放入低压氧舱中。设
置条件为:上升速度 10 m /s，下降速度 20 m /s，海拔
高度 8000 m，维持 12 h［10］。12 h 后降低海拔直到
与外界大气压相同，期间小鼠自由进食进水，当海拔
降至减压前海拔时，取出小鼠。快速处死小鼠，收集
脑组织，待用。
1. 6. 1 脑组织 HE 染色:经 10%甲醛固定的脑组
织，梯度乙醇脱水(由低到高)，二甲苯透明，石蜡包
埋。切片后二甲苯脱蜡，梯度乙醇复水(由高到
低)，苏木素染色，1%盐酸乙醇液分化，漂洗，脱水，
0． 5%伊红乙醇复染，再梯度乙醇脱水(由低到高)，
二甲苯透明，中性树胶封片，镜下观察组织结构。
1. 6. 2 H2O2、MDA、LD 及 LDH 含量测定:将脑组
织在匀浆器内进行匀浆，制成 10%组织匀浆。匀浆
液在 4℃，3000 r /min 低温离心机内离心 10 min，取
上清液进行 H2O2、MDA、LDH及 LD含量的测定，其
测定方法均按照试剂盒的说明书操作。
1. 7 统计学方法 应用 SPSS 13． 0 统计学软件进
行数据分析。计量资料以均数 ±标准差(x ± s)表
示，组间比较采用单因素方差分析。计数资料以率
(%)表示，组间比较采用 χ2 检验。α = 0． 05 为检验
水准。
2 结果
2. 1 藏紫菀总黄酮对常压密闭缺氧小鼠存活时间
的影响 与缺氧模型组比较，乙酰唑胺组、芦丁组和
藏紫菀总黄酮 3 个剂量组均能显著地延长小鼠的存
活时间(P ＜ 0. 01)，其中藏紫菀总黄酮 3 剂量组小
鼠的存活时间呈现剂量依赖性(P ＜ 0. 01)。与乙酰
唑胺组和芦丁组比较，藏紫菀总黄酮高剂量组小鼠
的存活时间长、低剂量组小鼠的存活时间短(P ＜
0. 01)。其余组间比较差异无统计学意义(P ＞
0. 05)。见表 1。
2. 2 藏紫菀总黄酮对急性减压缺氧小鼠死亡率的
影响 急性减压缺氧造成缺氧模型组小鼠死亡 20
只(100%)，乙酰唑胺组 16 只(80%)，芦丁组 16 只
(80%)，藏紫菀总黄酮低剂量组 18 只(90%)，藏紫
菀总黄酮中剂量组 14 只(70%)，藏紫菀总黄酮高
剂量组 10 只(50%)。与缺氧模型组比较，乙酰唑
胺组、芦丁组、藏紫菀总黄酮中及高剂量组死亡率显
著降低(P ＜ 0. 01)。且藏紫菀总黄酮 3 剂量组死亡
率呈现剂量依赖性(P ＜ 0. 01)。与乙酰唑胺组和芦
丁组比较，藏紫菀总黄酮高剂量组死亡率显著降低
(P ＜ 0. 01)。其余组间比较差异无统计学意义(P ＞
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0. 05)。
2. 3 藏紫菀总黄酮对减压缺氧小鼠脑组织结构的
影响 小鼠经模拟高原环境减压缺氧处理后，正常
对照组小鼠脑组织细胞形态和血管均正常;缺氧模
型组小鼠脑组织有明显的细胞核固缩，细胞间隙增
大;给予芦丁和藏紫菀总黄酮后小鼠脑组织细胞间
隙较缺氧模型组减小，核固缩及组织空泡较缺氧模
型组减少。见图 1。
表 1 各组常压密闭缺氧小鼠存活时间
组别 鼠数 给药剂量(mg /kg) 存活时间(x ± s，min) 延长率(%)
缺氧模型组 10 － 30． 09 ± 3． 78 －
乙酰唑胺组 10 250 38． 24 ± 2． 46b 27． 09
芦丁组 10 250 39． 12 ± 3． 58b 30． 00
藏紫菀总黄酮低剂量组 10 125 35． 80 ± 4． 30bdf 18． 98
藏紫菀总黄酮中剂量组 10 250 40． 80 ± 4． 50b 35． 59
藏紫菀总黄酮高剂量组 10 500 49． 30 ± 8． 50bdf 63． 84
注:与缺氧模型组相比，bP ＜ 0. 01;与乙酰唑胺组相比，dP ＜ 0. 01;与芦丁组相比，fP ＜ 0. 01
缺氧模型组 藏紫菀总黄酮组芦丁组正常对照组
图 1 藏紫菀总黄酮对减压缺氧小鼠脑组织结构的影响(HE ×20)
2. 4 藏紫菀总黄酮对减压缺氧小鼠脑组织 MDA、
H2O2、LD和 LDH含量的影响 缺氧模型组小鼠脑
组织中 MDA、H2O2、LD 和 LDH 含量均显著高于正
常对照组(P ＜ 0. 01)。芦丁组和藏紫菀总黄酮组小
鼠脑组织中 MDA、H2O2、LD 和 LDH 含量显著低于
缺氧模型组(P ＜ 0. 01)。见表 2。
表 2 各组减压缺氧小鼠脑组织 MDA、H2O2、LD和 LDH含量(x ± s)
分组 鼠数
剂量
(mg /kg)
丙二醛
(mmol /gprot)
过氧化氢
(mmol /gprot)
乳酸
(mmol /gprot)
乳酸脱
氢酶(u /gprot)
正常对照组 10 － 4． 26 ± 0． 95 17． 54 ± 1． 30 0． 41 ± 0． 05 731． 33 ± 0． 07
缺氧模型组 10 － 8． 57 ± 0． 18b 24． 66 ± 2． 87b 0． 58 ± 0． 03b 1345． 27 ± 0． 10b
芦丁组 10 250 3． 51 ± 0． 18d 18． 61 ± 2． 07d 0． 51 ± 0． 06d 1254． 16 ± 0． 07d
藏紫菀总黄酮组 10 500 3． 56 ± 0． 37d 16． 78 ± 1． 17d 0． 52 ± 0． 06d 953． 04 ± 0． 08d
注:与正常对照组相比，bP ＜ 0. 01;与缺氧模型组相比，dP ＜ 0. 01
3 讨论
常压密闭缺氧耐力实验是在密闭缺氧的环境
下，通过观察药物能否延长缺氧动物的存活时间来
评价药物是否具有抗缺氧活性。本实验结果表明，
口服给予不同剂量藏紫菀总黄酮，均能明显延长小
鼠的存活时间，且具有剂量依赖性，其中 500 mg /kg
剂量组存活时间最长。小鼠急性减压耐受力实验是
在模拟急性高原缺氧的环境下，从动物整体水平考
察药物抗高原缺氧活性。本实验结果表明，口服给
予不同剂量藏紫菀总黄酮均能降低小鼠的死亡率，
且也具有剂量依赖性。这两项缺氧耐受力实验结果
从动物整体水平上说明藏紫菀总黄酮具有良好的抗
缺氧活性。
采用光学显微镜观察模拟海拔 8000 m 减压缺
氧小鼠的脑组织病理学变化情况，结果表明缺氧模
型组小鼠脑组织细胞核染色质不均匀，组织间隙增
大;给予藏紫菀总黄酮组小鼠脑组织间质内空泡状
结构减少，表明藏紫菀总黄酮对减压缺氧小鼠脑的
形态结构具有保护作用。
缺氧会造成机体有氧呼吸受到抑制，为弥补能
量的缺乏，糖酵解代偿性地加强，并成为主要的供能
途径，从而使得机体内大量蓄积 LD，造成机体组织
损伤［11］。而 LDH主要促使机体中 LD 脱去氢离子
生成丙酮酸，与 LD 成正比关系，检测 LDH 也可以
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间接的反映体内 LD蓄积情况。因此，LD和 LDH的
测量可反映机体的无氧呼吸和能量代谢情况［12-14］。
实验结果表明，缺氧模型组小鼠脑组织中 LD 和
LDH显著升高，说明缺氧诱导机体无氧呼吸增加，
LD产生蓄积，代偿性 LDH 含量增加。而给予藏紫
菀总黄酮组缺氧小鼠脑组织 LD 和 LDH 显著低于
缺氧模型组，表明藏紫菀总黄酮具有降低 LD 的蓄
积，增强有氧呼吸，改善体内能量代谢作用。
缺氧还会诱导小鼠机体内产生大量的活性氧，
其中 H2O2 和 MDA 是评价氧化损伤程度的重要指
标，是自由基代谢和细胞损伤的重要指标［15-16］。实
验结果表明，与正常对照组比较，缺氧模型组小鼠脑
组织中 H2O2 和 MDA显著升高，说明急性减压缺氧
诱导机体产生氧自由基并使组织氧化应激，而给予
藏紫菀总黄酮组缺氧小鼠脑组织中 H2O2 和 MDA
含量显著低于缺氧模型组，表明藏紫菀总黄酮可以
降低缺氧小鼠脑组织中 H2O2 和 MDA 的蓄积，使脑
组织在减压缺氧环境中损伤减轻，而抑制作用可能
和影响自由基代谢有关。
综上所述，常压密闭缺氧耐受力实验和急性减
压缺氧耐受力实验结果表明，藏紫菀总黄酮具有良
好的抗缺氧活性，其活性优于乙酰唑胺和芦丁，且具
有剂量依赖性，最佳给药剂量为 500 mg /kg。藏紫
菀总黄酮对模拟高原急性减压缺氧造成的机体损伤
具有明显地缓解作用，可保持脑组织细胞结构的完
整性，减轻水肿;可通过影响机体内缺氧损伤相关生
化指标和抗氧化酶等的变化，清除因缺氧而产生的
大量自由基，提高抗氧化能力，从而对机体起到保护
作用。
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(收稿时间:2016-01-07 修回时间:2016-03-21)
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