全 文 ：第20卷第3期 2011年3月
vol.20 No.3 Mar. 2011
武警医学院学报
Acta Academiae Medicinae CPAF
[基金项目]国家自然科学基金资助项目(30672774, 81073152)，天津
市科委重点项目(10JCZDJC21100)，中国博士后基金（20100470106）
[收稿日期]2010-06-18; [修回日期] 2010-11-22
[作者简介]王鲁君（1983-），女，籍贯安徽，硕士，主要从事心血管系
统药物研究。
[通讯作者]李灵芝(1963-)，女，教授，博士，博士生导师。E-mail:
llzhx@yahoo.cn。
蕨麻正丁醇部位对急性低压缺氧小鼠的保护作用
王鲁君1，张 岭2，李灵芝2，3 ，吕 琪2，董 培2 (1.武警总医院药剂科, 北京 100039；2.武警医学院药物
化学教研室, 天津 300162；3.天津市职业与环境危害生物标志物重点实验室, 天津 300162)
摘 要：【目的】观察蕨麻正丁醇部位（n-butanol extract of Potentilla anserine L.，NP）对模拟高原缺氧损伤小鼠的保护作用。
【方法】120只雄性昆明种小鼠随机分为正常对照组、低压缺氧模型组、红景天组和NP高［0.3 g·（kg·d）-1］、中［0.15 g·（kg·
d）-1］、低剂量［0.075 g·（kg·d）-1］组，每组20只。除正常对照组外，各组小鼠在密闭减压舱内，模拟海拔8 000 m维持缺氧18
h。检测各组小鼠脑组织含水量，测定脑组织和血清超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD ）活性和丙二醛
（malondialdehyde，MDA）含量，血清肌酸激酶（creatine kinase，CK）活性。并通过HE染色观察各组小鼠脑组织缺氧损伤的程
度。【结果】与减压缺氧模型组比较，红景天组和高剂量NP可显著降低减压缺氧小鼠脑含水量（P<0.01或P <0.05），提高小
鼠脑组织SOD活力（P <0.01 或 P <0.05），减少小鼠脑组织MDA的产生（P <0.01或P <0.05），提高小鼠血清SOD活力（P <0.01），
减少小鼠血清MDA的产生（P <0.01或P <0.05），降低小鼠血清中CK活性（P <0.01 或 P <0.05）。HE染色显示，NP及红景天胶
囊可减轻小鼠低压缺氧对脑组织的损伤。【结论】蕨麻正丁醇提取部位对模拟高原缺氧损伤具有显著的保护作用。
关键词：蕨麻；低压缺氧；脑含水量；丙二醛；超氧化物歧化酶
【文章编号】1008-5041(2011)03-0169-04 【中图分类号】R961.1 【文献标识码】A
N-butanol extract of Potentilla anserina L. inhibited injury resulted by acute hypobaric
hypoxia in mice
WANG Lu-jun, ZHANG Ling, LI Ling-zhi，LV Qi, DONG Pei (Medical College of Chinese Peoples Armed Police Force,
Tianjin 300162, China)
Abstract:【Objective】To study the protective effects of n-butanol extract of Potentilla anserina L. on acute hypobaric hypoxia in
mice.【Methods】120 healthy male mice were randomly divided into six groups：normal control group, hypobaric hypoxia model group,
Rhodiola Rosae jiaonang group［0.6 mg·(kg·d) -1］, n-butanol extract of Potentilla anserina L.(NP) groups［0.3 g·(kg·d) -1, 0.15 g·(kg·
d) -1 and 0.075 g·(kg·d) -］, (n=20). All of the groups, except the control group, were underwent hypobaric hypoxia at atmosphere
of -0.065 Mpa (equivalent to 8 000 m) in hypobaric chamber for 18 hours. The brain water content, the activity of SOD and the content
of MDA in brain and serum were determined. The activity of CK in serum was also detected. The injury degree resulted from hypobaric
hypoxia was observed by HE staining.【Results】Compared with hypobaric hypoxia model group, the SOD activity was increased and
MDA content was decreased in brain and serum. Rhodiola Rosae Jiaonang and NP of each dose could significantly decrease the brain
water content(P <0.01 or P <0.05), increase the SOD activity and decrease the MDA content in brain and serum (P <0.01 or P <0.05).
Meanwhile they could increase the SOD activity in (P <0.01),decrease the MDA content in serum (P <0.01 or P <0.05), too. Moreover,
decreased CK activity in serum was also observed in Rhodiola Rosae Jiaonang group and NP of each dose group of NP (P <0.01 or P <
0.05). HE staining showed that NP and Rhodiola Rosae could
significantly attenuate the injury of brain induced by acute
hypobaric hypoxia in mice.【Conclusion】NP showed a remarkable
proective effect on acute hypobaric hypoxic injury in mice.
Key words: Potentilla anserina L.; Hypobaric hypoxia; Brain injury;
superoxide dismutase; Malondialdehyde
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论 著
doi:10.3969/j.issn.1008-5041.2011.03.001
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急性高原病主要包括急性轻型高原病、高原急
性肺水肿、急性脑水肿、高原性脑病，是高原特发病
之一，其引发的一系列临床症候群严重威胁高原人
群健康［1］。据WHO统计报告，全世界居住在海
拔 2 500 m 以上人数为1.4亿，其中亚洲占56%，我
国高原人群占有较大比例。另外，每年还约有4 000万
人短期到高原生活，即总计1.8亿人受到低氧环境
的影响。目前进一步开发大西北和完善青藏铁路
的建设，需要大量低地人员去高原参加建设，因而，
高原人群健康状况、高原病的发病与治疗愈来愈受
到医药工作者的关注。
蕨麻为蔷薇科委陵菜属鹅绒委陵菜的地下块
根，研究表明其具有显著的抗缺氧［2-5］、抗氧化［2，5，6］、
清除自由基及抗疲劳作用［7］。本实验室研究证实蕨
麻正丁醇提取部位（n-butanol extract of Potentilla
anserine L，NP）对因缺氧导致的机体损伤具有保护
作用，是其抗缺氧活性部位［8-10］。但迄今关于蕨麻
正丁醇提取部位在高原缺氧下对机体的保护作用
尚未见有文献报道，本实验模拟相当于海拔8 000 m
高原缺氧环境，观察蕨麻正丁醇提取部位对处于该
缺氧环境下小鼠脑水肿程度、血及脑组织生化指标
及脑组织病理变化的影响，初步探讨其对高原缺氧
损伤的保护作用。
1 材料与方法
1.1 一般材料
1.1.1 主要药品、试剂：蕨麻购自青海玉树，以70%
乙醇提取浓缩后以水分散，依次以石油醚、氯仿、正
丁醇萃取，减压浓缩，得正丁醇提取部位（每克相当
于蕨麻生药59 g）、红景天胶囊购自西藏佑康生物科
技有限公司。肌酸激酶（CK）、超氧化物歧化酶
（SOD）、丙二醛（MDA）试剂盒均购自南京建成生物
工程公司。
1.1.2 主要仪器：微量加样器（德国Eppendorf 公
司），电热恒温干燥箱（重庆实验设备厂），E-510型
多功能显微镜（日本Olympus公司），UV-1601型紫
外分光光度仪（日本岛津），LD5-2A普通离心机（北
京医用离心机厂），恒温水浴箱（北京市医疗设备
厂），RM2135型组织切片机（德国Leica公司），低压
缺氧舱（烟台宏远氧业有限公司）。
1.2 方 法
1.2.1 动物分组与给药：洁净级雄性昆明小鼠120
只，体重18~20 g，军事医学科学院动物试验中心提
供，许可证号：SCXK-（军）2002-001。随机分为正
常对照组、减压缺氧模型组、红景天胶囊组及NP
高、中、低剂量组。每组20只。蕨麻正丁醇提取部
位及红景天胶囊内容物用 3‰羧甲基纤维素钠
（CMC-Na）配制，NP高、中、低剂量组分别给予0.3 、
0.15 、0.075 g·（kg·d）-1，红景天组给予0.6 g·（kg·
d）-1，其余两组给予等体积的3‰CMC-Na，连续灌胃
给药1周。
1.2.2 低压缺氧损伤模型建立：除正常对照组外，
减压缺氧模型组与各给药组在最后1次灌胃后置于
缺氧舱进行低压缺氧，实验过程中维持氧含量8%~
10%，温度（25±3）℃，湿度65%（用钠石灰控制舱
内CO2含量，无水氯化钙控制湿度），控制气流流量
0.075~0.085 m3/h。15 min 时间使舱内大气压降
至-0.065 Mpa相当于海拔8 000 m，期间实时观察并
记录小鼠行为状态；持续缺氧18 h后，15 min内使舱
内大气压回升至常压，出舱，取血后处死，取全脑组
织待测。
1.2.3 形态学观察：小鼠脑组织用4%多聚甲醛固
定，石蜡包埋，连续切片，HE常规染色，光学显微镜观察。
1.2.4 脑含水量测定：采用干湿法测定各实验组脑
组织含水量：取右半脑用滤纸吸干表面水分后，用
预先称重编号的锡纸包裹，称重。放入150℃恒温
烤箱中烘干至恒重，称重。用公式计算脑含水量=
（湿重-干重）/ 湿重×100 %。
1.2.5 CK、SOD活性及MDA含量的测定：小鼠出舱
后，迅速断头，冰浴取脑，剥除脑膜并用预冷的PBS
（0.01 M，pH 7.4）冲净表面血液。滤纸吸干表面水
分，称重，冰桶中匀浆后，按重量体积比（1：9）将脑
与匀浆介质混合，制成10%脑匀浆，4℃ 3 000 r/min
离心10 min，取上清备用。断头同时迅速抽取血，离
心取血清，于-80℃冻存，备用。用比色法测定CK
的活性，实验操作按试剂盒说明进行。用黄嘌呤氧
化酶法测定SOD活性；用硫代巴比妥酸比色法测定
MDA含量，实验操作按试剂盒说明进行。
1.2.6 统计学处理：数据用SPSS13.0 统计软件处
理，实验结果用􀱽±s表示，进行单因素方差分析，以
P <0.05为有统计学意义。
2 结 果
2.1 HE染色
光学显微镜下可见脑组织HE染色切片中，正
常对照组海马神经元饱满，排列规则，胞浆均匀，核
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清晰；减压缺氧模型组可见海马神经元大部分固缩
变形，胞浆深染，轴突断裂或消失。红景天组和蕨
麻高剂量组神经元胞浆均匀饱满，淡染，细胞排列
均一，偶见细胞固缩深染。（图1，见封二）。
2.2 脑含水量测定
用急性减压法模拟高原缺氧引起小鼠脑含水
量从正常对照组的（70.07±0.95）%明显增加至
（80.45±1.74）%（P <0.01），红景天组脑含水量降至
（72.41±1.44）%，与模型组相比有显著差异（P <
0.05），NP高中低剂量组脑含水量均降低，分别为
（71.12 ± 1.52）% 、（71.33 ± 0.87）% 和（74.31 ±
0.99）%。，与模型组比有显著差异（P <0.01，P <0.05
和P <0.05）。见表1。
2.3 脑组织匀浆SOD活性和MDA含量
与正常对照组相比，减压缺氧组小鼠脑组织
SOD活性明显下降（P <0.01），MDA含量显著升高（
P <0.01）。预先给予不同剂量的NP及红景天干预
后，小鼠脑组织SOD活性较减压缺氧模型组显著升
高（P <0.01 或 P <0.05），MDA含量则显著降低（P <
0.01 或 P <0.05）。见表1。
组别（脑匀浆）
正常对照组
减压缺氧模型组
红景天组
蕨麻正丁醇部位
剂量 [g·(kg·d) -1]
－
－
0.6
0.3
0.15
0.075
SOD [U·(mg·prot）-1]
187.93±12.08
124.11±11.61①
152.09±12.97②
174.89±12.87②
154.61±9.47③
145.07±13.24③
MDA [nmol·（mg·prot)-1]
0.66±0.087
1.53±0.085①
1.07±0.13②
0.93±0.057②
1.15±0.088②
1.30±0.12③
脑含水量 (%)
70.07±0.95
80.45±1.74①
72.41±1.44③
71.12±1.52②
71.33±0.87③
74.31±0.99③
表1 蕨麻正丁醇部位对低压缺氧小鼠脑组织SOD、MDA及脑含水量的影响 ( 􀱽±s, n=10)
①:与对照组相比，P <0.01；②:与模型组相比，P <0.01；③:与模型组相比，P <0.05
2.4 血清SOD、CK活性和MDA含量
与正常对照组相比，减压缺氧模型组小鼠血清
SOD活性明显下降（P<0.01），MDA含量及CK活性
显著升高（P<0.01）。与减压缺氧模型组比，预先给
予红景天处理的小鼠血清MDA含量及CK活性则降
低（P<0.05 或 P<0.01），SOD活性较减压缺氧模型组
显著升高（P<0.01）。见表2。
表2 蕨麻正丁醇部位对急性低压缺氧小鼠血清SOD、CK及MDA的影响 (􀱽±s, n=10)
组别（血清）
正常对照组
减压缺氧模型组
红景天组
蕨麻正丁醇部位
剂量 [g·(kg·d) -1]
－
－
0.6
0.3
0.15
0.075
SOD (U/ml)
391.27±31.60
283.26±37.00①
329.37±37.37②
376.94±23.14②
354.90±30.05②
324.90±21.97②
MDA (nmol/ml)
9.86±1.57
26.89±6.41①
18.85±4.81③
13.87±2.98②
18.38±4.81③
19.83±4.58③
CK (U/L)
38.64±12.19
62.49±12.64①
44.27±10.05②
41.02±9.34②
45.15±9.56②
50.60±9.58③
①:与对照组相比，P<0.01；②:与模型组相比，P<0.01；③:与模型组相比，P<0.05
3 讨 论
大量临床和实验研究资料都表明：高原自然环
境对机体损害主要是因低压低氧引发各系统机能
的应激性反应，导致出现不同程度“高原反应”［11］。
本实验结果显示：小鼠在相当于海拔8 000 m高度，
缺氧18 h后，海马区大部分神经元损伤，形态学主
要表现为神经元突起短小或消失，部分神经元胞体
变小、固缩、深染、拉长，或呈三角形，细胞核小而深
染。此时脑含水量也明显增加，表明本实验的低压
缺氧条件已经造成小鼠明显的脑损伤，模型建立成功。
脑水肿被认为是引起颅内高压和急性高山反
应的重要原因，干湿质量法测定脑组织含水量是评
价脑损伤的一种简单、准确、行之有效的方法［12］。
本研究发现预先给予蕨麻正丁醇提取部位连续7 d
后再行缺氧的小鼠，其脑含水量明显比单纯缺氧组
降低，脑组织切片HE染色也可观察到海马神经元
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浆均匀饱满，淡染，细胞排列均一，接近正常对照
组，提示蕨麻正丁醇提取部位对急性高原缺氧导致
的脑损伤具有一定的防治作用。
脑缺氧可引起高能量化合物和ATP等降解，腺
苷可代谢转变为黄嘌呤，以黄嘌呤氧化酶催化，使
之产生尿酸和O2·-，O2·-生成过多会导致神经细胞膜
脂质过氧化；此外，缺氧也可直接引起神经细胞膜
去极化，使兴奋性氨基酸释放过多，NMDA受体活
化，提高胞内Ca2+浓度，活化磷脂酶A2，使花生四烯
酸和氧自由基生成增加，促使膜脂质过氧化进一步
加剧，而膜脂质过氧化是引起神经细胞功能障碍和
死亡的原因之一[13,14]。本研究发现小鼠经模拟高原
缺氧后脑组织和血清中脂质过氧化物含量明显增
加，与此同时SOD活性则降低，提示高原缺氧可能
引起机体抗氧化系统紊乱，抗氧化酶活性降低，从
而导致机体清除自由基能力的降低，造成自由基大
量堆积而导致细胞膜脂质过氧化损伤加剧。给予
蕨麻正丁醇提取部位后血清及脑组织的SOD活性
升高，MDA含量降低，表明蕨麻正丁醇提取部位可
通过增强机体清除自由基的能力，对抗缺氧导致的
细胞膜氧化损伤。提示通过其抗氧化作用抵抗氧
自由基的脂质过氧化损伤是蕨麻正丁醇提取部位
抗缺氧损伤的途径之一。实验结果还显示减压缺
氧后血清CK活性也显著升高。CK是重要的心肌酶
之一，其释放量直接反映了心肌缺氧损伤的程度。
实验结果表明，与正常对照组比，缺氧模型组CK活
性显著升高，提示急性高原缺氧对心肌也有一定的
损伤作用，与缺氧损伤模型组比较，蕨麻正丁醇提
取部位可显著减少缺氧条件下CK的外漏量，一定
程度上保持了心肌细胞膜的完整性，这与我们在乳
鼠心肌细胞缺氧模型及小鼠急性心肌缺血模型中
观察到的结果相一致[8,10]。
综上所述，蕨麻正丁醇提取部位能够显著保护
低压缺氧引起的机体损伤，该作用与其显著提高机
体对自由基的清除力，减少自由基的堆积，从而减
轻膜脂质过氧化损伤有关。提示蕨麻正丁醇部位
对高原缺氧损伤具有保护作用。
【参考文献】
[1] Lorente M, Mirapeix RM, Miguel M, et al. Chronic hypoxia
induced ultra structural changes in the rat adrenal zona
glomerulosa [J]. Histol Histopathol, 2002, 17(1):185- 190.
[2] 李灵芝, 张丽, 龚海英, 等. 蕨麻醇提物抗缺氧及抗氧化机
制研究[J]. 中国食品卫生杂志, 2005, 17(4):306-309.
[3] 李建宇, 李灵芝, 张永亮, 等. 蕨麻醇提物对心肌细胞缺氧
损伤的保护作用[J]. 中国新药杂志, 2007, 16(12):944-946.
[4] 赵赤, 张岭, 李广策, 等. 蕨麻各极性部位抗缺氧活性初步
研究[J]. 天津药学, 2008, 20(4):8-9.
[5] 贾守宁, 杨卉. 蕨麻抗缺氧作用的实验研究[J]. 中国民族
医药杂志, 1999, 5(1):37.
[6] 李园媛,袁勤生.青藏高原蕨麻植物抗氧化作用的研究[J].
药物生物技术, 2004, 11(1):25-28.
[7] 陈炅然, 王琴. 蕨麻多糖的提取及其清除自由基的作用[J].
中国兽医科技, 2004, 34(4):59-62.
[8] 王舒, 韦薇, 李灵芝, 等.蕨麻正丁醇部位对缺氧损伤心肌
细胞的保护作用[J]. 天津中医药, 2009, 6(3):198-201.
[9] 李建宇, 李怡, 龚海英,等. 蕨麻正丁醇提取部位对小鼠急
性缺血心肌caspase-9/3 mRNA表达的影响[J]. 中国中西
医结合急救杂志, 2009, 6(3):18-21.
[10]李建宇, 李怡, 龚海英,等. 蕨麻正丁醇提取部位对小鼠急
性缺血损伤的保护作用[J]. 中西医结合学报, 2009, (7):
48-52.
[11]Basnsyat B, Cumbo TA, Edelman R, et al. Acute medical
problems in the Himalayas outside the setting of altitude
sickness[J]. High Alt Med Biol. 2000, 1(3):167-174.
[12]Andine P, Thordstein M, Kjehner I, et al. Evaluation of brain
damage in rat model of neonatal hypoxic-ischemia[J]. J
Neuro scimethods, 1990, 5(3):253-260.
[13]Chou CW, Hwang JH, Chang YS, et al. Effects of
alpha-phenyl-N-tert-butyl nitrone (PBN) on brain cell
membrane function and energy metabolism during transient
global cerebral hypoxia-ischemia and reoxygenation-
reperfusion in newborn piglets[J]. J Korean Med Sci, 2004, 19
(3):413-418.
[14]Mishra OP. Delivoria-Papadopoulos M. Cellular mecha-
nisms of hypoxic injury in the developing brain[J]. Brain Res
Bull, 1999, 48(3):233-238.
(责任编辑：董瓅瑾)
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