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紫背天葵提取物对电离辐射损伤的保护作用



全 文 :实用医学杂志 2012 年第 28 卷第 7 期
灌注后部分细胞功能得以恢复。
实验证实此模型制作方法科学稳定、可重复性
好,成功率高,适合进行颅内动脉取栓装置的研究
和评价,为推动急性颅内动脉栓塞新型血管内取栓
技术的研究进程起到积极的作用。
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(收稿:2011-09-21 编辑:徐荣远)
电离辐射可引起机体物质代谢紊乱,造成神经
系统、内分泌系统调节障碍,破坏机体组织的蛋白
质、核蛋白和酶等。 目前已有一些具有防护电离辐
射作用的药物,但多数毒性比较大,人们希望从天
然植物尤其是传统食品资源中开发毒性小、具有预
防电离辐射损伤作用的物质 [1]。 紫背天葵含有抗氧
化活性成分总黄酮,其具有保护造血系统、免疫系
统和清除自由基、抗氧化、保护 DNA 等作用,具有
作为电离辐射损伤预防药物的功能特点 [2-3]。 但是
目前国内外有关紫背天葵对电离辐射损伤的预防
保护作用还未见报道。由于紫背天葵具有生长适应
性强,病虫害少,极易栽培,亩产可达 500 kg,在北
方的大棚中也可周年生产等特点,符合从食源性材
料中寻找生长速度快、目标产物含量高、生物活性
强的进行抗辐射开发要求的植物品种,因而有必要
对其开展进一步的研究 [4-5]。 本实验观察紫背天葵
提取物对外周血白细胞数目和骨髓有核细胞数目
以及血清丙二醇(MDA)含量的影响,探讨紫背天葵
对电离辐射的预防保护作用,给紫背天葵的进一步
研究开发提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 材料 紫背天葵干物由广东肇庆市华强土特
产副食商行提供。 粉碎并过目筛后装于试样瓶中,
避光常温存放、备用。
doi:10.3969 / j.issn.1006-5725.2012.07.012
基金项目:广东省中医药局建设中医药强省科研课题基金资
助项目(编号:2007134);2010-2011 年度广州医学院第二临床学院
学生课外科技活动项目(编号:34)
作者单位:510182 广州医学院
通信作者:宜全 E-mail:zibeitiankuikeyan@163.com
紫背天葵提取物对电离辐射损伤的保护作用
黄伟刚 郑诗颖 叶大明 王寿扬 黎晓彦 吴秋如 杨逸铭 何杰勇 宜全
摘要 目的:研究紫背天葵提取物对电离辐射损伤的预防保护作用。 方法:将雌性 SD 大鼠随机分为紫
背天葵提取物低浓度给药组(100 mg / kg)和高浓度给药组(500 mg / kg)、辐射模型组(4 Gy)和正常组,大鼠连
续灌胃给药,第 13 天用 4 Gy 的 X 线全身照射 1 次,照射后继续给药,至第 17 天实验结束,比较各组大鼠的
外周血白细胞计数、骨髓有核细胞数、血清丙二醇(MDA)含量的变化。 结果:与辐射模型组比较,低浓度给药
组(100 mg / kg)的外周血白细胞数明显升高(P < 0.01),血清 MDA 含量明显降低(P < 0.01);高浓度给药组
(500 mg / kg)的骨髓有核细胞数明显升高(P < 0.01)。结论:紫背天葵提取物对电离辐射损伤具有一定的预防
保护作用。
关键词 辐射,电离; 紫背天葵提取物; 辐射防护
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1.2 实验动物 雌性 SD 大鼠 40 只,分 5 组,每组
8 只,体重 150 ~ 250 g,分别进行外周血白细胞计
数实验、骨髓有核细胞实验、血清 MDA 含量实验和
皮毛、食量、活动量、体重等一般状况的记录。 动物
饲养温度 22 ~ 24 ℃,湿度 52% ~ 58%(饲养场地由
广州医学院药理教研室的整体动物实验室提供)。
1.3 主要试剂与仪器
1.3.1 试剂 芦丁标准样品、亚硝酸钠、硝酸铝、氢
氧化钠、无水乙醇、硫酸亚铁、三氛醋酸、硫代巴比
妥酸、Hank′s 试液等(均为分析纯)购自广州化学
试剂厂,MDA 测试盒购自南京建成生物工程研究
所。
1.3.2 仪器 PRIMUS 型医用加速器 (西门子公
司)、722 型光栅分光光度计(上海精密科学仪器有
限公司)、德国 BP2215 型电子天平、德国 Hettich 型
低温高速离心机、德国 HOSHIZAKI 型自动制冰机、
LR4001 型旋转蒸发仪(德国 Heidolph 公司)、恒温
水浴箱(中国海尔公司)、电热恒温磁力搅拌机(北
京其林贝尔公司)。
1.4 试验药物提取工艺流程 紫背天葵干粉→称
量→溶剂浸提→离心分离→提取液→减压浓缩→
浓缩液→烘干→膏状药物→配制灌胃药液。按最佳
的提取工艺办法 [5],利用 70%的乙醇,将一定量的
紫背天葵干粉按料液比 1∶25 混合于烧瓶并置于
50℃的恒温水浴锅中,预热浸泡提取。 提取一定时
间后,离心分离(4 000 r / min,10 min)提取液,收集
上清液。 取小部分提取液定溶后,进行总黄酮含量
的测定。 其余提取液利用旋转蒸发仪减压浓缩,把
浓缩液烘干成膏状药物,按下述的方法配制成给药
组低、高浓度的灌胃药液,避光常温存放、备用。
1.5 分组设计及给药方式 实验设 2 个紫背天葵
提取物给药组、1 个辐射模型组和 1 个正常组。 给
药组药量:依据《现代医学实用实验动物学》动物与
人类剂量转换计算方法 [6],并参考相关文献[7],把
小鼠剂量换算成大鼠剂量,再按本实验辐射剂量需
要,略加修改。 分别称取 1 000、5 000 mg 膏状药物
加生理盐水至 100 mL,配制出给药组低、高浓度分
别为 100、500 mg / kg 的灌胃药液,每天灌胃 1 次,
给药量为 10 mL / kg。 正常组和辐射模型组予以等
体积的生理盐水, 连续灌胃 13 d 后给药组与辐射
模型组均以同一剂量 X 射线全身照射 1 次 (动物
照射由广州医学院附属肿瘤医院放疗中心协助完
成) ,本实验选择 4 Gy 吸收剂量 [8],造成中度造血
型放射病,对比观察药物的干预效能。 照射后继续
灌胃 4 d 至每项实验结束。
1.6 照射方法 用医用加速器 6 MV-X 射线一次
性全身照射。 剂量率 2 Gy / min,总吸收剂量 4 Gy。
1.7 试验方法
1.7.1 体征记录 各组动物均以 4 Gy 剂量的 X 射
线全身照射 1 次,于照射前后每天进行皮毛、食量、
活动量、体重等一般状况的记录。
1.7.2 外周血白细胞计数实验 各组动物均以
4 Gy 剂量的 X 射线全身照射 1 次, 于照射后第 4
天采尾尖血 20 μL,依据《实验诊断学实习指导》[9]
中常用的显微镜下血细胞计数法,计算外周血白细
胞数。 照射后 4 d 辐射模型组的白细胞数与正常组
进行比较,差异有显著性,则判定辐射损伤模型成
立;任一给药组与辐射模型组比较,白细胞总数更
多,差异有显著性,则可判定该实验阳性。
1.7.3 骨髓有核细胞数实验 射线照射剂量、方法
及实验判定方法同 1.7.2。 于照射后第 4 天,对大鼠
腹腔注射 3%戊巴比妥钠注射液,分离股骨,用 5 mL
注射器共吸取 3 mL Hank′s 液,冲出股骨中的全部
骨髓有核细胞,摇匀。 取骨髓有核细胞悬液 20 μL,
计数方法同 1.7.2,计算骨髓有核细胞数。
1.7.4 血清 MDA 含量实验 射线照射剂量、方法
及实验判定方法同 1.7.2。 于照射后第 4 天,摘眼球
采血, 离心, 取血清, 按试剂盒说明书测定血清
MDA 含量。
1.8 统计学方法 计量资料外周血白细胞数、骨
髓有核细胞数、血清 MDA 含量,采用 SPSS 17.0 软
件进行数据转化和统计分析。 若方差齐,采用单因
素方差分析;若方差不齐,则对原始数据进行适当
的变量转换,满足方差齐性检验后,用转换后的数
据进行统计; 若变量转换后仍未达到方差齐的目
的,改用秩和检验进行统计。
2 结果
2.1 总黄酮含量测定 药品经硝酸铝显色法检测
和相关计算 , 此提取法得到的总黄酮提取率为
43.6%。 结果与文献[5]报道相符。
2.2 动物一般状况 5 组大鼠照射前形体肥壮,被
毛紧密有光泽,食量正常,活动灵敏,体重增加。 正
常组大鼠在照射后 7 d 内状况无明显变化。 辐射模
型组大鼠照射后 7 d 内精神差,被毛松散,色泽暗
淡,饮食减少,活动减少,体重减轻。 紫背天葵给药
组大鼠照射后 7 d 内被毛略有松散,进食和活动量
较辐射模型组大鼠量多,较正常组大鼠量少,体重
略有减轻。
2.3 试验药物对大鼠外周血白细胞计数的影响
见表 1。 照射后第 4 天辐射模型组的白细胞计数显
著低于正常组,差异具有显著性(P < 0.01)。各给药
组大鼠的白细胞计数均高于辐射模型组,其中 100
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mg / kg 低浓度给药组的白细胞计数明显高于辐射
模型组,差异具有显著性(P < 0.01)。
2.4 试验药物对大鼠骨髓有核细胞数的影响 见
表 1。 照射后第 4 天辐射模型组的骨髓有核细胞数
显著低于正常组,差异具有显著性(P < 0.01)。 各给
药组大鼠的骨髓有核细胞数均高于辐照模型组,
其中 500 mg / kg 高浓度给药组与辐射模型组的差
异有显著性(P < 0.01)。
2.5 试验药物对大鼠血清 MDA 含量的影响 见
表 1。 照射后第 4 天辐射模型组的血清 MDA 含量
显著高于正常组,差异具有显著性(P < 0.01)。各给
药组的血清 MDA 含量均低于辐照模型组, 其中
100 mg / kg 低浓度给药组的 MDA 含量明显低于辐
射模型组,差异有显著性(P < 0.01)。
3 讨论
X射线等电离辐射可引起机体发生一系列
生物学效应,出现病理、生理、生化和形态上的变
化 [10],其中造血系统最为敏感,造血细胞受电离辐
射损伤后,有丝分裂停止,细胞更新中断,反映在骨
髓和外周血象中各类细胞剧烈下降,同时造成免疫
系统受损,免疫功能下降。 既往文献 [11]提示以骨髓
有核细胞数和外周血白细胞数作为放射损伤检测
标准,可真实反映机体细胞损伤的程度。 而电离辐
射造成机体各种损伤的主要机制,目前认为主要是
放射线作用使机体产生大量自由基 [8], 氧自由基不
但通过生物膜中多不饱和脂肪酸的过氧化引起细
胞损伤,而且还能通过脂质过氧化物的分解产物引
起细胞损伤, 而 MDA 作为细胞膜中的不饱和脂肪
酸氧化反应的最终产物, 是氧化应激的可靠标记,
因此测定 MDA 的含量常常可反映机体内脂质过氧
化的程度,也可间接地反映机体细胞损伤的程度。
黄酮类物质是一类广泛存在于植物中的次级
代谢产物。 紫背天葵提取物的主要成分为总黄酮,
提取率可高达 59.7%[5]。 对黄酮类物质的研究是当
前学术界的热点之一,研究 [2-3]表明,黄酮类物质具
有多种生物学活性,如清除自由基作用、抗脂质过
氧化、抗病毒及抑制癌细胞生长、对抗致癌抗因子、
提高机体免疫力、 治疗某些疾病和提高造血功能
等,特别是近年有研究 [12]表明总黄酮具有显著的抗
辐射效果,但紫背天葵的抗辐射作用还未见报道。
本实验以 4 Gy 剂量的 X 射线照射大鼠后,观
察到大鼠外周血白细胞和骨髓有核细胞数目明显
减少,血清 MDA 含量明显增高,说明此照射已造成
大鼠免疫力低下,造血系统损伤,说明辐射损伤模
型成立。 但预先灌胃给予紫背天葵提取物的大鼠,
在 X 射线照射后的第 4 天, 测得外周血白细胞计
数和骨髓有核细胞数明显高于辐射模型组 (P <
0.01), 血清 MDA 含量明显低于辐射模型组 (P <
0.01); 表明紫背天葵在一定程度上能减轻电离辐
射对机体造成的免疫功能和造血功能下降的损害,
其作用机制可能与其主要成分总黄酮的抗氧化及
清除自由基的作用有关。
致谢:感谢陈英杰、黎剑宇、旷湘燕、吴译等同学,何晓
恩、肖青、何丽珊、王海高等研究生,强永刚、廖永华、陶理文
等老师和放疗中心张书旭主任等工作人员在本课题实施过
程中给予的全力帮助。
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(收稿:2011-09-24 编辑:袁宁)
表 1 紫背天葵提取物对辐射大鼠的 3 项指标的影响
x ± s
组别
正常组
辐射模型组
100 mg / kg 低浓度组
500 mg / kg 高浓度组
鼠数
8
8
8
8
外周血白细胞
计数(×109 / L)
13.90 ± 1.96*
2.04 ± 0.84
4.36 ± 2.26*
2.31 ± 0.96
骨髓有核细胞
数(× 106 / L)
112.75 ± 44.69*
22.26 ± 6.21
33.53 ± 17.21
42.29 ± 16.10*
血清 MDA 含量
(nmol / mL)
3.02 ± 0.39*
6.22 ± 2.35
3.25 ± 1.54*
4.77 ± 2.31
注:与辐射模型组比较,*P < 0.01
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