全 文 ：红景天黄芪合剂预防大鼠模拟高原缺氧脑损伤的作用＊
朱　俐 1 ,石仲瑷 2 ,吴小梅1 ,张志军 ,金淑仪 1(1.南通大学航海医学研究所 ,江苏南通 226001;2.上海交通大学海洋水下工程科学研究院 , 上海 200030)
摘要:目的 观察红景天黄芪合剂对模拟高原缺氧脑损伤的保护作用并探讨其机理。方法 用成年 SD大
鼠随机分为常氧对照组 ,模拟高原缺氧组 ,红景天黄芪合剂预防组 ,后两组在密闭减压舱内 ,模拟海拔
8 000 m维持 7h,检测大鼠脑组织含水量 、Na+, K+-ATP酶活性 、超氧化物歧化酶(SOD)活性 、脑组织
和血清丙二醛(MDA)含量和乳酸含量 。结果 脑含水量缺氧组较对照组显著增高 ,预防组较缺氧组明
显下降 。脑组织和血清 MDA含量缺氧组明显高于对照组 ,预防组则显著降低。脑组织和血清乳酸含
量缺氧组均显著升高 ,预防组较缺氧组明显下降。结论 红景天黄芪合剂可显著预防模拟高原缺氧的脑
损伤作用 ,该作用与其对抗膜脂质过氧化作用 ,抑制脑组织和血清中乳酸堆积有一定关系 。
关键词:红景天黄芪合剂;高空缺氧;脑含水量;丙二醛;乳酸
中图分类号:R852.11　　文献标识码:A　　文章编号:1002-0837(2005)04-0303-03
PreventionofRhodiola-astragalusMembranaceusCompoundsagainstSimulatedPlateauHypoxiaBrainInjuryinRat.ZHULi, SHIZhong-yuan, WUxiao-mei, ZHANGZhi-jun, JINShu-yi.SpaceMedicine
＆MedicalEngineering, 2005, 18(4):303 ～ 305Abstract:ObjectiveToobservetheprotectiveefectsofRhodiola-astragalusmembranaceusmixtureagainstbraindamageduringhypoxiaundersimulatedplateauenvironmentandthemechanisms
maybeinvolvedin.MethodAdultSDratswererandomlydividedinto3groups, whichwerenormox-iccontrol, simulatedplateauhypoxia, andRhodiola-astragalusmembranaceusmixturepretreatmentgroup.Ratsinthelatertwogroupswereexposedtosimulated8 000 m altitudeinahypobaric
chamberfor7 h.Watercontent, Na+ , K+-ATPaseactivityandSODactivityincerebraltissue, ma-
londialdehyde(MDA)andlacticacidcontentincerebralhomogenateandserumweremeasured.ResultAscomparedwithcontrolgroup, cerebralwatercontentwassignificantlyhigherinhypoxiagroup, whileitwasobviouslylowerinpretreatmentgroup.MDAcontentsofhypoxiagroupbothincerebralhomogenateandserumwerehigherthanthatofcontrolgroup, whileinpretreatmentgrouptheywerebothdecreasedobviously.Lacticacidcontentofhypoxiagroupincerebralandinserum
increasedmarkedlyanddecreaseddrasticalyinpretreatmentgroupcomparedtothatofhypoxicgroup.ConclusionRhodiola-astragalusmembranaceusmixturehaspreventiveeffectsonhypoxicdamageinducedbysimulatedplateauenvironment.Thispreventionmayberelatedtotheantago-nisticeffectonmembranelipidperoxidationandtheinhibitionontheaccumulationoflacticacidin
braintissueandserum.Keywords:rhodiola-astragalusmembranaceusmixture;altitudehypoxia;cerebralwatercontent;malondialdehyde;lacticacidAddressreprintrequeststo:ZHULi.InstituteofNauticalMedicine, NantongUniversity, NantongJiangsu226001, China
　　人快速从平原进入海拔 3 500 m以上高原
后 ,因高原低压低氧环境引起急性高山反应 ,出现
一系列缺氧性脑功能 、脑代谢紊乱的表现 。关于
急性高山反应的病理生理学机制尚未完全阐明 ,
对该病的防治至今仍缺少行之有效的措施 。由于
人类生存和活动领域的不断拓宽 ,对急性高山反
应的预防和治疗显得格外重要 。红景天的主要化
学成分为红景天苷和苷元酪醇 ,有较强的抗缺氧 、
收稿日期:2005-05-15
通讯作者:朱俐　zhulizhou@ntu.edu.cn
＊基金项目:交通部 “西部开发 ”重点项目资助
抗寒 、抗疲劳和提高高原环境下运动能力等作用 ,
其作用机理与调节自由基失衡有关 [ 1 ～ 3] 。黄芪有
改善微循环和血脑屏障通透性 、减轻脑水肿 、延长
缺氧小鼠存活时间的作用 [ 4, 5] 。但是关于红景天
黄芪联合使用对模拟高原缺氧动物脑组织的影响
及可能的作用机理目前尚未见报道 。
该研究在文献调研和前期预研基础上将一定
剂量的红景天黄芪提取物制成合剂 ,采用大鼠暴
露于模拟海拔 8 000 m高原环境 ,观察红景天黄
芪合剂抗低气压缺氧的作用 ,并分析其可能的作
用机制 ,为临床防治高山反应提供实验依据 。
第 18卷　第 4期 　　　　　　 　　航天医学与医学工程 　 　　　　　　 Vol.18　No.4
　2005年　8月　　　　　　SpaceMedicine＆MedicalEngineering　 　　　　Aug.2005　
DOI :10.16289/j.cnki.1002-0837.2005.04.016
方　法
实验动物与分组　SD大鼠 30只由南通医学
院实验动物中心提供 ,雌雄各半 ,体重 180 ～ 200
g,按性别 、体重分为 3组 ,即常氧对照组 ,模拟高
原缺氧组 ,红景天黄芪合剂预防加缺氧组 ,每组
10只动物 。
实验药品　红景天黄芪合剂由石仲瑗教授提
供 ,红景天为西藏产 ,与黄芪制成粉剂 ,使用前用
生理盐水配成终浓度 0.2 g/ml。红景天黄芪合剂
预防加缺氧组按 0.5 ml/100 g体重(相当于 0.1
g生药 /100 g体重)剂量每天灌胃给 1次 ,连续 7
d;其余两组给予等体积的生理盐水。
实验步骤　模拟高原缺氧组和预防加缺氧组
动物在最后 1次给药后 1 h置于低压舱内(舱容
积为 0.01 m3),关闭舱门 ,调整舱内压力渐减 ,在
10 min左右将舱内压力减至 0.068 MPa(相对于
以 10m/s的速度升至海拔 8 000 m),维持此压
力 7 h,造成全脑急性低氧模型 ,完成预定缺氧时
间后将舱内压力升至正常大气压 ,出舱后迅速断
头处死取脑 ,取血 ,其中半脑用于脑含水量的测
定 ,另半脑称重后按 1∶20(w/v)加入 0 ～ 4 ℃的
生理盐水制成 5%脑匀浆进行相关生化指标的测
定 ,血液离心取血清 。正常对照组置常氧室温低
氧舱附近。
用干湿质量法测量脑含水量 ,各组半侧脑组
织置于称量瓶中 ,称重后置于 50 ℃烘箱烤干至恒
重 。按公式计算脑含水量:脑含水量 (%)=(湿
重量 -干重量)/湿重量 ×100%。
用 Folin-酚法测定脑匀浆蛋白含量。分别
取 5%脑匀浆 、血清各 100 μl测定脑组织 Na+ ,
K+-ATP酶活性 、SOD活性分别以 μmolpi/(mg
pro· h)表示和 NU/mgpro表示 ,脑组织 MDA
含量用 nmol/mgpro表示 ,血清中用 nmol/L表
示 ,分别取 5%脑匀浆 、血清各 10 μl测定乳酸含
量 ,脑组织乳酸含量以 mmol/gpro表示 ,血清中
以 mmol/L表示 。按南京建成生物工程研究所提
供的试剂盒说明进行操作。
统计分析　实验结果用 x±s表示 ,用方差分
析和 t检验比较常氧对照组 ,模拟高原缺氧组 ,红
景天黄芪合剂预防加缺氧组均数之间的差异显著
性。
结果与分析
红景天黄芪合剂对模拟高原缺氧大鼠脑含水
量变化的影响　用急性减压法模拟高原缺氧引起
大鼠脑含水量从常氧对照组的 (77.940 ±
0.18)%明显增加至(78.670±0.21)%, (n=10,
P<0.01),而预先给予红景天黄芪合剂处理的大
鼠 ,脑含水量下降为(78.380 ±0.09)%,与模拟
高原缺氧组比呈明显降低(n=10, P<0.05),红
景天黄芪合剂在一定程度上可以预防高原缺氧引
起大鼠急性脑水肿 。
对脑组织 Na+, K+-ATP酶活性 、SOD活
性 、MDA含量以及乳酸含量的影响　与常氧对
照组相比 ,模拟高原缺氧组脑组织 Na+, K+-ATP
酶活性明显下降(P<0.05), MDA含量显著升高
(P<0.01),乳酸含量明显升高(P<0.01), SOD
活性呈下降趋势;预先给予红景天黄芪合剂处理
的大鼠脑组织 MDA含量则显著降低(P<0.01),
甚至低于正常水平 ,乳酸含量较缺氧组显著下降
(P<0.05)。红景天黄芪合剂预处理没有影响缺
氧造成的脑组织 Na+ , K+-ATP酶活性的下降 ,
SOD水平在各处理组之间也无显著差异(表 1)。
对血清 MDA和乳酸含量的影响　由表 2可
表 1　红景天黄芪合剂对大鼠脑组织 Na+, K+-ATP酶活性 、SOD活性 、MDA含量以及乳酸含量的影响(x±s, n=10)Table1　EffectsofRhodiolaandAstragalusmembranaceusmixtureonNa+, K+-ATPaseactivity, SODactivity, MDA
andlacticacidcontentsinratcerebraltissue(x±s, n=10)
group Na
+, K+-ATPase
μmolpi/(mgpro· h)
SODactivity
(NU· mg-1pro)
MDAcontent
(nmol· mg-1pro)
lacticacid
(μmol/mgpro)
　control 3.50±0.36 78.46±5.66 6.05±0.90 0.16±0.03
　hypoxia 3.21±0.07＊ 76.25±0.68 7.58±0.76＊＊ 0.24±0.04＊＊
　pretreatment 3.17±0.38 74.29±9.60 5.34±0.95## 0.20±0.03#
Note:＊P<0.05, ＊＊P<0.01, ascomparedwithcontrol;#P<0.05, ##P<0.01, ascomparedwithhypoxia
304 　　　　　　　　　　航天医学与医学工程　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 18卷
表 2　红景天黄芪合剂对大鼠血清 MDA及乳酸含量的
影响(x±s, n=10)
Table2　EffectsofRhodiolaandAstragalusmembrana-ceusmixtureonMDAandlacticacidcontents
inratserum(x±s, n=10)
group MDAcontrnt(nmol/L)
lacticacidcontent
(mmol/L)
　control 7.65±0.91 9.40±0.98
　hypoxia 10.15±1.26＊＊ 10.99±1.16＊＊
　pretreatment 6.69±1.30## 9.05±1.42##
Note:＊＊P<0.01, ascomparedwithcontrol;##P<0.0, as
comparedwithhypoxia
见 ,缺氧组血清 MDA及乳酸含量均明显高于对
照组(P<0.01),经红景天黄芪合剂预处理可显
著降低血清 MDA和乳酸含量(P<0.01)。
　　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[ 6] ,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 [ 7] 。本研究将大鼠暴露在相当于海拔 8 000m
高度的低压舱中 7h,发现模拟高原缺氧处理的大
鼠脑含水量较对照组动物显著增加 (P<0.01),
说明该模型可诱发动物出现急性脑水肿;而预先
给予红景天黄芪合剂连续 7d,再行缺氧的大鼠 ,
其脑含水量明显比单纯缺氧组降低 ,该结果提示
红景天黄芪合剂对高原缺氧性脑损伤具有一定的
防治作用。
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[ 8] ,脑缺氧可引起高能量化合物和
ATP等降解 ,或通过引起神经细胞膜去极化 ,使兴
奋性氨基酸释放过多等途径 ,促使膜脂质过氧化 。
本研究发现大鼠经模拟高原缺氧暴露后脑组织和
血清中脂质过氧化物含量明显增加 ,而给予红景
天黄芪合剂可以显著降低脑细胞膜脂质过氧化程
度 ,说明红景天黄芪合剂主要是通过抵抗氧自由
基与脂质过氧化作用保护脑细胞。缺氧暴露后造
成脑组织和血清中乳酸含量明显增加 ,这是由急
性缺氧引发组织细胞无氧酵解过程增强造成的 。
乳酸在脑组织的积聚会导致细胞渗透压增高 ,线
粒体肿胀和破裂 ,影响线粒体呼吸功能而加剧能
量代谢障碍。预先给予红景天黄芪合剂可抑制脑
组织和血清乳酸含量 ,防止乳酸堆积对脑组织的
伤害 。Na+, K+-ATP酶是一种膜结合酶 ,大鼠经
缺氧暴露 ,脑组织匀浆的 Na+ , K+-ATP酶活性
明显降低 ,但红景天黄芪合剂预防大鼠模拟高原
缺氧脑损伤的作用与提高 Na+ , K+-ATP酶活性
关系不明显。
综上 ,红景天黄芪合剂对高原缺氧脑损伤具
有一定的保护作用 ,其机理与其抗膜脂质过氧化
作用 ,抑制脑组织和血清乳酸含量 ,防止乳酸堆积
有关 。
[参考文献 ]
[ 1] 　SONGYueying, MAYuzhen, HANHuiwen, etal.Study
ofRhodiolaL.onthechemicalcomponentsandpharma-
cologicalefects [ J]. TraditionalandHerbalDrugs,
2004, 35(2):235-237.
[ 2] 　ZHANGWensheng, ZHULingqun, NIUFuling, etal.Pro-
tectiveeffectsofsalidrosideoninjuryinducedbyhypoxi-
a/hypoglycemiainculturedneurons[ J] .ChinaJournal
ofChineseMateriaMedica, 2004, 29(5):459-462.
[ 3] 　CUIJianhua, WANGYinhu, ZHANGXizhuo, etal.Effect
ofrhobidaonthefreeradicalmetabolismandserumcre-
atinekinaseafterexerciseandplateau[ J] .SpaceMedi-
cine＆MedicalEngineering, 2001, 14(6):448-451.
[ 4] 　HEXiaohua, LIChengyan, YUShaozu.Protectiveeffects
ofRadixastragaliagainstanomicdamagesofneuron
[ J] .ChinJNeurol, 1998, 31(4):204-206.
[ 5] 　JIARuizhe, JIANGLi, QIAOLixing, etal.Neuroprotective
effectsofastragulusmembranaceusonhypoxia-ischemia
braindamageinneonatalrathippocampus[ J] .China
JournalofChineseMateriaMedica, 2003, 28(12):1174-
1177.
[ 6] 　WestJB.Thephysiologicbasisofhigh-altitudediseases
[ J].AnnInternMed, 2004, 141(10):789-800.
[ 7] 　AndineP, ThordsteinM, KjelmerI, etal.Evaluationof
braindamageinratmodelofneonatalhypoxic-ischemia
[ J].JNeurosciMethods, 1990, 35(3):253-260.
[ 8] 　Lipton, SA, RosenbergPA.Excitatoryaminoacidsasa
finalcommonpathwayforneurologicdisorders[ J] .N
EnglJMed, 1994, 330(9):613-622.
[作者简介:朱俐 ,女 ,博士 , 副教授 ,研究方向为中枢神经元损伤
及药物保护 、脑低氧 、缺血预适应机制 ]
305第 4期　　　　　　　　　 　朱　俐 ,等.红景天黄芪合剂预防大鼠模拟高原缺氧脑损伤的作用