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Protective effect of procyanidins on experimental rats with intracerebral hemorrhage

原花青素对实验性脑出血大鼠的保护作用



全 文 :原花青素对实验性脑出血大鼠的保护作用
高羽,董志
(重庆医科大学 药理教研室 重庆市生物化学与分子药理学重点实验室,重庆 400016)
[摘要] 目的:探讨原花青素对脑出血大鼠的脑保护作用及其可能机制。方法:采用Ⅶ型胶原酶诱导大鼠脑出血,建立
脑出血模型。54只健康 SD大鼠随机分为假手术组、脑出血模型组、原花青素低剂量组(50mg·kg-1)、中剂量组(100mg·
kg-1)、高剂量组(200mg·kg-1)及尼莫地平组(10mg·kg-1)。术后4,8,12,24h观察神经缺损症状并根据Bederson方法评
分;出血后24h取血与脑组织,检测血清磷酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)的水平,丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶
(SOD)活性;干湿比重法测定脑组织含水量;HE染色观察脑组织病理学改变。结果:与模型组比较,原花青素低、中、高剂量
组的神经行为学评分显著降低(P<005或P<001),血清CK,LDH的水平明显降低(P<005或P<001),脑组织SOD活
性显著升高(P<005),MDA含量明显降低(P<005或P<001),脑组织含水量显著下降(P<005或P<001)。HE结果
显示,与模型组相比,原花青素各个剂量组的组织与神经细胞损伤程度有所减轻,病理学变化有所改善。结论:原花青素能够
保护脑出血大鼠,其机制可能与改善脂质过氧化、减少自由基生成有关。
[关键词] 脑出血;原花青素;保护作用;大鼠
[收稿日期] 20090520
[通信作者] 董志,Tel:(023)68486678,Email:zhidong073@hot
mailcom
[作者简介] 高羽,主要从事神经与受体药理学研究,Tel:
13996360955
  原花青素具有保护心血管、防治癌症、抗炎、抗
糖尿病、抗胃溃疡、保护肝脏、抗辐射等药理作用,并
且它的生物利用率高,毒性低,优越的生物活性使原
花青素广泛应用于药品、化妆品、保健品等领域,但
其对脑出血的作用国内外还未见报道。本实验通过
模拟脑出血模型,探讨原花青素对脑出血的保护
作用。
1 材料
11 动物 清洁级健康 SD大鼠54只,雌雄不限,
体重180~250g,由重庆医科大学实验动物中心提
供[合格证号SCXK(渝)20070001]。
12 药品 原花青素为红棕色粉末(西安小草植
物科技有限公司,批号 XC080622),纯度 >95%,临
用时加蒸馏水配置成混悬液。尼莫地平片(山西亚
宝药业集团股份有限公司,批号080704)。
13 主要试剂 Ⅶ型胶原酶(美国 Sigma公司)。
超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、乳酸脱氢
酶(LDH)、肌酸激酶(CK)及考马斯亮蓝蛋白测定
试剂盒均购于南京建成生物工程研究所,批号
20081007。
14 主要仪器 脑立体定位仪(国营西北光学仪
器厂 WDTⅡ型),微量注射器(上海安亭微量进样
器厂 5μL),紫外可见分光光度计(上海精密仪器
仪表有限公司 UV7504),全自动生化分析仪(日立
公司 7170A),超低温冰箱(日本 SANYOMDF0540
型),电子分析天平(SARTORIUSBT423S),低温离
心机(日本 HITACHICR21型),电热恒温水槽(上
海精宏实验设备有限公司 DK8D),显微镜 H2(日
本OLYMPUSBH2型)。
2 方法
21 动物模型制备
大鼠术前 12h禁食,不禁水。参照 Rosen
berg[1]等的尾状核微量注射胶原酶Ⅶ型诱导大鼠
ICH模型。大鼠经4%水合氯醛腹腔麻醉后俯卧位
固定,按照文献[2]方法使上门齿钩平面比耳间线
平面低24mm,这样使大鼠前囟和后囟基本在同一
平面上。用乙醇局部消毒,头皮正中切口约 08
cm,剪开骨膜,暴露前囟,于前囟前024mm,中线
向左旁开3mm处用55号针头钻一直径大约为1
mm的小孔,深达硬脑膜。用固定于立体定位仪上
的微量注射器沿钻孔进针,进针深度58mm(即尾
状核位置),缓慢注射Ⅶ型胶原酶04U,注射完后
留针10min,缝合皮肤。假手术组只注射生理盐水,
其余操作一致。术后动物分笼饲养,给予正常进食
进水,室温控制在20~25℃。
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22 分组及给药
大鼠随机分为6组,即假手术组、脑出血模型
组、尼莫地平组(10mg·kg-1),原花青素低、中、高
剂量组(50,100,200mg·kg-1)。原花青素粉剂用
蒸馏水制成悬浮液,大鼠术前2周每天灌胃1次,并
于术前1h再灌胃1次。假手术组和模型组均分别
灌胃给予等量生理盐水。
23 主要观察指标
231 行为学评分 动物苏醒后于造模后(注射
胶原酶拔针后)4,8,12,24h,各组按照 Bederson[3]
的评分标准进行神经行为学评分。0分:无神经功
能缺损;1分:前肢出现任何屈曲成分(即提尾悬空
实验阳性),不伴其他不正常;2分:侧推抵抗力下降
(即侧向推力实验阳性),伴前肢屈曲,无转圈行为;
3分:同2级行为,伴自发性旋转(自由活动时向瘫
痪侧划圈)。
232 脑含水量(BWC)测定 术后24h断头取
脑,以进针孔为中心,切取针孔前半部分脑组织,精
密称重(精确到01mg)。取脑到称重完成时间控
制在5min内。然后置于80℃恒温烘箱中烘烤48
h后称取干重,按Eliot公式计算脑组织BWC。
BWC=(湿重-干重)/湿重×100%
233 生化检测 术后24h断头取脑,于冰块上
迅速切取血肿周围脑组织,用冰生理盐水制成10%
的脑组织匀浆,4℃离心(3000r·min-1)15min,
取上清,按试剂盒说明书分别测定脑组织中SOD活
  
性以及MDA含量。考马斯亮蓝法标定蛋白含量。
术后24h,各组大鼠颈总动脉取血,3000r·min-1
离心10min,取血清,全自动生化分析仪测定 CK,
LDH水平。
234 病理学检测 术后24h,各组大鼠经水合氯
醛麻醉后迅速打开胸腔,暴露心脏,左心室插管至升
主动脉,剪开右心耳,依次灌入生理盐水150mL和
4%多聚甲醛150mL。断头取脑,再用相同固定液
固定1h,冠状位切取针孔前后约4mm层厚的脑组
织,石蜡包埋、切片、HE染色,光镜观察病变区及附
近脑组织病理改变。
24 统计方法
所有数据均采用 SPSSl30统计软件包进行统
计,实验数据以 珋x±s表示。全部实验数据先做正态
分布和方差齐性检验,大鼠神经行为学评分、SOD
含量比较均用 KruskalWalis检验,两组样本均数
间比较用MannWhitney检验;其他指标比较均用单
因素方差分析,两组样本均数间比较用 LSD检验。
以P<005为差异有统计学意义。
3 结果
31 对脑出血大鼠神经行为学评分的影响 假手
术组神经病学评分接近于0分,模型组神经功能缺
损症状最严重,在各时间点其神经病学评分均很高,
与假手术组相比差异有统计学意义(P<001),而
各给药组在各时间点神经病学评分均低于模型组,
差异有显著性(表1)。
表1 原花青素对大鼠Bederson神经行为学评分的影响(珋x±s,n=9)
组别 剂量/mg·kg-1 4h 8h 12h 24h
假手术  - 044±053 0±0 0±0 0±0
模型   - 289±0332) 278±0442) 289±0332) 289±0332)
原花青素 50 244±0532) 222±0442,3) 222±0442,4) 233±0502,3)
100 244±0532) 211±0602,3) 222±0442,4) 233±0502,3)
200 233±0502,3) 20±0502,4) 211±0602,4) 222±0442,4)
尼莫地平 10 233±0502,3) 20±0502,3) 222±0442,4) 233±0502,4)
  注:与假手术组比较1)P<005,2)P<001;与模型组比较3)P<005,4)P<001(表2,3同)。
32 脑组织含水量的比较 与假手术组比较,模型
组大鼠脑组织含水量明显升高,差异有统计学意义
(P<005,P<001)。各给药组大鼠脑组织含水量
虽然也较高,但与模型组相比却明显降低,差异有统
计学意义(P<005,P<001)(表2)。
33 脑组织匀浆SOD,MDA含量 与假手术比较,
脑组织中 MDA含量明显增加,SOD活性显著降低
(P<005,P<001)。与模型组比较,各给药组大
鼠脑组织中 MDA含量显著降低,SOD活性显著增
加(P<005,P<001)(表3)。
34 血清 CK,LDH含量 与假手术组比较,模型
组大鼠血清中CK,LDH水平显著增高,差异有统计
学意义。给药组大鼠血清中 CK,LDH水平明显降
低,与模型组比较,差异具有统计学意义(表3)。
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表2 原花青素对大鼠脑组织含水量的影响(珋x±s,n=6)
组别 剂量/mg·kg-1 脑组织含水量/%
假手术  - 7814±066
模型   - 8237±1542)
原花青素 50 8042±1172,4)
100 8015±0752,4)
200 7932±0754)
尼莫地平 10 7986±0961,4)
35 脑组织病理学改变 假手术组脑组织结构正
常,神经细胞排列整齐,形态正常,细胞着色均匀,没
有明显的炎症细胞浸润;模型组脑组织中充满变形
红细胞,组织疏松、无正常结构,细胞层次不清且结
构不完整,神经细胞肿胀、变形,自溶及坏死成空泡
状,细胞核固缩,核结构模糊,血肿周围大量炎症细
胞浸润;各给药组大鼠脑组织疏松程度降低,组织结
表3 原花青素对大鼠脑匀浆中MDA,SOD含量及血清中CK,LDH含量的影响(珋x±s,n=6)
组别 剂量/mg·kg-1 SOD/U·mg-1 MDA/nmol·mg-1 CK/U·L-1 LDH/U·L-1
假手术  - 14745±3790 327±032 51067±14991 69533±11677
模型   - 7694±3282) 430±0152) 104317±219872) 125850±201992)
原花青素 50 9889±9212,4) 404±0211) 82917±99322,3) 95517±156411,4)
100 1134±12854) 379±0231,4) 71317±134151,4) 89567±146931,4)
200 1227±12194) 353±0304) 61384±127104) 81317±147114)
尼莫地平 10 1233±14594) 343±0224) 62833±139184) 80683±190494)
构较均匀化,细胞水肿及变形明显减轻,部分神经细
胞形态正常、着色均匀、细胞膜及核仁清晰,炎症反
应不如模型组明显。原花青素低、中、高3个剂量组
中,随着剂量的增加,组织结构与神经细胞越接近正
常(图1)。
A假手术组;B模型组;C原花青素低剂量组;
D原花青素中剂量组;E原花青素高剂量组;F尼莫地平组。
图1 各组大鼠脑组织病理改变(HE染色,×400)
4 讨论
国内研究显示,原花青素能减小缺血再灌注损
伤大鼠的行为学评分,减轻缺血侧脑半球的水肿程
度,缩小梗死面积,从而保护脑缺血大鼠[4],本文结
果提示原花青素可能对脑出血大鼠也有保护作用。
本实验所用原花青素剂量大于以上文献报道的剂
量,可能与脑出血和脑缺血及心脏缺血对组织及神
经的损伤程度不一样有关。脑出血后由于血肿的占
位效应导致脑组织缺血、缺氧,血肿释放的活性物质
使血脑屏障开放,加重组织水肿,最终导致脑实质损
害进而引起受损区域神经功能缺损,出现受损神经
组织所支配侧躯体肌张力减弱、瘫痪甚至死亡等行
为障碍症状。LDH,CK均为细胞内酶,在正常情况
下脑脊液和血清中所含甚少,脑出血后会通过受损
的血脑屏障释放入血。LDH是脑组织损害时最敏
感的酶[5],CK则可以作为颅内神经元损害的特异
性生化指标和分子标志。CK,LDH的水平高低,在
一定程度上可以反映脑损害的严重性、病变部位以
及应激的程度[6]。因此,神经行为障碍症状常用作
反映神经功能状况的重要指标,而血清中 LDH,CK
水平常作为判断脑细胞膜损伤程度的间接指标。本
实验发现原花青素可以减轻大鼠的神经行为学缺损
症状,降低血清中 CK,LDH的水平,减少脑组织的
含水量,改善脑组织的病理学变化,表明原花青素对
大鼠脑出血有明显的保护作用。
脑出血后自由基形成和脂质过氧化作用是脑组
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织发生继发性损害的主要原因之一。SOD作为体
内抗氧化酶,能够有效的抑制脂质过氧化,其活性的
高低可直接反应组织清除自由基的能力。MDA作
为脂质过氧化产物,其含量可间接反映组织受自由
基攻击程度[7]。本实验结果显示原花青素能够升
高脑出血大鼠脑组织中 SOD的活性,降低 MDA含
量,表明原花青素可能通过提高脑组织内源性抗氧
化酶的活性、抑制组织脂质过氧化、减少自由基生
成,从而减少脑含水量、保护神经细胞。
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Protectiveefectofprocyanidinsonexperimentalratswith
intracerebralhemorrhage
GAOYu,DONGZhi
(DepartmentofPharmacology,ChongqingKeyLaboratoryofBiochemistryandMolecular
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[Abstract] Objective:Toinvestigatetheprotectiveefectofprocyanidinsoncerebralinjuryinratmodelofcerebralhemor
rhage(ICH)andit′spossiblemechanismsMetheod:FiftyfourhealthSpragueDawleyratsweredividedintosixgroupsrandomly:
shamoperationgroup,modelgroupofintracerebralhemorhage,treatmentgroupadministratewithprocyanidinsoflow(50mg·kg-1),
middle(100mg·kg-1)andhigh(200mg·kg-1)dose,andpositivecontrolgroupadministratewithnimodipine(10mg·kg-1)In
tragastricadministrationprocyanidinstoratsofeachtreatmentgroupsonceaday,lastingtwoweeksandonceagainatonehourbefore
operationTheshamoperationgroupandintracerebralhemorhagegroupwasadministratedwithSodiumChlorideoftheequalvolume
Onthebrainstereotaxicapparatus,theratintracerebralhemorhagemodelwasestablishedbyinjectingcolagenasewithmicroinjector
intothebraincaudatenucleuswhichwaslocatedaccordingtothebrainstereotaxicatlasSymptomsofneurologicalhandicapofratswith
ICHwasevaluatedbymeasurementofBedersonscoreat4,8,12,24hourafteroperationrespectivelyTwentyfourhoursafteropera
tion,makethebloodserumofratsreadytomeasurethelevelofcreatinekinase(CK)andlactatedehydrogenase(LDH),andthe
brainhomogenatewaspreparedtodetecttheactivityofsuperoxidedismutase(SOD)andthecontentofmalondialdehyde(MDA)in
rat′sbraintissuesThecontentofwaterinrat′sbrainwasobservedbyDryweightmethod,thebraintissuepathomorphologywasob
servedwithelectronmicroscopeResult:Inprocyanidinsgroups(50,100,200mg·kg-1),theneurologicalbehavioralscore,Brain
WaterContent(BWC)andthelevelofCK,LDHweresignificantlylowerthanthoseinICHgroup(P<005,P<001),whereasthe
activityofSODwashigherthanthatinICHgroup(P<005)Meanwhile,procyanidins(100,200mg·kg-1)degradethecontent
ofMDAinbrainhomogenateInaddition,changesofhistopathologyinprocyanidingroupsateverydoseswasbeterthanICHgroup
Conclusion:Procyanidinscanprotectratswithcerebralhemorhage,andtheprotectiveefectmayberesultfromimprovinglipidperox
idationandreducingfreeradicalstogenerate
[Keywords] cerebralhemorhage;procyanidins;protectefects;rats
[责任编辑 古云侠]
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