全 文 :制川乌总碱与白芍总苷、白芍多糖配伍治疗
类风湿性关节炎大鼠的作用机制研究
李晋奇1,2,彭成1,姬洁莹3
(1成都中医药大学,四川 成都 610075;2四川省医学科学院 四川省人民医院,四川 成都 610072;
3山西生物应用职业技术学院,山西 太原 030031)
[摘要] 目的:观察制川乌总碱与白芍总苷、白芍多糖配伍治疗类风湿性关节炎的作用机制。方法:以制川乌总碱与白
芍总苷、白芍多糖1∶2配伍治疗风寒湿证类风湿性关节炎大鼠模型,放射免疫法测定下丘脑 LENK和 βEND、血浆 SP、血清
IgG、血清细胞因子(IL1β,TNFα,IL6,IL2,IL10)的含量,电镜下观察滑膜细胞超微结构的改变。结果:制川乌总碱与白芍
总苷、白芍多糖1∶2配伍可以减轻风寒湿证类风湿性关节炎大鼠关节肿胀和关节疼痛,升高下丘脑LENK和βEND的含量,
降低血浆SP、血清IgG、血清IL1β、血清IL6的含量,升高血清IL2的含量,抑制成纤维样滑膜细胞分泌功能的异常亢进。结
论:制川乌总碱与白芍总苷或白芍多糖配伍治疗风寒湿证类风湿性关节炎的作用机制可能是增加中枢内源性阿片肽的含量,
抑制P物质合成和释放入血浆,调节血清细胞因子的紊乱,抑制血清免疫球蛋白的合成和分泌,减轻滑膜细胞异常亢进的分
泌功能。
[关键词] 制川乌总碱;白芍总苷;白芍多糖;配伍;类风湿性关节炎;作用机制
[收稿日期] 20090617
[基金项目] 国家自然科学基金重点项目(30230410);国家基础研
究发展计划(973)项目(2006CB504705)
[通信作者] 彭成,Tel:13708001778,Email:pengchengchengdu@
126.com
类风湿性关节炎(rheumatoidarthritis,RA)是
一个累及周围关节为主的多系统性炎症性的自身免
疫疾病,其特征性的症状为对称性、周围性多个关节
慢性炎性病变。川乌与白芍配伍最早见于汉代张仲
景《金匮要略》的乌头汤,是中医治疗风寒湿痹证的
常用药对,而现代医学多用于治疗类风湿性关节
炎[1]。本研究组通过制川乌配伍白芍水煎液治疗
类风湿性关节炎的研究发现白芍可部分增加制川乌
镇痛、抗炎、免疫调节等作用[2];又通过制川乌与白
芍组分配伍增效减毒的研究发现,制川乌总碱与白
芍总苷或白芍多糖配伍后抗炎、镇痛作用增强,毒性
降低,且1∶2的配伍比例最为明显。本实验在建立
了风寒湿证类风湿性关节炎动物模型的基础上,通
过观察下丘脑亮氨酸脑啡肽(LENK)、β内啡肽(β
END)、血浆 P物质(SP)、血清细胞因子(IL1β,
TNFα,IL6,IL2,IL10)、血清 IgG、滑膜细胞的超
微结构等指标,进一步探讨制川乌总碱与白芍总苷
或白芍多糖配伍治疗类风湿性关节炎的作用机制。
1 材料
11 药物 制川乌为毛茛科植物乌头 Aconitum
carmichaeliDebx母根的炮制加工品,购自江油市恒
源医药有限公司;白芍为芍药科植物芍药 Paeonia
lactifloraPal的根,购自成都市五块石中药饮片市
场;均由成都中医药大学中药鉴定教研室鉴定。制
川乌总生物碱(5650g·L-1)、白芍总苷(0737g
·mL-1)、白芍多糖(05g·g-1)均由成都中医药
大学中药化学教研室提取制备,实验时均配制成含
生药6%(相当于临床人用量12倍)的药液;制川乌
总碱白芍总苷(1∶2)配伍药液和制川乌总碱白芍
多糖(1∶2)配伍药液均由制川乌和白芍生药(1∶2)
配伍成含6%制川乌的药液,备用。布洛芬片(阳性
药物,湖北百科亨迪药业有限公司,批号070103)。
完全弗氏佐剂(造模药物,美国 Sigma公司,批号
F5881)。
12 动物 SD大鼠,雄性,体重160~200g,由成
都中医药大学实验动物研究中心提供,许可证号:
SCXK(川)200811,检疫后备用。
13 仪器 Walac1480WIZARD γ计数仪,由
PerkinelmerFinland生产。日立H600IV透射电镜,
日立HUS5GB型真空喷镀仪,ULTRACUTE型超薄
切片机,LKB216型自动染色机,均由四川大学华西
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基础医学与法医学院电镜室提供。
14 试剂 亮氨酸脑啡肽放射免疫分析药盒[L
ENK(HY0106)RIAKIT],PHOENIXPHARMACEU
TICALS,INSUSA(进口分装);碘[125I]β内啡肽放射
免疫分析药盒,碘[125I]P物质放射免疫分析药盒,碘
[125I]白细胞介素1β放射免疫分析药盒,碘[125I]肿
瘤坏死因子α放射免疫分析药盒,碘[125I]白细胞介
素6放射免疫分析药盒,碘[125I]白细胞介素2放射
免疫分析药盒,碘[125I]白细胞介素10放射免疫分
析药盒,碘[125I]免疫球蛋白G放射免疫分析药盒,
均由北京普尔伟业生物科技有限公司生产。
2 方法
21 动物模型的建立 将64只动物随机分为 A
组(空白对照)、B组(模型对照)、C组(布洛芬)、D
组(制川乌总碱)、E组(白芍总苷)、F组(白芍多
糖)、G组(制川乌总碱白芍总苷1∶2配伍)、H组
(制川乌总碱白芍多糖1∶2配伍),共8组,每组8
只。除A组外实验第1天开始造模,造模方法参照
文献[2]:将造模大鼠置于5~7℃冷水中,水深2
cm,站立其中20min,同时电风扇吹3档风力。每
日1次,连续14d。在造模的第1天,每只大鼠注射
完全弗氏佐剂0lmL于右后足跖皮内1次。第19
天除 A组外分别灌胃相应药液,10mL·kg-1·
d-1,连续6d。
22 关节疼痛的测定 于实验第15,20,24天分别
用YT-100电子压痛仪测定各组大鼠左、右足部关
节疼痛。
23 关节肿胀的测定 于实验第15,20,24天分别
用游标卡尺测定各组大鼠左、右足关节直径,按照公
式计算肿胀指数[肿胀指数(m·kg-1)=关节直径
(cm)/体重(g)×105]。
24 下丘脑LENK和βEND含量的测定 于实验
第25天处死动物后迅速取出脑组织,分离出下丘
脑,称重后用锡箔纸包裹,立即放入液氮中保存,待
检测时解冻。按试剂盒测定方法采用放射免疫法测
定下丘脑LENK和βEND的含量。
25 血浆SP含量的测定 于实验第25天处死动
物取静脉血 2mL,注入含 75%EDTA二钠 30μL
和抑肽酶40μL,混匀,4℃ 3000r·min-1离心10
min,分离血浆,待测。按试剂盒测定方法采用放射
免疫法测定血浆SP的含量。
26 血清免疫球蛋白 IgG含量的测定 于实验第
25天处死动物取静脉血,注入试管待凝后,4℃
3000r·min-1离心10min,分离血清,待测。按试
剂盒测定方法采用放射免疫法测定血清IgG含量。
27 血清细胞因子含量的测定 于实验第25天处
死动物取静脉血,注入试管待凝后,4℃ 3000r·
min-1离心10min,分离血清,待测。按试剂盒测定
方法采用放射免疫法测定血清 IL1β,TNFα,IL6,
IL2,IL10的含量。
28 关节滑膜细胞超微结构的观察 于实验第25
天处死动物,取动物关节滑膜组织,大小为2mm×5
mm×10mm,样品经3%戊二醛预固定,1%四氧化
锇再固定,丙酮逐级脱水,Epon812包埋,半薄切片
光学定位,超薄切片,醋酸铀及枸橼酸铅双重染色,
日立H600IV型透射电镜观察。
29 统计学处理 实验数据资料中计量资料均采
用 珋x±s表示,运用 SPSS130统计软件包采用 One
wayANOVA进行统计分析。
3 结果
31 关节疼痛的变化 实验第15天,造模动物左、
右足关节痛阈值显著降低,造模各组与 A组比较,
均有统计学意义。实验第20,24天,C组给药治疗
后,动物左、右足关节痛阈值显著升高,与 B组比
较,有统计学意义(P<001)。实验第24天,G组、
H组给药治疗后,动物左、右足关节痛阈值显著升
高,与B组比较,有统计学意义(P<005);并且,与
D组、E 组、F 组 比 较,均 有 统 计 学 意 义
(P<005或P<001),结果见表1。
32 关节肿胀的变化 实验第15天,造模动物左、
右足关节肿胀明显,造模各组与 A组比较,肿胀指
数均有统计学意义(P<001)。实验第20天,各治
疗组给药治疗后与 B组比较,均无统计学意义。实
验第24天,C组动物左、右足关节肿胀指数显著降
低,与B组比较,有统计学意义(P<001);G组、H
组与B组比较,有统计学意义(P<001);并且,与
E 组、 F 组 比 较, 均 有 统 计 学 意 义
(P<005或P<001),结果见表2。
33 下丘脑LENK和βEND含量的变化 B组大
鼠下丘脑LENK表现出升高的趋势,βEND含量无
明显变化;各治疗组下丘脑LENK和βEND含量明
显升高,D,G,H组与B组比较,有统计学意义(P<
005或P<001);其中,G组与 D,E组比较,H组
与 D,F组比较,下丘脑 LENK和 βEND含量
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表1 制川乌总碱与白芍总苷、白芍多糖配伍对类风湿性关节炎大鼠关节疼痛的影响 (珋x±s,n=8)
组别
剂量
/g·kg-1
第15天左足
/g
第15天右足
/g
第20天左足
/g
第20天右足
/g
第24天左足
/g
第24天右足
/g
A - 186742±9845 185266±7330 151639±11392 152793±8461 123821±7310 124310±9081
B - 138318±214812) 136461±1272) 118279±186602) 115434±173632) 93384±125512) 93846±82982)
C 0133 140312±170362) 137974±131042) 137699±143304) 135336±120554) 110814±80904) 110866±124474)
D 06 133837±189122) 134353±178672) 123461±19194 123257±13401 93613±14234 95261±12887
E 06 137631±232352) 135066±208902) 120150±20194 123215±14308 89333±12920 92934±9831
F 06 130276±269692) 133788±221062) 118369±10003 120689±15208 93746±13030 94338±16689
G 06 135951±284652) 136241±184392) 135943±91733,7) 133486±61094) 106400±176033,5,8)107408±150613,5,7)
H 06 138086±244852) 137744±246162) 130929±10674 130520±64213) 108135±82843,5,7) 108304±83343,5,7)
注:与A组比较1)P<005,2)P<001;与B组比较3)P<005,4)P<001;与D组比较5)P<005,6)P<001;与E或F组比较7)P<005,8)P<001(表2~4
同)。
表2 制川乌总碱与白芍总苷、白芍多糖配伍对类风湿性关节炎大鼠关节肿胀的影响 (珋x±s,n=8)
组别
剂量
/g·kg-1
第15天左足
/m·kg-1
第15天右足
/m·kg-1
第20天左足
/m·kg-1
第20天右足
/m·kg-1
第24天左足
/m·kg-1
第24天右足
/m·kg-1
A - 220684±12549 214678±12120 216559±24079 215524±25191 196412±17467 196465±18313
B - 284902±419652) 335075±396352) 297965±640322) 336491±582162) 311772±635852) 364053±815232)
C 0133 285747±210572) 351954±482062) 267267±35860 340134±46924 251103±429844) 300713±518594)
D 06 298288±334522) 360866±537872) 276837±68422 348303±79024 261315±575613) 318260±59071
E 06 299889±287582) 357019±499152) 286704±46935 334901±54335 283676±52306 330910±47585
F 06 276638±193662) 328448±410232) 297628±42621 349662±38779 289110±44188 358005±28884
G 06 283856±162492) 329355±205292) 269939±30531 325668±33764 232068±342454,7) 279108±371104,7)
H 06 287220±489462) 340675±404222) 261963±34494 302494±24819 250474±316424) 278884±239854,8)
升高较明显;LENK升高率分别为 10156%,
9318%,βEND 升 高 率 分 别 为 20672%,
17258%,结果见表3。
34 血浆SP含量的变化 B组大鼠血浆 SP含量
表现出升高的趋势,各治疗组血浆SP表现出一定程
度的下调趋势,但均无统计学意义。结果见表3。
表3 制川乌总碱与白芍总苷、白芍多糖配伍对类风湿性关节炎大鼠LENK,ββEND,SP,IgG含量的影响(珋x±s,n=8)
组别
剂量
/g·kg-1
LENK βEND SP IgG
质量分数
/pg·g-1
升高率
/%
质量分数
/pg·g-1
升高率
/%
质量分数
/ng·L-1
抑制率
/%
质量分数
/g·L-1
抑制率
/%
A - 95203±90446 113115±140438 52612±19226 9667±1792
B - 140674±50464 117403±252423 61090±26194 12462±08222)
C 0133 231150±943773) 6432 255065±201979 11726 48127±18532 2122 13083±1230 -498
D 06 228809±365653) 6265 300469±1074593) 15593 56051±32710 825 12156±1715 246
E 06 218402±102429 5525 281865±152823 14008 54766±28639 1035 10144±09304) 1860
F 06 190327±26026 3530 295682±117134 15186 51390±29910 1588 9752±06214) 2175
G 06 283538±966164) 10156 360101±2000194) 20672 56332±21804 779 7511±08664,6,8) 3973
H 06 271756±670674) 9318 320012±1136243) 17258 61963±16941 -143 8951±17374,6) 2817
35 血清免疫球蛋白 IgG含量的变化 B组大鼠
血清IgG含量显著升高,与A组比较,有统计学意义
(P<001);E,F,G,H组血清 IgG含量明显下降,
与B组比较,有统计学意义(P<001);其中,G组
与D,E组比较,有统计学意义(P<001);H组与D
组比较,有统计学意义(P<001);G组、H组对血
清IgG含量的抑制率分别为3973%,2817%,结果
见表3。
36 血清细胞因子含量的变化 B组大鼠血清 IL
1β含量表现出升高的趋势,各治疗组血清 IL1β含
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量明显下降,F,G,H组与 B组比较,有统计学意义
(P<005);其中,G组与和 E组比较,有统计学意
义(P<005);G组、H组对血清 IL1β含量的抑制
率分别为4491%,4306%。B组大鼠血清 IL6含
量表现出升高的趋势,C,E,G,H组血清 IL6含量
表现出下降的趋势;其中,G组、H组对血清 IL6含
量的抑制率分别为5048%,5323%。B组大鼠血
清IL2含量表现出下降的趋势,各治疗组治疗后,
血清IL2含量上升,F,G,H组与 B组比较,有统计
学意义(P<005或P<001);其中,G组、H组对血
清IL2含量的升高率分别为3727%,2465%。实
验各组血清TNFα,IL10含量无明显差异,见表4。
表4 制川乌总碱与白芍总苷、白芍多糖配伍对类风湿性关节炎大鼠细胞因子含量的影响(珋x±s,n=8)
组别
剂量
/g·kg-1
IL1β TNFα IL6 IL2 IL10
含量
/mg·L-1
抑制率
/%
含量
/mg·L-1
抑制率
/%
含量
/ng·L-1
抑制率
/%
含量
/mg·L-1
升高率
/%
含量
/mg·L-1
升高率
/%
A - 0133±0027 3945±0373 37061±29411 3169±1043 63376±12292
B - 0216±0138 3673±0285 43509±59224 2994±0278 58212±18055
C 0133 0181±0098 1620 3756±0423 -250 22054±17717 4931 3406±0819 1376 60093±7784 323
D 06 0157±0061 2731 3779±0278 -289 44931±33146 -327 3476±0524 1610 42071±8767 -2773
E 06 0209±0076 324 3803±0467 -354 27804±22781 3610 3509±0396 1720 58905±12165 119
F 06 0131±00713) 3935 3925±0363 -686 52928±48882 -2165 3696±02913) 2345 43644±17048 -2503
G 06 0119±00393,7)4491 3921±0435 -675 21547±14396 5048 4110±06464) 3727 49025±11161 -1578
H 06 0123±00733) 4306 4149±0269 -1296 20350±16761 5323 3732±08463) 2465 50052±5546 -1402
37 成纤维样滑膜细胞超微结构的的改变 A组
成纤维样滑膜细胞较多,形似成纤维细胞,细胞器以
蛋白分泌相为主要特征,包括丰富的成层排列的粗
面内质网,较多的线粒体。B组主要表现为粗面内
质网明显扩张,并排列紊乱,线粒体肿胀严重,大部
分出现胞核不规则,核染色质凝集。G组、H组治疗
后,细胞粗面内质网仍略有扩张,线粒体肿胀减轻,
见图1。
图1 成纤维样滑膜细胞超微结构的改变
4 结论与讨论
作者根据制川乌配伍白芍临床应用的特点,选
用中西医结合的病证结合动物模型,即风寒湿证类
风湿关节炎模型。模型的复制方法采用足跖注射
CFA的基础上加风、寒、湿外因的方法建立,符合中
医风寒湿痹证的发生主要是由于正气不足并感受
风、寒、湿邪所致的病因。造模后,动物出现毛发失
去光泽、懒动、摄食量下降、消瘦、体重明显减轻等症
状,左、右脚肿胀、疼痛明显,并伴有关节局部僵硬,
部分关节呈现化脓性,有脓液积留;与临床类风湿性
关节炎患者的疲倦无力、体重减轻、胃纳不佳等全身
体征和关节僵硬、肿痛、活动障碍等局部症状相类
似。组织病理学观察表明,关节的损伤由周围组织
炎,逐渐转变为关节滑膜炎,最后转变为关节软骨
炎,与临床类风湿性关节炎的病理改变过程相
符[2]。以上均说明风寒湿证类风湿关节炎模型建
立的成功。本实验结果表明,制川乌总碱与白芍总
苷、白芍多糖配伍后对风寒湿证类风湿性关节炎大
鼠有明显的治疗作用,可明显减轻关节的肿胀和
疼痛。
LENK,βEND均有明显的镇痛效应,它们作用
于其特异性受体,通过脊髓、脊髓上和外周3种机制
调控外周痛信息向中枢的传递,而发挥痛觉调控作
用;LENK,βEND对不同阿片受体有一定的选择
性,βEND与μ和 δ受体均有很高的亲和力,ENK
主要选择 δ受体[34]。SP作为一种感觉神经递质,
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既是一种痛兴奋递质,又能发挥镇痛作用[56]。风寒
湿证类风湿性关节炎大鼠下丘脑 LENK和 βEND、
血浆SP略升高;提示动物在炎症状态下,可激活中
枢内源性阿片肽系统,使痛与镇痛维持一个高水平;
炎症痛可促进SP作用于伤害感受器,促进伤害感受
神经元的放电,或促进脊髓背角 SP的合成或释放,
导致痛觉传递信息的增强。
RA患者有 T抑制细胞(Ts)数量或功能障碍,
当Ts有功能受损时,破坏了其与 T辅助细胞(Th)
的相互制约,使 B细胞分化、增殖,合成与分泌 IgG
增加,血清IgG水平升高[7]。TNFα与 IL1均是类
风湿关节炎的促炎症细胞因子,参与 RA的发生发
展过程;可以促进血液中的白细胞汇集到关节,刺激
炎症介质的释放,刺激滑膜、软骨和破骨细胞,从而
导致骨和软骨的破坏[8]。IL6作为 RA炎症介质被
认为是IL1和TNFα的某些生物效应的放大因子。
RA炎症刺激单核细胞分泌 PGE2等活性物质,通过
活化T细胞抑制细胞亚群而作用于细胞,抑制 IL2
的分泌所致[9]。IL10能抑制RA的病理免疫进程,
对体内IL10相对缺乏,外源 IL10能改善 RA的病
情[10]。风寒湿证类风湿性关节炎大鼠血清 IgG,IL
1β,IL6含量升高,血清 IL2含量降低;提示 Ts功
能受损破坏了其与 Th的相互制约,IL1β可能导致
了严重的周围组织炎症反应、滑膜炎、软骨组织损
伤,IL6增加了IL1β的炎症效应,细胞免疫功能的
抑制。
滑膜细胞共有 A,B两型,A型细胞,形似巨噬
细胞,细胞器以吞噬相为主要特征;B型细胞较多,
形似成纤维细胞,细胞器以蛋白分泌相为主要特征。
风寒湿证类风湿性关节炎动物模型极少见 A型细
胞,而成纤维样 B型细胞多见,且分泌功能异常亢
进,这可能与模型的病变特点有关。
本实验结果显示,制川乌总碱与白芍总苷或白
芍多糖配伍较能使风寒湿证类风湿性关节炎大鼠下
丘脑的LENK和βEND升高,血浆SP、血清IgG、血
清IL1β、血清 IL6含量降低,IL2含量升高,能抑
制成纤维样滑膜细胞分泌功能的异常亢进。提示制
川乌总碱与白芍总苷或白芍多糖配伍治疗风寒湿证
类风湿性关节炎的作用机制可能是增加中枢阿片肽
的含量,抑制 P物质合成和释放入血浆,调节血清
细胞因子的紊乱,抑制血清免疫球蛋白的合成和分
泌,减轻滑膜细胞异常亢进的分泌功能。
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第34卷第22期
2009年11月
Vol.34,Issue 22
November,2009
Mechanismstudyofactiononcompatibleusingoftotalalkaloidsof
RadixAconitiPraeparataandtotalglycosidesorpolysaccharidesofRadix
PaeoniaeAlbatherapyonrheumatoidarthritisinrats
LIJinqi1,2,PENGCheng1,JIjieying3
(1ChengduUniversityofTraditionalChineseMedicine,Chengdu610075,China;
2SichuanAcademyofMedicalSciences&SichuanProvincialPeople'sHospital,Chengdu610072,China;
3ShanxiBiologicalApplicationVocationalTechnicalColege,Taiyuan030031,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatethemechanismofactiononcompatibleusingoftotalalkaloidsofRadixAconitiPraepara
taandtotalglycosidesorpolysaccharidesofRadixPaeoniaeAlbatherapyonrheumatoidarthritisinratsMethod:Theratmodelsof
rheumatoidarthritisofcoldanddampnesssyndromeweretreatedwithtotalalkaloidsofRadixAconitiPraeparataandtotalglycosidesor
polysaccharidesofRadixPaeoniaeAlbaObservedthecontentsofhypothalamicLENK,hypothalamicEND,plasmaticSP,serumal
IgG,serumalcelfactors(IL1β,TNFα,IL6,IL2,IL10)byradioimmunitymethodandultrastructuralchangeofsynovialceline
lectronmicroscopeResult:TotalalkaloidsofRadixAconitiPraeparataandtotalglycosidesorpolysaccharidesofRadixPaeoniaeAlba
couldrelievearthroceleandarthralgiaandelevatethecontentsofLENK,βEND,IL2anddegradethecontentsofSP,IgG,IL1β,
IL6andinhibitabnormalsecretionaccentuationofsynovialcellikefiberConclusion:TotalalkaloidsofRadixAconitiPraeparata
andtotalglycosidesorpolysaccharidesofRadixPaeoniaeAlbacouldbeusedtotreatrheumatoidarthritisofcoldanddampnesssyn
dromeThemechanismofactionmightbethatthecontentsofcenterendogenousopioidpeptideshadincreased,thesynthesisandre
leaseofSPhadbeeninhibited,thedisturbanceofserumalcelfactorhadbeenadjusted,andthesynthesisandsecretionofserumim
muneglobulinandabnormalsecretionaccentuationofsynovialcelhadbeeninhibited
[Keywords] totalalkaloidsofRadixAconitiPraeparata;totalglycosidesofRadixPaeoniaeAlba;polysaccharidesofRadix
PaeoniaeAlba;compatibility;rheumatoidarthritis;mechanismofaction
[责任编辑 张宁宁]
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