目的:观察3′-甲氧基葛根素对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的脑梗死体积、自由基变化的影响,探讨3′-甲氧基葛根素对脑缺血损伤的保护作用。方法:采用线栓法诱导大鼠大脑中动脉栓塞建立局灶性脑缺血再灌注模型,分假手术组、模型组、3′-甲氧基葛根素2个剂量组(5,10 mg·kg-1·d-1)和尼莫地平组(5 mg·kg-1·d-1)。观察行为学的改变,脑梗死体积和测定超氧化物歧化酶(SOD)活力及丙二醛(MDA)含量。结果:3′-甲氧基葛根素具有显著减轻神经功能缺损症状,减少梗死体积,显著提高脑缺血再灌注损伤大鼠脑皮质SOD活力和降低MDA含量,其中10 mg·kg-1的3′-甲氧基葛根素作用尤为显著。结论:3′-甲氧基葛根素对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤具有保护作用。
Objective: To observe the effect of 3′-methoxy puerarin on cerebral infarction volume and free radical change of focal cerebral ischemia-reperfusion injury in rats and discuss the protective effect of 3′-methoxy puerarin on the cerebral ischemic/reperfusion injury. Method: The thread method was used to induce middle cerebral artery embolization, to establish the focal cerebral ischemia-reperfusion model. Rats were divided into five groups: the sham and model group, the two-dose group (5, 10 mg·kg-1·d-1) of 3′-methoxy puerarin and nimodipine group (5 mg·kg-1·d-1). The behavior changes and volume of cerebral infarction were observed, and the leves of SOD and the content of MDA were measured. Result: 3′-methoxy puerarin could significantly improve the symptoms of neurological deficit and reduce the infarct volume, and increased SOD activity and reduced the content of MDA of cortex in cerebral ischemia-reperfusion injury rat, the action of 10 mg·kg-1 of 3′-methoxy puerarin is more remarkable. Conclusion: 3′-methoxy puerarin has protective effect on focal cerebral ischemia-reperfusion injury in rat.
全 文 :3′甲氧基葛根素对大鼠脑缺血再灌注损伤
保护作用研究
韩进,万海同,葛立军,朱振洪,郭莹,张宇燕,李金辉
(浙江中医药大学 心脑血管病研究所,浙江 杭州 310053)
[摘要] 目的:观察3′甲氧基葛根素对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的脑梗死体积、自由基变化的影响,探讨3′甲氧基
葛根素对脑缺血损伤的保护作用。方法:采用线栓法诱导大鼠大脑中动脉栓塞建立局灶性脑缺血再灌注模型,分假手术组、
模型组、3′甲氧基葛根素2个剂量组(5,10mg·kg-1·d-1)和尼莫地平组(5mg·kg-1·d-1)。观察行为学的改变,脑梗死
体积和测定超氧化物歧化酶(SOD)活力及丙二醛(MDA)含量。结果:3′甲氧基葛根素具有显著减轻神经功能缺损症状,减少
梗死体积,显著提高脑缺血再灌注损伤大鼠脑皮质SOD活力和降低MDA含量,其中10mg·kg-1的3′甲氧基葛根素作用尤
为显著。结论:3′甲氧基葛根素对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤具有保护作用。
[关键词] 3′甲氧基葛根素;缺血再灌注;脑损伤
[收稿日期] 20081210
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30873430,30672652);浙江
省科技 计 划 项 目 (2008C23063);浙 江 省 卫 生 厅 重 点 项 目
(2005ZD009);浙江省中医药科技计划项目(2008YA002)
[通信作者] 万海同,Tel:(0571)86613711,Email:wanhaitong@
zjtcm.net
缺血性脑血管病具有发病率高、病死率高、致残
率高、复发率高等特点,防治本病已成为我国关注的
主要问题。近年来,葛根素对心脑血管疾病的治疗
作用已被临床和实验研究所证实[12],3′甲氧基葛
根素是葛根的重要组成成分,且在葛根中含量较高。
然而,有关3′甲氧基葛根素作用的研究报道较少。
本研究通过3′甲氧基葛根素对大鼠大脑中动脉局
灶性缺血再灌注损伤的保护作用的实验研究,旨探
讨其在抗脑缺血性损伤方面的作用。
1 材料
1.1 动物
清洁级SD大鼠,雌雄各半,体重(285±10)g,
购于浙江中医药大学动物实验中心,实验室符合国
家动物实验设施屏障系统标准,动物实验条件合格
证SYXK(浙)20030003号。
1.2 试剂与药品
尼莫地平胶囊(正大青春宝药业有限公司,批
号0501002)。3′甲氧基葛根素(浙江大学植物化学
重点实验室,批号 20030306,纯度 927%)。2%
TTC:02g红四氮唑(杭州华东医药公司,批号
031218)。脑匀浆液超氧化物岐化酶(SOD)、丙二
醛(MDA)试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
10%的水合氯醛,浙江省中医院药剂室提供。
1.3 仪器
HHW21.Cu600型恒温水槽(上海医疗器械七
厂);BioRad680酶标仪(伯乐生命医学产品有限公
司);Nu6382E超低温冰箱(日本 Nuaire公司);
LDZ52型低速离心机(北京医用离心机厂)。
2 方法
2.1 分组及给药
随机将动物分为5组,即假手术组,模型组(对
照组),3′甲氧基葛根素2个剂量(5,10mg·kg-1
·d-1),尼莫地平组(5mg·kg-1·d-1);3′甲氧基
葛根素、尼莫地平临用前用生理盐水制作口服液,分
别于手术前 05h和再灌注后 6h,灌胃给药各 1
次,假手术组与模型组用同样方法给予生理盐水。
2.2 脑缺血再灌注模型建立[3]
大鼠麻醉后,暴露右侧颈总动脉,颈外动脉和
颈内动脉。用丝线将远心端的颈外动脉结扎,颈
总动脉和颈内动脉用动脉夹夹闭。在颈外动脉近
分叉处剪一小口,将40号尼龙线自切口插入,颈
内动脉夹打开,沿颈内动脉进入到大脑中动脉的
起始端,缺血后 60min轻拉栓线退回至颈外动脉
开口处,并打开颈总动脉上的动脉夹行再灌注。
假手术组大鼠除栓线不插入颈内动脉(ICA)外,其
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余手术过程同上。
2.3 神经行为学评分
大鼠清醒后于再灌注 4h观察神经行为学变
化。按ZeaLonga[4]等报道的由3个人判断,按4分
制进行行为学记分,0分:无障碍;1分:不能完全伸
展左侧前肢;2分:向左侧转圈;3分:向左侧倾倒;4
分:意识不清,无自主活动。神经行为学为2分的
MCAO动物和0分的假手术动物本实验选用。
2.4 脑梗死体积测算
2.4.1 缺血脑片制备 大鼠在脑缺血60min后再
灌注24h后断头取脑,-20℃冰箱冷冻 10~15
min,作均匀冠状切片6片(厚约2mm),用2%的红
四氮唑(TTC)37℃染色30min后用10%的福尔马
林缓冲液固定过夜。未缺血脑组织颜色为玫瑰红
色,缺血区变白色。留取最外侧1片脑组织,加生理
盐水制备10%的组织匀浆,3000r·min-1离心10
min,取上清,用生理盐水按1∶9稀释成脑组织匀浆,
供SOD活性,MDA及蛋白含量测定。
其余5片用数码相机拍照输入电脑,用 Micro
circulation图像分析软件(浙大生仪学院开发),计
算脑片的梗死面积。
总梗死体积=总梗死面积×脑片厚度
水肿修正后的梗死体积=梗死体积×对侧半球体积/同
侧半球体积
2.5 脑匀浆液SOD活性,MDA含量的测定
2.5.1 SOD活性测定 取脑组织匀浆液,添加样
品和试剂,混匀,37℃恒温水浴40min,加入显色剂
混匀,10min后从各管中取液200μL,分别加入到
96孔的一次性比色板中,在波长550nm处比色,测
各孔液体的吸光度(A),计算出SOD的值。
2.5.2 MDA含量测定 取上述中的脑组织匀浆
液,涡旋混匀器混匀,95℃水浴40min,取出后流水
冷却,4000r·min-1离心10min,每管取200μL加
至96孔酶标板,510nm处测定各孔A。根据公式计
算血浆中MDA的含量。
2.6 统计方法 采用 SPSS115统计软件进行数
据统计,结果用 珋x±s表示,两组之间比较采用 t检
验,组别之间采用单因素方差分析(ANOVA),P<
005为有显著性差异。
3 结果
3.1 3′甲氧基葛根素对神经功能缺损症状的影响
术后模型组大鼠出现明显的神经功能障碍,行
为学评分与假手术组相比具有显著差异(P<
005),3′甲氧基葛根素及尼莫地平均能使大鼠的
神经功能缺损症状减轻,与模型组相比具有显著差
异(P<005)。3′甲氧基葛根素10mg·kg-1的作
用优为显著(表1)。
表1 3′甲氧基葛根素对大鼠脑缺血后神经功能
缺损评分的影响(珋x±s,n=10)
药物 剂量/mg·kg-1 神经功能缺损症状评分
假手术 - 016±008
模型 - 236±0372)
3′甲氧基葛根素 50 172±0463)
100 115±0584,5)
尼莫地平 50 130±0434)
注:与假手术组相比1)P<005,2)P<001;与模型组相比
3)P<005,4)P<001;与尼莫地平组相比5)P<005,6)P <001
(表2,3同)。
3.2 3′甲氧基葛根素对大鼠脑缺血后脑梗死的
影响
假手术组大鼠两侧大脑半球均没有任何损伤,
梗死体积为0,说明其脑功能完全正常。当大鼠经
受60min的缺血和24h再灌注后,缺血侧大脑出现
明显的梗死,给予3′甲氧基葛根素,缺血后脑梗死
体积明显缩小,与模型组相比具有显著性差异(P<
001)(表2)。
表2 3′甲氧基葛根素对大鼠脑缺血后脑梗死的影响(珋x±s,n=10)
药物
剂量
/mg·kg-1
梗死体积/mm3
皮层 皮层下 总体积
假手术 - 0±0 0±0 0±0
模型 - 1700±2302) 433±472) 2132±2122)
3′甲氧基葛根素 50 624±1954) 160±294) 785±2214)
100 503±1324,5) 155±244,5) 659±1484,6)
尼莫地平 50 485±1904) 249±334) 734±2054)
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3.3 3′甲氧基葛根素对脑皮质 SOD活力和 MDA
含量影响
对SOD活力的影响:手术后 SOD活力明显降
低,与假手术相比具有显著差异(P<001);3′甲氧
基葛根素能明显提高SOD活力,与模型相比具有显
著差异(P<001);提示本品可显著提高脑缺血再
灌注损伤大鼠脑皮质SOD活力的作用(表3)。
对MDA含量的影响:手术后 MDA含量升高,
与假手术相比,具有显著差异(P <001);3′甲氧
基葛根素能降低MDA含量,与模型相比,具有显著
差异(P<001);提示本品可显著降低脑缺血再灌
注大鼠脑皮质MDA含量(表3)。
表3 3′甲氧基葛根素对脑缺血再灌注损伤大鼠脑皮质
SOD活力和MDA含量影响(珋x±s,n=10)
药物
剂量
/mg·kg-1
SOD
/U·mg-1
MDA
/nmol·mg-1
假手术 - 3032±239 1412±211
模型 - 1293±2402) 4617±3612)
3′甲氧基葛根素 50 2113±3014,6) 2696±3864,5)
100 2490±2424,6) 1971±2524,6)
尼莫地平 50 1558±1884) 2853±3594)
4 讨论
本实验首先表明,60min的大脑中动脉栓塞
(MCAO)诱导的 短暂性局部脑缺血可引起缺血侧
大脑产生中等程度的脑梗死,梗死范围累及皮层和
纹状体的大部分区域。动物模型的制备是研究脑缺
血损伤的基点和核心,线栓法制备的 MCAO脑缺血
动物模型,与临床上脑缺血症状比较类似,且具有阻
塞部位恒定、可进行再灌注损伤等优点而成为脑缺
血研究的常用模型[5]。
局部脑缺血由局部脑血流突然下降或停止,主
要为动脉阻塞引起。脑缺血损伤的程度由局部脑血
流降低的程度和缺血持续的时间所决定,局部脑血
流下降程度越重、持续缺血时间越长,则产生的脑损
伤程度越严重,脑组织损伤体积越大。
作者早期预试脑缺血区 TTC染色脑片显色研
究表明,大鼠在60min脑中动脉缺血再灌注的过程
中,呈现出延缓性的脑梗死发展过程。在缺血期间
和再灌注开始的05h,整个缺血区域未见有明显的
梗死灶发生,但缺血侧脑半球明显出现水肿;再灌注
4h,纹状体和皮层的外侧区开始出现明显的梗死,
但梗死体积很小;随后,梗死迅速发展,到再灌注8
h,总梗死率达到184%,再灌注24h达到263%。
严重的脑损伤发生在缺血后3d,此时梗死率达到最
大值282%,并一直持续到缺血后14d。
自由基损害在缺血缺氧性脑损伤的病情进展中
起着关键作用,对此寻找有效的自由基清除剂,保护
缺血半暗带内神经元免受进一步损害及促进病变恢
复是实施脑保护治疗、改善缺血性脑损伤预后的重
要措施之一。脑缺血后产生的大量氧自由基能攻击
生物膜中的不饱和脂肪酸引发脂质过氧化,并产生
脂质过氧化产物 MDA。MDA的含量变化可间接反
应组织中氧自由基的含量变化、脂质过氧化程度及
细胞的损伤程度[6]。在本实验中,与假手术组相
比,脑缺血再灌注模型组脑组织 MDA含量增加,
SOD活性减弱,给予3′甲氧基葛根素后可明显提高
脑组织 SOD活性,降低 MDA含量,表明3′甲氧基
葛根素可以减轻自由基对脑组织的损伤,其结构中
含有酚羟基,为一异黄酮化合物,这可能是它具有清
除自由基作用的结构基础。
脑缺血时,自由基引起脑组织脂质过氧化损伤
产生于缺血期,激化于再灌注期。清除自由基的酶
主要是SOD和谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX),而
SOD是一种金属酶,此酶可催化超氧自由基发生歧
化反应,清除氧自由基,保护生物膜免受自由基的伤
害[7]。SOD可催化氧自由基发生歧化反应,生成过
氧化氢和氧,从而保护生物膜免受自由基的攻击伤
害,因此SOD活力可间接反映机体清除自由基的能
力。实验结果显示,缺血再灌注后脑组织中 SOD活
性下降,过氧化产物 MDA生成增多,证实自由基在
大鼠脑组织缺血再灌注损伤中发挥重要作用。
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chemicinjuryviaantiapoptoticmechanismsinrats[J].Stroke,
2007,38(3):1057.
Protectiveeffectof3′methoxypuerarinoncerebralischemicinjury/
reperfusioninrats
HANJin,WANHaitong,GELijun,ZHUZhenhong,GUOYing,ZHANGYuyan,LIJinhui
(TraditionalChineseMedicineUniversityofZhejiang,theInstituteofCardioCerebrovvascularDiseases,Hangzhou310053,China)
[Abstracts] Objective:Toobservetheefectof3′methoxypuerarinoncerebralinfarctionvolumeandfreeradicalchangeof
focalcerebralischemiareperfusioninjuryinratsanddiscusstheprotectiveefectof3′methoxypuerarinonthecerebralischemic/
reperfusioninjury.Method:Thethreadmethodwasusedtoinducemiddlecerebralarteryembolization,toestablishthefocalcerebral
ischemiareperfusionmodel.Ratsweredividedintofivegroups:theshamandmodelgroup,thetwodosegroup(5,10mg·kg-1·
d-1)of3′methoxypuerarinandnimodipinegroup(5mg·kg-1·d-1).Thebehaviorchangesandvolumeofcerebralinfarctionwere
observed,andthelevesofSODandthecontentofMDAweremeasured.Result:3′methoxypuerarincouldsignificantlyimprovethe
symptomsofneurologicaldeficitandreducetheinfarctvolume,andincreasedSODactivityandreducedthecontentofMDAofcortexin
cerebralischemiareperfusioninjuryrat,theactionof10mg·kg-1of3′methoxypuerarinismoreremarkable.Conclusion:3′me
thoxypuerarinhasprotectiveefectonfocalcerebralischemiareperfusioninjuryinrat.
[Keywords] 3′methoxypuerarin;ischemiareperfusion;cerebralinjury
[责任编辑 古云侠]
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