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Protective effect of Xinaoning freezedrying power(XNN) against global cerebral ischemia-reperfusion injury

喜脑宁对大鼠全脑缺血的保护作用及机制研究



全 文 :喜脑宁对大鼠全脑缺血的保护作用及机制研究
尹艳艳,曹曦,李维祖
(安徽医科大学 药理教研室,安徽 合肥 230032)
[摘要] 目的:探讨喜脑宁冻干粉(XNN)对全脑缺血的保护作用及其可能机制。方法:采用四动脉结扎法建立大鼠全脑
缺血/再灌注模型,观察XNN对脑缺血再灌注过程中脑电图及翻正反射恢复时间、脑含水量、脑指数、脑组织匀浆 MDA和 LD
含量、SOD,LDH和NOS活性、海马ET含量的影响;观察XNN对ADP诱导的血小板聚集率的影响;采用Fura2/AM负载法,观
察XNN对血小板内静息[Ca2+]i和CaCl2诱导血小板内[Ca
2+]i浓度变化的影响。结果:在全脑缺血再灌注模型上,XNN可以
缩短翻正反射恢复时间,促进脑电图的恢复;降低脑含水量、脑指数;提高脑组织 SOD,LDH活性,降低 LD,MDA含量和 NOS
活性;降低海马组织ET含量。XNN对 ADP诱导的血小板聚集有一定的抑制作用,能降低血小板内静息期[Ca2+]i,并对
CaCl2诱导的血小板内[Ca
2+]i的升高有抑制作用。结论:XNN对全脑缺血具有一定的保护作用。
[关键词] 脑缺血;喜脑宁;脑电图;自由基;钙
[收稿日期] 20090713
[通信作者] 尹艳艳,博士,副教授,硕导,研究方向为心脑血管药
理学,Email:yinyanyan5678@126com
  喜脑宁(XNN)由传统中药精制而成,主要成
分有金银花、牛膝、玄参、石斛等,具有清心养阴、
活血化瘀的功效,为防治血栓性脉管炎、静脉血
栓形成、脑血栓形成及其后遗症等的常用药物。
本实验采用四动脉阻断法建立大鼠全脑缺血再
灌注模型,观察喜脑宁对全脑缺血再灌注损伤的
保护作用及对氧自由基、海马 ET含量、血小板聚
集和血小板内钙离子的影响,探讨 XNN的脑保
护作用及其可能机制。
1 材料
11 动物 SD大鼠雌雄各半,体重274~340g,均
由安徽医科大学实验动物中心提供[syxk(皖)
2005002]。
12 药品与试剂 喜脑宁冻干粉(XNN,18g/瓶,
广州欧华医药生物技术有限公司,批号030515),临
用前用生理盐水配制成所需浓度。丹参注射液(10
mL/支,成都天台山制药有限公司,批号030601),实
验所用剂量临用前用生理盐水配制。直径 0235
mm鱼线(日本 PATU公司)。水合三氯乙醛(上海
白鹤化工厂,批号990106)。义齿基托树脂(上海第
二医科大学医学材料厂,批号200012)。LDH,SOD,
MDA,LD,NOS测试盒(南京建成生物工程研
究所)。
13 仪器 756MC紫外可见分光光度计(上海精
密科学仪器有限公司);F4600荧光分光光度计(日
本Hitachi公司);LBL2NJ2血液凝聚仪(北京普利
生仪器中心);BL420E生物机能实验系统(成都泰
盟科技有限公司)。
2 方法
21 大鼠全脑缺血再灌注试验
211 分组及给药  取体重274~340g大鼠,雌
雄各半,随机分为6组:假手术组、模型对照组(I/
R)、XNN(6,12,24g·kg-1)3个剂量组和阳性药组
(丹参注射液 345g·kg-1)。用药组 iv给药,假手
术组和模型对照组iv等容量生理盐水,给药15min
后,四动脉阻断法制作大鼠全脑缺血/再灌注模型,
各组大鼠再灌注8h再给药1次。
212 大鼠全脑缺血/再灌注模型的建立 按文献
四动脉结扎法[12],10%水合氯醛(300g·kg-1)ip
麻醉,颈正中切口,分离双侧颈总动脉,在其下置线
备用。枕后部正中切开,暴露双侧第一颈椎横突翼
孔,直视下热凝其下通过的椎动脉。剪开颅顶皮肤,
于颅顶骨两侧距中线约03cm处左右各钻一小孔
并插入电极,牙托粉固定。术后大鼠缝皮回笼,24h
后在大鼠清醒状态下用动脉夹夹闭双侧颈总动脉造
成全脑缺血。在缺血前、缺血过程中及再灌注过程
将电极连于 BL420E生物机能实验系统中分别记
录脑电图(EEG),以缺血前 EEG为正常 EEG,模型
成功标志为EEG波幅下降到原来的25%以下,大鼠
翻正反射消失而自主呼吸存在。缺血10min后,放
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开颈总动脉恢复血供,再灌注24h。
213 翻正反射恢复时间和脑电活动的测定 脑
缺血后大鼠翻正反射消失而自主呼吸存在,缺血10
min后放开动脉夹使再灌注,观察翻正反射恢复时
间。用BL420E生物机能实验系统记录缺血前、缺
血过程中及再灌注过程的脑电图,保存在电脑中。
记录脑电图时的参数:增益1万倍,时间参数001
s,滤波30Hz,扫描速度200ms/div。脑电图指标:
波幅由实验系统自动处理得出。计算缺血前、缺血
5min及再灌注 10,20,40min脑电图平均波幅
变化。
214 脑含水量和脑指数的测定 大鼠处死后立
即开颅,快速取脑,用电子天平称取脑组织标本湿
重,用手术刀片将左右大脑切开,取部分右侧脑组织
称取湿重,再放入恒温干燥箱105℃烤24h以上,
称其干重,按公式计算脑含水量和脑指数。
脑含水量(%)=(湿重-干重)/湿重×100%
脑指数=脑湿重×100/体重
215 脑组织生化指标的测定 各组动物处死后
快速取脑,在冰台上迅速分离左侧前脑皮质,以冰
NS冲洗后除去残血,滤纸吸干后称重,加冰 NS在
冰浴中以玻璃匀浆器制成10%的脑组织匀浆,匀浆
在4℃下离心(3500r·min-1)15min,分离上清液
置-80℃冰箱供测试用。采用试剂盒测定脑组织
匀浆SOD,MDA,LDH,NOS和LD。
216 海马组织内皮素(ET)的测定 分离左侧半
脑的海马,制成 10%匀浆,低温离心后取上清液,
-80℃储存待用。按放免试剂盒说明操作,在γ计
数器上测定沉淀cpm数。
22 大鼠血小板聚集率和血小板内[Ca2+]i的测定
221 实验分组和血小板血浆的制备 将大鼠随
机分成5组,即对照组、XNN(6,12,24g·kg-1)3
个剂量组和阳性药组(丹参注射液 345g·kg-1)。
每天iv给药,连续3d,对照组给与等容量的 NS,最
后1次给药15min后进行实验。腹主动脉取血,用
38%枸橼酸钠抗凝,抗凝剂与血的比例为1∶9,收
集于塑料离心管中,以1000r·min-1离心10min,
取上层液即为PRP,剩余血液继以4000r·min-1离
心10min取上层液得 PPP。实验过程中,PRP中的
血小板数应控制在约5×108个/mL。
222 血小板聚集率的测定[3] 吸取295μLPRP
加入聚集管中,以PPP300μL调零,再向比色杯中
加入5μLADP诱导血小板聚集,于37℃搅拌条件
下,测定血小板最大聚集率。
223 血小板内[Ca2+]i的测定
[3] 将大鼠富含血
小板血浆,加入37℃温育过后的 TyrodeHEPES缓
冲液洗涤,离心去上清,洗涤 3次后血小板悬浮于
TyrodeHEPES缓冲液中,然后进行血小板计数,控
制血小板数在2×109个/L。用台盼蓝染色计数活
血小板数百分率。将上述制备的血小板混悬液与
Fura2AM置于 37℃温育 45min,负载血小板胞
浆,负载成功后,吸取 Fura2AM。在以 1mmol·
L-1CaCl2为终浓度调节细胞外钙,于37℃下用荧光
分光光度计测定血小板内钙水平。测定前,将上述
血小板悬液预温2min,然后依次测定静息期的荧光
强度,最后测定最大荧光值 Fmax和最小荧光值 Fmin,
按以下公式计算血小板内游离钙浓度:[Ca2+]i=Kd
(F-Fmin)/(Fmax-F),Kd=224nmol·L
-1。
23 统计方法 所有试验数据均采用SPSS110进
行统计分析,计量资料采用 珋x±s表示,组间比较采
用t检验。
3 结果
31 XNN对全脑缺血/再灌注大鼠的影响
311 XNN对脑电活动和翻正反射恢复时间的影
响 XNN(6,12g·kg-1)对全脑缺血/再灌注大鼠
翻正反射恢复时间有一定的缩短作用,见表1。
表1 XNN对全脑缺血/再灌注大鼠翻正反射恢复
时间的影响(珋x±s,n=8)
组别
剂量
/g·kg-1
翻正反射恢复时间
/min
反射恢复时间
/min
模型 - 2600±832 2338±868
丹参 345 1813±4971) 1438±5931)
XNN 6 1663±5971) 1538±5531)
12 1775±6361) 1563±3811)
24 1900±847 1625±705
  注:与模型组比较1)P<005。
312 XNN对脑电波平均振幅(μV)的影响 
XNN(6,12g·kg-1)对大鼠全脑缺血/再灌注 10,
20,40min脑电图的恢复有一定的促进作用。
313 XNN对脑含水量和脑指数的影响 结果见
表3,与假手术组比较,模型组脑含水量和脑指数明
显增加;与模型组比较,XNN(6,12,24g·kg-1)能
够降低全脑缺血再灌注 24h大鼠脑含水量和脑
指数。
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表2 XNN对全脑缺血/再灌注大鼠脑电波平均振幅的影响(珋x±s,n=8) μV
组别 剂量/g·kg-1 缺血前 缺血后5min 再灌注10min 再灌注20min 再灌注40min
模型 - 1330±297 500±065 538±082 638±157 774±186
丹参 345 1385±140 577±0771) 674±1201) 987±1932) 1219±0902)
XNN 6 1393±171 546±105 658±1161) 841±1641) 1207±1222)
12 1343±159 508±056 755±2491) 843±1281) 1184±1602)
24 1394±142 641±177 711±241 990±2362) 1139±1542)
  注:与模型组比较1)P<005,2)P<001。
表3 XNN对全脑缺血/再灌注大鼠脑含水量
和脑指数的影响(珋x±s,n=8)
组别 剂量/g·kg-1 脑含水量/% 脑指数
假手术 - 8004±092 0446±0025
模型 - 8259±1271) 0480±00191)
丹参 345 8082±0963) 0455±00262)
XNN 6 8064±0703) 0446±00332)
12 8061±0863) 0458±00152)
24 8043±0933) 0462±00122)
  注:与假手术组比较1)P<001;与模型组比较2)P<005,3)P<
001(表4,5同)。
314 XNN对脑组织生化指标的影响 结果见表
4,与模型组比较,XNN能够降低全脑缺血/再灌注
大鼠脑组织 MDA和 LD含量,升高 SOD和 LDH活
性,抑制NOS活性。
315 XNN对全脑缺血/再灌注大鼠海马内皮素
的影响 结果见表5,与假手术组比较,模型组 ET
含量明显增加;与模型组比较,XNN(12,24g·
kg-1)可以降低海马ET含量。
32  XNN对大鼠血小板聚集率和血小板内
[Ca2+]i的影响
表4 XNN对全脑缺血/再灌注大鼠脑组织SOD,MDA,LD,LDH和NOS的影响(珋x±s,n=8)
组别
剂量
/g·kg-1
SOD
/kU·g-1
MDA
/μmol·g-1
LD
/kU·g-1
LDH
/kU·g-1
NOS
/kU·g-1
假手术 - 14548±2149 122±045 029±011 1266±344 101±018
模型 - 9642±18191) 305±0581) 051±0151) 587±3011) 189±0721)
丹参 345 12049±20972) 127±0583) 030±0113) 953±2702) 123±0332)
XNN 6 13490±22443) 217±0593) 036±0132) 902±2472) 102±0173)
12 12386±28882) 169±0373) 036±0072) 892±2532) 105±0083)
24 13228±29662) 224±0552) 043±012 800±250 130±0242)
表5 XNN对全脑缺血/再灌注大鼠海马
内皮素的影响(珋x±s,n=8)
组别 剂量/g·kg-1 ET/pg·g-1
假手术 - 756±420
模型 - 1463±3441)
丹参 345 674±3912)
XNN 6 1164±372
12 998±4502)
24 877±3163)
321 XNN对 ADP诱导的血小板聚集率的影
响 结果见表 6,与对照组比较,XNN(12,24
g·kg-1)对ADP诱导的血小板聚集率有一定的
抑制作用。
表6 XNN对ADP诱导的血小板
聚集率的影响(珋x±s,n=8)
组别 剂量/g·kg-1 聚集率/%
对照 - 5837±1015
丹参 345 4572±9381)
XNN 6 4826±1009
12 4593±10521)
24 4481±8051)
  注:与对照组比较1)P<005。
322 XNN对血小板内[Ca2+]i的影响 与对
照组比较,XNN(12,24g·kg-1)能显著降低血
小板内静息钙离子浓度,而 XNN(6,12,24g·
kg-1)可以降低 CaCl2诱导血小板内的钙离子升
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高,丹参注射液也可以降低静息期和 CaCl2诱导
的血小板的钙离子浓度,见表7。
表7 XNN对血小板内静息[Ca2+]i和CaCl2诱导
血小板内[Ca2+]i的影响(珋x±s,n=8)
组别
剂量
/g·kg-1
静息态[Ca2+]i
/nmol·L-1
CaCl2诱导的[Ca2+]i
/nmol·L-1
对照 - 11873±868 41524±13772
丹参 345 10592±9151) 25683±89171)
XNN 6 11026±881 28004±93661)
12 10641±8031) 24952±101241)
24 10118±10732) 21795±98132)
  注:与对照组比较1)P<005,2)P<001。
4 讨论
本实验采用了具有可重复性和成功率较高
的四动脉结扎法来观察 XNN对大鼠全脑缺血的
保护作用。脑电活动的变化可以反映神经细胞
功能的恢复程度,脑缺血后脑皮层电图恢复时间
延长,提示缺血引起的神经功能异常。脑含水量
和脑指数是反应脑水肿的严重程度和脑细胞的
损伤程度。XNN能明显缩短翻正反射恢复的时
间和脑电恢复时间,降低脑含水量和脑指数,说
明 XNN对全脑缺血再灌注损伤有一定的保护
作用。
自由基学说在脑缺血再灌注损伤时起着重要的
作用[4]。SOD反映机体清除自由基的能力,而MDA
含量的变化反映了脂质过氧化的程度。LDH活性
则反映了细胞膜的损伤情况,LD含量反映细胞酸中
毒的程度,NOS的变化间接反映脑内 NO的变化。
XNN能不同程度的增强 SOD和 LDH活性、降低
NOS活性、降低 MDA和 LD含量,这可能是抗脑缺
血再灌注损伤的机制之一。
脑缺血时,在缺氧和机体应激的作用下,脑组织
中ET水平迅速升高,导致脑血管功能紊乱和神经
元组织损伤。ET具有缩血管和神经毒的双重作用,
不仅可以引起血管的强烈收缩,使脑血管痉挛,脑血
流量下降,从而加重缺血缺氧,造成脑组织的损伤。
另外,还可以通过增加神经细胞内的钙离子浓度导
致细胞内钙超载,刺激释放兴奋性氨基酸直接损伤
神经元[57]。本实验采用放免法检测海马 ET含量,
结果显示,XNN能够降低海马 ET含量,提示 XNN
可能通过抑制脑缺血再灌注后海马 ET的升高而发
挥其脑保护作用。
动脉血栓形成是导致脑缺血发生的最主要原因
之一,血小板活化聚集与血栓形成及其并发症的发
生密切相关,而血小板胞质钙离子浓度对血小板的
激活起着重要的调控作用[8]。结果显示,XNN对
ADP诱导的血小板聚集有明显的抑制作用,不但可
以降低血小板内静息期的[Ca2+]i,而且可以抑制血
小板外的钙离子内流,阻止细胞内[Ca2+]的升高。
提示XNN降低血小板内[Ca2+]i可能是其抑制血小
板聚集的机制之一。
综上所述,XNN对全脑缺血再灌注损伤有一定
的保护作用,其机制可能与抗自由基损伤、抑制 ET
的升高、降低血小板内[Ca2+]i和抑制血小板聚集等
有关。
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ProtectiveefectofXinaoningfreezedryingpower(XNN)againstglobal
cerebralischemiareperfusioninjury
YINYanyan,CAOXi,LIWeizu
(DeptartmentofPharmacology,AnhuiMedicalUniversity,Hefei230032,China)
[Abstract] Objective:TostudytheprotectiveefectsofXinaoningfreezedryingpower(XNN)againstglobalcerebralischemia
reperfusioninjuryMethod:Pulsinelifourvesselocclusionmethodwasusedtomakeglobalcerebralischemiareperfusionmodelof
ratsTheEEGandthereappearingtimeofrightingreflexwererecorded,andtheactivityofSOD,LDH,NOSandthecontentofMDA
andLDinthebrainweretestedTheETcontentinhippocampiwasresearchedbyradioimmunoassaymethodAggregationofplatelets
inducedbyADPwasexaminedTherestingandfreeintracelularcalciumconcentration([Ca2+]i)inplateletsinducedbyCaCl2was
measuredbydoublewavelengthfluorescencesepectrophotometerwithaCa2+ sensitivefluorescentindicator(Furo2)Result:XNN
couldpromotetherecoveryofEEGandrightingreflex,reducethebrainedemaandbrainindex,increaseSODandLDHactivities,in
hibitNOSactivity,decreaseMDA,LDandETcontents,inhibitplateletaggregation,reducetheresting[Ca2+]iandinhibitthein
creaseof[Ca2+]iinducedbyCaCl2inratsConclusion:XNNhasprotectiveefectagainstgolobalcerebralischemaireperfusion
injury
[Keywords] cerebralischemia;Xinaoningfreezedryingpower;EEG;freeradical;calcium
[责任编辑 张宁宁]
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