韓 嵐,季兆潔,陳衛(wèi)東,許 釩,尹登科,李珊珊,彭代銀
(安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 安徽省現(xiàn)代中藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥 230012)
血管性癡呆(vascular dementia,VD)是因腦血管病引起的認(rèn)知功能障礙,是阿爾茨海默病中最常見的類型之一,并已成為廣泛關(guān)注和探究的問題[1]。四物湯出自宋代《太平惠民和劑局方》,由熟地黃、當(dāng)歸、白芍、川芎組成,為養(yǎng)血補(bǔ)血的經(jīng)典方劑。近年來,四物湯在腦病的應(yīng)用方面不斷拓展[2-3],尤其在治療 VD方面引起越來越來多的關(guān)注[4],但其作用機(jī)制尚不十分明確。本研究采用大腦中動(dòng)脈阻塞再灌注法復(fù)制VD大鼠模型,并從神經(jīng)遞質(zhì)、血管活性物質(zhì)、血液流變性3個(gè)方面闡明四物湯的作用機(jī)制,為篩選、開發(fā)治療VD的特色中藥方劑提供依據(jù)。
1.1 藥材與試劑 熟地黃、白芍、當(dāng)歸、川芎購自北京同仁堂藥業(yè)有限公司,并經(jīng)安徽中醫(yī)藥大學(xué)中藥與資源教研室鑒定。四物湯醇提物的制備:各藥材按復(fù)方配伍比例,加入10倍量75%的乙醇,回流提取2h后,濃縮配制成生藥含量為0.6g/mL和0.3g/mL的提取液備用。尼莫地平(批號(hào)131148)由亞寶藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn),用時(shí)用蒸餾水配制成濃度為2mg/mL的藥液。大鼠乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase,AChE)、5-羥色胺(5-h(huán)ydroxy tryptamine,5-HT)、內(nèi)皮素-1(endothelin-1,ET-1)、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)檢測試劑盒均購于上海源葉科技有限公司。
1.2 動(dòng)物 健康SD大鼠,雄性,體質(zhì)量(250±20)g,由常州卡文斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供,生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(蘇)2011-0003。
1.3 儀器 Morris水迷宮系統(tǒng):西班牙Panlab公司;AB-135型分析天平:梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;MULTIFUGE X1R高速低溫離心機(jī):Thermo美國;syzx6061正置顯微鏡:Nikon日本;GHX-9270B-1恒溫箱:上海福馬;BT-873型實(shí)驗(yàn)體內(nèi)血栓形成測定儀:包頭醫(yī)學(xué)院心血管研究室研制;Spectra Max M5多功能酶標(biāo)儀:美國 MD公司;LEICA RM2135切片機(jī):湖北孝感市泰維電子有限公司;ZT-12M自動(dòng)脫水機(jī)、YB-7B石蠟包埋機(jī):孝感市亞光醫(yī)用電子技術(shù)有限公司。
2.1 VD大鼠模型的復(fù)制 參照改良Longa法[5],采用線栓法復(fù)制大腦中動(dòng)脈阻斷再灌注模型。首先采用Morris水迷宮法篩除靈活性差及視力障礙大鼠。將大鼠用水合氯醛(350mg/kg)腹腔注射麻醉,仰臥固定,于頸部皮膚行常規(guī)縱行切口(約2.5cm),暴露并鈍性分離右側(cè)頸總動(dòng)脈(common carotid artery,CCA),結(jié)扎同側(cè)CCA近心端和頸外動(dòng)脈(external carotid artery,ECA)分叉部并反向拉直ECA,距CCA末端約5mm處剪口,用直徑0.28mm的魚線沿頸內(nèi)動(dòng)脈(internal carotid artery,ICA)方向插入,深度由分叉部計(jì)算共(18.5±0.5)mm,于ICA近心端結(jié)扎該動(dòng)脈,全層縫合切口,2h后輕輕抽出魚線10mm實(shí)現(xiàn)大腦中動(dòng)脈再灌注,術(shù)中室溫保持(22±2)℃。模型復(fù)制成功的判定標(biāo)準(zhǔn):大鼠手術(shù)麻醉清醒后出現(xiàn)左側(cè)肢體癱瘓,無力,站立不穩(wěn),提尾時(shí)左側(cè)前爪內(nèi)旋。假手術(shù)組線栓插入深度小于9mm,不閉塞大腦中動(dòng)脈。
2.2 分組及給藥 將篩選出的大鼠隨機(jī)分為5組:假手術(shù)組、模型組、四物湯高劑量組、四物湯低劑量組、尼莫地平組,每組12只。除假手術(shù)組和模型組給予同容積生理鹽水外,給藥組每天灌胃給藥,四物湯高劑量組6g/kg,相當(dāng)于臨床劑量的8倍;四物湯低劑量組3g/kg,相當(dāng)于臨床劑量的4倍;尼莫地平20 mg/kg,相當(dāng)于臨床劑量的8倍。術(shù)后第2天開始給藥,給藥容積為10mL/kg,每日1次,連續(xù)給藥14d。
2.3 指標(biāo)檢測
2.3.1 行為學(xué)檢測 依據(jù)文獻(xiàn)[6]方法,采用 Morris水迷宮法進(jìn)行行為學(xué)研究。①定位巡航實(shí)驗(yàn):術(shù)后第10天開始進(jìn)行Morris水迷宮測試,連續(xù)訓(xùn)練4d,每天從4個(gè)不同象限中點(diǎn)將大鼠放入水池(頭朝池壁),任其在水中游泳,讓其自行尋找平臺(tái),爬上平臺(tái)后讓其在平臺(tái)上停留10s,以使其強(qiáng)化記憶效果,若在60s內(nèi)未能爬上平臺(tái),則由實(shí)驗(yàn)人員將大鼠引導(dǎo)至目標(biāo)平臺(tái),同樣讓其在平臺(tái)停留10s。第5天將大鼠從平臺(tái)對(duì)側(cè)象限中點(diǎn)放入,記錄大鼠90s內(nèi)爬上平臺(tái)的時(shí)間,作為逃避潛伏期,若90s內(nèi)未能爬上平臺(tái),潛伏期記為90s。②空間探索實(shí)驗(yàn):定位巡航實(shí)驗(yàn)結(jié)束后24h,撤除平臺(tái),進(jìn)行空間探索實(shí)驗(yàn),將大鼠從原平臺(tái)對(duì)側(cè)象限中點(diǎn)放入,任其自由游泳90s,用影像記錄系統(tǒng)記錄大鼠穿過原平臺(tái)所在位置的次數(shù)及目標(biāo)象限時(shí)間百分比。
2.3.2 血液流變學(xué)指標(biāo)的測定 Morris水迷宮測試完成后,每組隨機(jī)取8只大鼠麻醉,由腹主動(dòng)脈取血5mL,測定各組大鼠的全血比黏度和血漿比黏度。
2.3.3 海馬組織中 AChE、5-HT、ET-1、VEGF含量測定 各組大鼠在取血后,于冰盤上迅速分離左、右側(cè)海馬,加入冰生理鹽水制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的腦組織勻漿。取海馬勻漿嚴(yán)格按照試劑盒說明書,以酶聯(lián)免疫吸附法測定各組大鼠海馬中AChE、5-HT、ET-1、VEGF的含量。
2.3.4 海馬組織病理學(xué)檢測 末次給藥后1h,每組取剩余4只大鼠,麻醉,迅速暴露心臟,用肝素化的生理鹽水100mL經(jīng)升主動(dòng)脈快速?zèng)_洗,然后用含4%多聚甲醛的磷酸鹽緩沖液灌注。斷頭取腦,置于10%福爾馬林中固定。24h內(nèi)常規(guī)石蠟包埋,冠狀切片,蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色,光學(xué)顯微鏡下觀察海馬組織CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)。
2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。連續(xù)型變量采用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)”進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)描述。多組間均數(shù)比較,采用單因素方差分析,采用LSD法(方差齊時(shí))或DunnettT3(方差不齊時(shí))進(jìn)行均數(shù)的多重比較;多組間數(shù)據(jù)分布比較,采用秩和檢驗(yàn)(Kruskal WallisH檢驗(yàn));兩組間數(shù)據(jù)分布比較,采用 Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 各組大鼠學(xué)習(xí)記憶能力比較 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠逃避潛伏期明顯延長(P<0.05),穿越平臺(tái)次數(shù)和目標(biāo)象限距離百分比明顯減少(P<0.05)。與模型組比較,各治療組逃避潛伏期均明顯縮短(P<0.05),四物湯高劑量組和尼莫地平組目標(biāo)象限距離百分比明顯增加(P<0.05)。各治療組穿越平臺(tái)次數(shù)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。四物湯高、低劑量組這3個(gè)指標(biāo)比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
表1 各組大鼠水迷宮試驗(yàn)結(jié)果比較(±s)
表1 各組大鼠水迷宮試驗(yàn)結(jié)果比較(±s)
注:同列含有相同右上標(biāo)符號(hào)的組別比較,P>0.05;同列不含相同右上標(biāo)符號(hào)的組別比較,P<0.05。
組 別 n 逃避潛伏期/s穿越平臺(tái)次數(shù)目標(biāo)象限距離百分比/%假手術(shù) 12 27.85± 8.96* 3.17±1.90* 39.92± 9.09*模 型 12 49.58±14.52# 1.42±1.08* 20.86±11.49#尼莫地平 12 29.84± 8.67* 2.58±1.98* 37.65±13.43*◇四物湯高劑量 12 35.69±10.58*◇ 2.25±2.67* 32.72±13.11*◇四物湯低劑量 12 39.04± 8.84◇ 1.75±1.91* 29.54± 8.31#◇
3.2 各組大鼠海馬 AChE、5-HT、ET-1和 VEGF含量比較 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠海馬中AChE、ET-1含量均顯著升高(P<0.05),5-HT含量顯著降低(P<0.05),VEGF含量無顯著變化(P>0.05)。與模型組比較,各治療組海馬中AChE含量顯著降低(P<0.05),5-HT含量顯著增高(P<0.05);四物湯高劑量組和尼莫地平組海馬中ET-1含量顯著降低(P<0.05),四物湯高劑量組VEGF含量顯著增高(P<0.01)。四物湯高、低劑量組這4個(gè)指標(biāo)比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
3.3 各組大鼠血液流變學(xué)指標(biāo)比較 與假手術(shù)組比較,模型組全血黏度、血漿黏度和紅細(xì)胞聚集指數(shù)顯著升高(P<0.05)。與模型組比較,四物湯高劑量組、尼莫地平組大鼠全血黏度、血漿黏度、紅細(xì)胞聚集指數(shù)均明顯降低(P<0.05)。四物湯高劑量組血漿黏度和紅細(xì)胞聚集指數(shù)顯著低于四物湯低劑量組(P<0.05)。見表3。
表2 各組大鼠海馬中AChE、5-HT、ET-1和VEGF含量比較(±s)
表2 各組大鼠海馬中AChE、5-HT、ET-1和VEGF含量比較(±s)
注:同列含有相同右上標(biāo)符號(hào)的組別比較,P>0.05;同列不含相同右上標(biāo)符號(hào)的組別比較,P<0.05。
假手術(shù) 8 0.62±0.04* 738.41±50.86* 8.13±0.97* 144.12± 6.88*模 型 8 0.80±0.07# 583.22±74.36# 10.24±0.60# 155.82±13.25*△尼莫地平 8 0.65±0.04* 687.16±52.81*◇ 8.27±1.00*◇ 167.88±13.72△四物湯高劑量 8 0.68±0.06*◇ 707.56±52.60*◇ 8.63±1.23*◇ 178.59±13.51◇四物湯低劑量 8 0.71±0.03◇ 667.49±64.80◇ 9.27±1.49?!?170.58±24.00*△◇
表3 各組大鼠血液流變學(xué)指標(biāo)比較(±s)
表3 各組大鼠血液流變學(xué)指標(biāo)比較(±s)
注:同列含有相同右上標(biāo)符號(hào)的組別比較,P>0.05;同列不含相同右上標(biāo)符號(hào)的組別比較,P<0.05。
假手術(shù) 8 7.72±1.41* 5.82±0.51* 4.38±0.59*◇ 1.33±0.21* 3.98±0.55*模 型 8 12.62±2.01# 7.07±0.73# 5.14±0.79# 2.27±0.30# 4.54±0.34#尼莫地平 8 10.41±1.74◇ 6.14±0.60*◇ 4.21±0.42◇ 1.65±0.27◇ 4.09±0.32*四物湯高劑量 8 9.12±0.98*◇ 6.11±0.88*◇ 4.36±0.47*◇ 1.52±0.11*◇ 4.08±0.37*四物湯低劑量 8 11.07±1.92?!?6.83±0.76#◇ 4.91±0.38*# 1.93±0.31△ 4.57±0.52#
3.4 CA1區(qū)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察 假手術(shù)組可見海馬CA1區(qū)錐體細(xì)胞呈多層排列,且排列整齊緊密,分布均勻,結(jié)構(gòu)清晰,外形規(guī)則。模型組神經(jīng)細(xì)胞排列紊亂、稀疏,部分細(xì)胞胞體收縮呈多角形,胞漿濃縮,核固縮深染細(xì)胞多見,呈桿狀或三角形,核仁不明顯。各治療組神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)均得到明顯的改善,錐體細(xì)胞僅有少量的缺失,有少數(shù)細(xì)胞核固縮,神經(jīng)纖維排列較為整齊,細(xì)胞形態(tài)基本趨于正常。見圖1。
VD是指由一系列腦血管疾病導(dǎo)致的腦組織損傷而產(chǎn)生的進(jìn)行性智能障礙綜合征[7]?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為,VD主要與中樞膽堿能傳導(dǎo)通路受損,單胺類神經(jīng)遞質(zhì)釋放異常,血管舒縮異常,大腦血液循環(huán)障礙等有關(guān)[8-9]。改善血液流變性質(zhì),增加腦部血流量,改善腦微循環(huán)障礙,從而促進(jìn)腦組織神經(jīng)遞質(zhì)代謝對(duì)治療VD有著極其重要的意義。VD屬于中醫(yī)“健忘”“呆病”等范疇,而脈絡(luò)瘀阻、腦絡(luò)空虛、血不榮腦可使腦髓得不到氣血滲灌營養(yǎng)而使腦主神明的功能難以發(fā)揮,從而出現(xiàn)呆傻愚笨等一系列表現(xiàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步提示,四物湯對(duì)于VD模型大鼠具有較好的治療作用,其作用機(jī)制顯示多途徑、多環(huán)節(jié)特點(diǎn)。四物湯對(duì)改善血管功能、改變血瘀狀態(tài)顯示出良好的養(yǎng)血行血、活血生絡(luò)特點(diǎn),提示四物湯針對(duì)脈絡(luò)瘀阻、血不榮腦為特點(diǎn)的VD有一定的開發(fā)應(yīng)用前景。
四物湯出自宋代《太平惠民和劑局方》,君藥熟地黃,味甘性微溫,具有滋陰養(yǎng)血、填精補(bǔ)髓的功效;臣藥當(dāng)歸,甘溫質(zhì)潤,長于補(bǔ)血養(yǎng)肝;佐以白芍,養(yǎng)血斂陰;使以川芎,活血行滯。四藥相伍,補(bǔ)血而不滯血,行血而不傷血。結(jié)合VD的病機(jī)研究,本實(shí)驗(yàn)從行為學(xué)、病理學(xué)考察了四物湯對(duì)VD大鼠的治療作用,從神經(jīng)遞質(zhì)、血管活性物質(zhì)、血液流變性3個(gè)方面對(duì)四物湯治療VD的作用機(jī)制進(jìn)行初步探討。目前常用的VD治療藥物為二氫吡啶類鈣拮抗劑尼莫地平。研究證實(shí)其能改善腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)含量[10],松弛動(dòng)脈平滑?。?1],擴(kuò)張全身小動(dòng)脈[11],降低腦血管阻力[12],改善腦血流狀態(tài)[12],與四物湯的功能作用相近,故本實(shí)驗(yàn)選用尼莫地平作為陽性藥物。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,四物湯對(duì)VD大鼠學(xué)習(xí)記憶能力具有明顯的改善作用,能顯著改善VD大鼠海馬病理變化。ACh和5-HT是中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)高級(jí)神經(jīng)功能的重要神經(jīng)遞質(zhì),其水平下降可導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶障礙[13-14]。其中 ACh可由其降解酶 AChE調(diào)節(jié)含量。本實(shí)驗(yàn)中,四物湯組可以通過調(diào)節(jié)海馬AChE和5-HT含量,改善VD大鼠學(xué)習(xí)記憶能力。在血管活性物質(zhì)中,ET-1是目前認(rèn)為最強(qiáng)的縮血管肽,通過促進(jìn)血管進(jìn)一步收縮痙攣,加重腦缺血,還可能對(duì)腦神經(jīng)細(xì)胞或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞造成直接損害[15]。而VEGF能通過促進(jìn)微血管新生來維系腦微環(huán)境穩(wěn)定和改善病理狀態(tài)下的微環(huán)境,從而保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞,這是脈絡(luò)滲灌氣血發(fā)揮對(duì)腦神經(jīng)營養(yǎng)作用的生物學(xué)基礎(chǔ)之一[16]。研究表明,四物湯在下調(diào)ET-1水平,上調(diào)血清VEGF水平方面有顯著優(yōu)勢,這表明四物湯改善VD的作用與其調(diào)節(jié)縮血管肽類ET-1含量,上調(diào)“血管生成”重要因子VEGF有關(guān)。血液流變學(xué)指標(biāo)的變化能夠反映出血流動(dòng)力學(xué)的改變,同時(shí)能間接反映出腦血管和腦血流量的基本狀態(tài)。當(dāng)血液呈高凝狀態(tài),腦部血流量降低,能量代謝下降,最終導(dǎo)致血栓形成,并發(fā)展成為癡呆[17]。四物湯能夠降低血液黏稠度,改善腦循環(huán),促進(jìn)腦組織代謝,顯示出良好的祛瘀生絡(luò)作用。
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