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黃芪預(yù)處理對大鼠腸系膜缺血再灌注損傷后氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的抑制作用*

2016-08-31 06:55裴志萍牛文革柴靜波河北省邯鄲市第二醫(yī)院河北邯鄲056001
中國中醫(yī)急癥 2016年6期
關(guān)鍵詞:內(nèi)毒素腸系膜黃芪

裴志萍 牛文革 柴靜波 孟 潔(河北省邯鄲市第二醫(yī)院,河北 邯鄲 056001)

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黃芪預(yù)處理對大鼠腸系膜缺血再灌注損傷后氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的抑制作用*

裴志萍△牛文革柴靜波孟潔
(河北省邯鄲市第二醫(yī)院,河北 邯鄲 056001)

目的 研究黃芪預(yù)處理對大鼠腸系膜缺血再灌注損傷后氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的抑制作用。方法 取120只實(shí)驗(yàn)用大鼠按隨機(jī)數(shù)字表法分為假手術(shù)組、模型組、銀杏葉提取物(3.15 mg/kg)預(yù)處理組和黃芪(5、10、20 g/kg)預(yù)處理組;術(shù)前7 d開始腹腔注射給藥(每日1次)。通過夾閉腸系膜上動脈后去夾恢復(fù)血流再灌注的方法制備腸系膜缺血再灌注損傷大鼠模型;再灌注2 h后,測定腸組織含水量,HE染色觀察腸組織病理變化并進(jìn)行損傷評分(Chiu′s氏評分);檢測腸組織中抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、GSH-Px、過氧化氫酶(CAT)]活性和丙二醛(MDA)含量;測定血清中總抗氧化能力(T-AOC)水平和一氧化氮(NO)含量;酶聯(lián)免疫法(ELISA)測定腸組織中炎癥細(xì)胞因子(CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10)和內(nèi)毒素水平。結(jié)果 與模型組比較,黃芪(10、20 g/kg)預(yù)處理組大鼠腸組織含水量顯著降低(P<0.05或P<0.01);黃芪預(yù)處理組大鼠腸系膜病變較模型組均明顯改善,其中黃芪(10、20 g/kg)預(yù)處理組Chiu′s氏評分顯著降低(P<0.05或P<0.01);黃芪(10、20 g/kg)預(yù)處理組腸組織中SOD、CAT活性顯著升高且MDA含量顯著降低(P<0.05或P<0.01),血清中NO、CRP、TNF-α、IL-6含量和內(nèi)毒素水平顯著降低(P<0.05或P<0.01);其中黃芪(20 g/kg)預(yù)處理組腸組織中GSH-Px活性和血清中T-AOC含量顯著升高(P<0.05),血清中cGMP、IL-10含量顯著升高且IL-1β含量顯著降低(P<0.05或P<0.01)。結(jié)論 黃芪預(yù)處理具有抑制大鼠腸系膜缺血再灌注損傷后氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的作用,從而對腸系膜缺血再灌注損傷起到保護(hù)作用。

腸系膜缺血再灌注黃芪預(yù)處理氧化應(yīng)激炎癥反應(yīng)

【Abstract】Objective:To investigate the inhibition of Astragalus pretreatment on oxidative stress and inflammation in intestinal ischemia-reperfusion rats.Methods:120 expremental rats were randomly devided into sham operation group,the model group,Ginkgo biloba extract(GB,3.15 kg)pretreatment group and Astragalus(5,10,20 g/kg)pretreatment groups.Severn days before surgery,the drugs were given by intraperitoneal injection,once a day.The rat models were made by clipping superior mesenteric artery;two hours later,the water content was detected;the histopathological changes of intestinal tissue was observed by HE staining and the Chiu′s score was detected;the activity of SOD,GSH-Px,CAT and the content of MDA in intestinal tissue were detected;the level of T-AOC and the content of NO,cGMP in serum were detected;the level of CRP,TNF-α,IL-1β,IL-6,IL-10 and endotoxin in intestinal tissue were detected.Results:Compared with the model group,the water content in Astragalus(10,20 g/kg)pretreatement groups were significantly decreased(P<0.05 or P<0.01);the histopathological changes of intestinal tissue in Astragalus pretreatement groups were significantly improved,the Chiu′s score in Astragalus(10,20 g/kg)pretreatement groups were significantly decreased(P<0.05 or P<0.01),the activity of SOD,CAT in intestinal tissue were significantly increased and the content of MDA were significantly decreased(P< 0.05 or P<0.01),the level of NO,CRP,TNF-α,IL-6 and endotoxin in intestinal tissue of Astragalus(10,20 g/kg)pretreatement groups were significantly decreased(P<0.05 or P<0.01);the activity of GSH-Px and the level of T-AOC in intestinal tissue were significantly increased(P<0.05),the content of cGMP and the level of IL-10 inserum were significantly increased(P<0.05 or P<0.01),IL-1β was significantly decreased(P<0.01).Conclusion:Astragalus pretreatment has inhibitive effects on oxidative stress and inflammation in intestinal ischemiareperfusion rats,which exhibits protective effect on intestinal ischemia-reperfusion injury in rats.

【Key words】Intestinal ischemia-reperfusion;Astragalus;Pretreatment;Oxidative stress;Inflammation

黃芪為為豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的根,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,具有補(bǔ)氣固表、利尿托毒、排膿、斂瘡生肌之功效,為常用中藥之一?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),黃芪預(yù)處理能夠抑制氧化應(yīng)激損傷、降低炎癥反應(yīng)而表現(xiàn)出對腦組織和心肌組織缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[1-2],但對腸系膜缺血再灌注損傷是否具有保護(hù)作用,仍未見文獻(xiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)采用黃芪預(yù)處理7 d后,通過夾閉腸系膜上動脈45 min后去夾恢復(fù)血流再灌注的方法制備的腸系膜缺血再灌注大鼠模型,研究黃芪預(yù)處理對大鼠腸系膜缺血再灌注損傷的保護(hù)作用并探討其可能的作用機(jī)制?,F(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1藥物與試劑

黃芪注射液(成都地奧九泓制藥廠生產(chǎn),規(guī)格為20 g/10 mL,批號為20141209);銀杏葉提取物(神威藥業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn),規(guī)格為17.5 g/5 mL,批號為140725);HE試劑盒試劑盒購自北京博奧森生物工程有限公司;一氧化氮(NO)、環(huán)鳥苷酸(cGMP)、C反應(yīng)蛋白(CRP)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-1β (IL-1β)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)和內(nèi)毒素酶聯(lián)免疫法(ELISA)檢測試劑盒購自北京博奧森生物工程有限公司;血清中總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、GSH-Px、過氧化氫酶(CAT)活性測定試劑盒和丙二醛(MDA)含量測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.2實(shí)驗(yàn)動物

清潔級雄性Wistar大鼠,8周齡,體質(zhì)量180~220 g,由河北省實(shí)驗(yàn)動物中心提供,許可證號:SCXK(冀)2008-1-003。

1.3實(shí)驗(yàn)儀器

UV759型紫外-可見分光光度計(jì) (上海圣科儀器設(shè)備有限公司);F50型酶標(biāo)儀 (瑞士TECAN公司);CUT4062型石蠟切片機(jī)(德國SLEE公司);IX71型倒置光學(xué)顯微鏡(日本Olympus公司)。

1.4分組與給藥

將120只實(shí)驗(yàn)用大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組、模型組、銀杏葉提取物(3.15 mg/kg)預(yù)處理組和黃芪(5、10和20 g/kg)預(yù)處理組;各預(yù)處理組于術(shù)前7 d開始腹腔注射給藥,每日1次,其中假手術(shù)組和模型組分別給予等體積的0.9%氯化鈉注射液。

1.5模型制備

腸系膜缺血再灌注大鼠模型的制備:術(shù)前12 h禁食,麻醉后仰位固定,開腹并暴露腸系膜上動脈,用無創(chuàng)動脈夾夾閉45 min后去夾恢復(fù)血流再灌注,制備腸系膜缺血再灌注大鼠模型[3]。

1.6標(biāo)本采集與檢測

再灌注2 h后,取材并進(jìn)行各指標(biāo)的檢測。

1.6.1腸組織含水量的測定腹腔注射烏拉坦實(shí)施麻醉后,開腹取回盲部10 cm以上的相同部位4 cm的腸管,用0.9%氯化鈉注射液沖洗干凈后,秤量濕質(zhì)量(W1);然后將該腸段置于107℃烘烤72 h后稱干質(zhì)量(W2),計(jì)算腸組織含水量:含水量(%)=[(W1-W2)/W1]×100%。

1.6.2腸組織病理性形態(tài)學(xué)變化的觀察及Chiu′s氏評分參照1.6.1方法取各組大鼠腸管,用0.9%氯化鈉注射液沖洗干凈,置于4%多聚甲醛溶液固定,石蠟包埋、切片和展片處理后,行常規(guī)HE染色,然后通過光學(xué)顯微鏡觀察各組大鼠腸組織病理性形態(tài)學(xué)變化;參照Chiu等[4]報(bào)道的評分標(biāo)準(zhǔn)(Chiu′s氏6級評分標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行腸組織損傷評分,0分:結(jié)構(gòu)正常。1分:腸黏膜絨毛頂端上皮下間隙增寬。2分:絨毛尖端上皮抬高與固有層剝離。3分:絨毛兩側(cè)上皮成塊脫落。4分:上皮完全脫落,僅存固有層結(jié)構(gòu)。5分:黏膜固有層崩解、出血和潰瘍。

1.6.3腸組織中抗氧化酶活性及MDA含量的測定

參照“1.6.1”項(xiàng)下方法取回盲部10 cm以上的相同部位腸管,沖洗干凈,加入適量冷裂解液后進(jìn)行研磨勻漿,經(jīng)3000 r/min離心10min后取上清液,然后按照各試劑盒操作方法步驟進(jìn)行處理,通過紫外-可見分光光度計(jì)測定各組大鼠腸組織中抗氧化酶(SOD、GSH-Px、CAT)活性和MDA含量。

1.6.4血清中T-AOC水平和NO、cGMP含量的測定于“1.6.3”項(xiàng)取腸組織前,通過腹主動脈取血并離心取血清,根據(jù)各試劑盒操作方法步驟進(jìn)行處理,然后通過紫外-可見分光光度計(jì)測定各組大鼠血清中T-AOC水平,通過酶標(biāo)儀測定各組大鼠血清中NO、cGMP含量。

1.6.5腸組織中炎癥細(xì)胞因子含量和內(nèi)毒素水平的測定取“1.6.3”項(xiàng)下所制備的腸組織勻漿上清液,按照ELISA試劑盒操作步驟逐步進(jìn)行處理,然后通過酶標(biāo)儀平行測定各組大鼠腸組織中炎癥細(xì)胞因子(CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10)含量和內(nèi)毒素水平。

1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1各組大鼠腸組織含水量比較

見表1。模型組大鼠腸組織含水量較假手術(shù)組顯著升高(P<0.01);與模型組比較,黃芪(10、20 g/kg)預(yù)處理組大鼠腸組織含水量顯著降低 (P<0.05或P< 0.01)。

表1 各組大鼠腸組織含水量和Chiu′s氏評分比較(分,±s)

表1 各組大鼠腸組織含水量和Chiu′s氏評分比較(分,±s)

與假手術(shù)組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01。下同。

組別 n Chiu′s氏評分(分)假手術(shù)組 10 0.32±0.15模型組 10 4.18±0.63**黃芪(5 g/kg)預(yù)處理組 10 3.79±0.82含水量(%)72.75±4.13 84.31±5.04**83.59±5.15黃芪(10 g/kg)預(yù)處理組 10 2.86±0.64△79.46±4.83△黃芪(20 g/kg)預(yù)處理組 10 76.12±4.50△△ 2.07±0.49△△銀杏葉提取物預(yù)處理組 10 78.35±3.87△ 2.53±0.57△

2.2各組大鼠腸系膜病理性形態(tài)學(xué)變化及損傷評分(Chiu′s氏評分)比較

見表1。觀察病理切片發(fā)現(xiàn):假手術(shù)組大鼠腸絨毛完整、排列整齊,未見病理性形態(tài)學(xué)變化;模型組大鼠腸組織呈現(xiàn)明顯的病理性形態(tài)學(xué)變化:黏膜上皮細(xì)胞脫落,絨毛尖端上皮抬高與固有層分離,中性粒細(xì)胞浸潤等;與模型組比較,黃芪預(yù)處理組大鼠腸組織病理性形態(tài)學(xué)變化明顯較輕,其中以黃芪(20 g/kg)預(yù)處理組效果最為顯著,見圖1。各組大鼠腸組織損傷Chiu′s氏評分結(jié)果:模型組大鼠腸組織Chiu′s氏評分較假手術(shù)組顯著升高(P<0.01);與模型組比較,黃芪(10、20 g/kg)預(yù)處理組大鼠Chiu′s氏評分顯著降低 (P< 0.05或P<0.01)。

圖1 各組大鼠腸系膜病理性形態(tài)學(xué)變化(HE染色,×200)

2.3各組大鼠腸組織中抗氧化酶活性活性和MDA含量比較

見表2。模型組大鼠腸組織中抗氧化酶(SOD、GSH-Px、CAT)活性較假手術(shù)組顯著降低且MDA含量顯著升高(P<0.05或P<0.01);與模型組比較,黃芪(10、20 g/kg)預(yù)處理組大鼠SOD、CAT活性顯著升高且MDA含量顯著降低 (P<0.05或P<0.01),其中20 g/kg預(yù)處理組GSH-Px活性顯著升高(P<0.05)。

表2 各組大鼠腸組織中抗氧化酶活性活性和MDA含量比較(±s)

表2 各組大鼠腸組織中抗氧化酶活性活性和MDA含量比較(±s)

組別 n假手術(shù)組 10模型組 10黃芪(5 g/kg)預(yù)處理組 10 CAT(U/mg)MDA(nmol/mg)26.91±5.04 5.48±1.29 14.65±4.17** 17.52±3.01**16.49±3.83 14.86±2.75黃芪(10 g/kg)預(yù)處理組 10 42.60±5.29△ 3.65±1.32 20.68±4.01△ 11.27±2.38△△黃芪(20 g/kg)預(yù)處理組 10 55.07±6.43△△ 4.12±1.57△ 25.27±5.24△△ 8.15±1.73△銀杏葉提取物預(yù)處理組 10 46.23±5.99△ 3.79±1.43 21.08±3.62△ 7.40±1.89△△SOD(U/mg)GSH-Px(U/mg)68.49±7.06 4.72±1.36 35.02±4.87** 3.08±1.24*38.35±5.71 3.26±1.39

2.4各組大鼠血清中T-AOC水平和NO、cGMP含量比較

見表3。模型組大鼠血清中T-AOC水平和NO、cGMP含量較假手術(shù)組均顯著降低 (P<0.05或P< 0.01);與模型組比較,黃芪(10、20 g/kg)預(yù)處理組大鼠血清中NO含量顯著升高(P<0.05或P<0.01),其中20 g/kg預(yù)處理組T-AOC水平和cGMP含量顯著升高(P<0.05或P<0.01)。

表3 各組大鼠血清中T-AOC水平和NO、cGMP含量比較(±s)

表3 各組大鼠血清中T-AOC水平和NO、cGMP含量比較(±s)

組別 n假手術(shù)組 10模型組 10黃芪(5 g/kg)預(yù)處理組 10 cGMP(pmol/mL)10.51±0.94 7.37±1.22*7.89±1.48黃芪(10 g/kg)預(yù)處理組 10 9.98±2.46 12.55±2.48△ 8.63±1.02黃芪(20 g/kg)預(yù)處理組 10 11.73±3.35△15.03±3.17△△ 9.27±1.69△銀杏葉提取物預(yù)處理組 10 9.82±2.58△11.84±1.92△ 8.24±1.13 T-AOC(U/L) NO(ng/mL)17.59±3.83 19.73±2.26 8.31±2.15** 8.54±1.41**9.07±2.68 10.06±1.72

2.5各組大鼠腸組織中炎癥細(xì)胞因子含量和內(nèi)毒素水平比較

見表4。模型組大鼠腸組織中CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6含量和內(nèi)毒素水平較假手術(shù)組顯著升高,IL-10含量顯著降低 (P<0.01);而與模型組比較,黃芪(10、20 g/kg)預(yù)處理組大鼠腸組織中CRP、TNF-α、IL-6含量和內(nèi)毒素水平顯著降低,其中20 g/kg預(yù)處理組IL-1β含量顯著降低且IL-10含量顯著升高 (P<0.05 或P<0.01)。

3 討 論

腸系膜缺血再灌注損傷病理機(jī)制非常復(fù)雜,病理機(jī)制尚不明確。近年來,有研究發(fā)現(xiàn),氧化應(yīng)激損傷、炎癥反應(yīng)可能是其重要發(fā)病機(jī)制之一[5-6],這也為我們今后研發(fā)抑制腸系膜缺血再灌注損傷的新型藥物提供了新的思路。

表4 各組大鼠腸組織中炎癥細(xì)胞因子含量和內(nèi)毒素水平比較(±s)

表4 各組大鼠腸組織中炎癥細(xì)胞因子含量和內(nèi)毒素水平比較(±s)

組別 n假手術(shù)組 10模型組 10黃芪(5 g/kg)預(yù)處理組 10 IL-10(ng/g)  內(nèi)毒素(kEu/g)10.43±1.52 0.13±0.04 52.06±7.39** 1.02±0.19**58.27±6.84 0.92±0.25黃芪(10 g/kg)預(yù)處理組 10 137.03±20.75△ 32.91±3.78△ 77.58±8.13 148.24±35.71△△ 62.86±8.35 0.74±0.16△黃芪(20 g/kg)預(yù)處理組 10 102.40±17.52△△20.53±3.14△△ 62.41±7.09△△ 106.50±31.43△△ 67.03±9.52△ 0.58±0.14△△銀杏葉提取物預(yù)處理組 10 132.35±21.37△ 34.15±4.01△ 80.86±9.30 154.29±40.15△ 59.35±7.24 0.83±0.20 CRP(mg/g) TNF-α(ng/g)42.73±5.06 9.46±1.81 192.51±24.59** 47.20±6.34**164.82±27.48 41.59±5.72 IL-1β(ng/g)45.30±6.24 91.46±11.32**84.01±10.22 IL-6(ng/g)56.38±7.11 205.94±34.56**177.57±42.82

體內(nèi)氧自由基過剩是導(dǎo)致氧化應(yīng)激損傷的病理基礎(chǔ),正常生理狀態(tài)下,體內(nèi)生成的氧自由基能夠在SOD作用下還原生成H2O2,并在CAT催化作用下進(jìn)一步被還原生成對人體無害的H2O和O2[7-8];脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物MDA含量也能夠間接反應(yīng)腸系膜細(xì)胞氧化損傷程度。體內(nèi)NO是一種信號分子,能夠通過激活可溶性腺苷酸環(huán)化酶、升高細(xì)胞內(nèi)cCMP含量而發(fā)揮刺激血管舒張、促進(jìn)血液循環(huán)的生理作用[9-10]。此外,NO還具有降低血管反應(yīng)性,維持腸黏膜的灌注,消除氧自由基、抑制脂質(zhì)過氧化,改善微循的作用[11]。細(xì)胞炎性因子CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6是臨床上用來監(jiān)測體內(nèi)炎癥反應(yīng)的常用指標(biāo);而IL-10是一種多功能負(fù)性調(diào)節(jié)因子,能夠發(fā)揮下調(diào)炎癥反應(yīng),拮抗炎性介質(zhì)的作用;內(nèi)毒素是一種對人體具有毒性作用的脂多糖,可引起發(fā)熱、微循環(huán)障礙、內(nèi)毒素休克等。

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),黃芪預(yù)處理能夠有效降低腸組織含水量,改善腸系膜組織病變、降低Chiu′s氏評分,改善腸組織中抗氧化酶(SOD、GSH-Px、CAT)活性并降低MDA含量,提高血清中T-AOC水平和NO、cCMP含量,降低腸組織中炎癥細(xì)胞因子(CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6)含量及內(nèi)毒素水平、提高IL-10含量[12-15];提示黃芪預(yù)處理對腸系膜缺血再灌注損傷大鼠氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)具有抑制作用,從而表現(xiàn)出對腸系膜缺血再灌注損傷大鼠的保護(hù)作用。

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Inhibition of Astragalus Pretreatment on Oxidative Stress and Inflammation in Intestinal ischemia-reperfusion Rats

PEI Zhiping,NIU Wenge,CHAI Jingbo,et al. The Seond Hospital of Handan,Hebei,Handan 056001,China.

R285.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

1004-745X(2016)06-0967-04

10.3969/j.issn.1004-745X.2016.06.007

河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(08B033)

△(電子郵箱:zhjkpqq@163.com)

(2015-11-17)

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