單麗倩,劉曉峰,崔亞晨,劉 悅,高 慧
(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,遼寧 大連 116600)
天南星是天南星科植物天南星Arisaema erubescens(Wall.)Schott.、異葉天南星Arisaema heterophyllum Blume.或東北天南星Arisaema amurense Maxim.的干燥塊莖,有溫化寒痰、祛風(fēng)止痙之功效。膽南星為制天南星細(xì)粉與牛、羊或豬膽汁經(jīng)加工而成,或?yàn)樯炷闲羌?xì)粉與牛、羊或豬膽汁經(jīng)發(fā)酵加工而成[1],長于清熱化痰、息風(fēng)定驚,多用于痰熱咳嗽、急驚風(fēng)、癲癇等癥。天南星經(jīng)發(fā)酵后制成膽南星,是炮制對改變藥性最典型的例子,性由溫轉(zhuǎn)涼,味由辛轉(zhuǎn)苦,功效由溫化寒痰轉(zhuǎn)為清化熱痰,且毒性降低。
關(guān)于膽南星的炮制作用,歷代本草學(xué)著作中多有記載,如“天南星為燥痰之品,制以牛膽以殺其毒。得牛膽則燥性減,且膽有益肝膽之功”[2]、“膽南星……降痰因火動(dòng)如神,治小兒急驚必用……較之南星味苦性涼,故善解風(fēng)痰熱滯……”[3]等。在現(xiàn)代研究中,有人基于小鼠生理生化指標(biāo)對天南星、膽南星的藥性變化進(jìn)行探討[4],另有實(shí)驗(yàn)證明天南星具有顯著毒性[5],但未見對天南星、膽南星傳統(tǒng)藥效和毒性的系統(tǒng)對比研究。本課題組前期對膽南星中化學(xué)成分進(jìn)行了對比研究[6],并對發(fā)酵前后的膽酸類成分含有量進(jìn)行了比較,證明了發(fā)酵后結(jié)合型膽酸轉(zhuǎn)化為游離型膽酸,確立了膽南星的發(fā)酵工藝,并建立了用3 種游離型膽酸含有量評價(jià)膽南星質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)[7]。本實(shí)驗(yàn)圍繞膽南星的傳統(tǒng)功效,分別從抗高熱驚厥、清熱以及毒性三個(gè)方面,對天南星發(fā)酵前后的藥效、毒性進(jìn)行對比研究,以從傳統(tǒng)藥效學(xué)方面驗(yàn)證天南星發(fā)酵“減毒改性”的炮制理論,為進(jìn)一步研究天南星的炮制原理提供基礎(chǔ)。
1.1 儀器 恒溫恒濕培養(yǎng)箱(HWS-080 型,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);HZ-A6002 型電子天平(HZ-A6002 型,瑞安市金訊貿(mào)易有限公司監(jiān)制);酶標(biāo)儀(MuLtiskan Mk3型,上海賽默飛世爾儀器有限公司);醫(yī)用離心機(jī)(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司)。
1.2 藥物及試劑 東北天南星采自遼寧省本溪市,經(jīng)遼寧省藥品檢驗(yàn)檢測院王維寧教授鑒定為天南星科植物東北天南星Arisaema amurense Maxim.的干燥塊莖,采后凈制,洗去泥沙并切制成2~3 mm 厚片,晾干,即得。豬膽汁購于大連礎(chǔ)明集團(tuán)有限公司。大鼠前列腺素E2(PGE2)試劑盒(生產(chǎn)批號 BPE35446)、大鼠鈉鉀ATP酶(Na+/K+ATPase)試劑盒(批號BPE30580)、大鼠琥珀酸脫氫酶(SDH)試劑盒(批號 BPE30230)、大鼠肝糖原(Glycogen)試劑盒(批號20171116HE)、大鼠白細(xì)胞介素-1 β(IL-1β)試劑盒(批號BPE30419)、大鼠白細(xì)胞介素-6(IL-6)試劑盒(批號BPE30666)購自上海朗頓生物科技有限公司;干酵母粉(產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)代號GB/T20886,湖北安琪酵母股份有限公司);PBS(批號P1020-500,北京索萊寶科技有限公司)。
1.3 動(dòng)物 SPF 級21 日齡雄性SD 大鼠48 只(體質(zhì)量60~80 g);SPF 級雄性SD 大鼠32 只(體質(zhì)量180~220 g);SPF 級KM 小鼠80 只,雌雄各半(體質(zhì)量18~22 g),均購自遼寧長生生物科技有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號SCXK(遼)2017-0001,飼養(yǎng)于遼寧中醫(yī)藥大學(xué)SPF 級動(dòng)物房。本實(shí)驗(yàn)所進(jìn)行的所有相關(guān)操作均在遼寧中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)下進(jìn)行,批準(zhǔn)號2018YS(DW)-043-01。
1.4 樣品制備 天南星鮮品:取天南星塊莖,洗去泥沙,即得。天南星:取天南星塊莖,洗去泥沙,切制成2~3 mm厚片,晾干,即得。膽南星:取天南星細(xì)粉過五號篩,加入凈膽汁(經(jīng)絹布濾過),經(jīng)1∶1 比例混合,置32 ℃、80%的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中發(fā)酵15 d 取出,至蒸制容器中蒸1 h 至透,趁熱切成1.5~2 cm 的小塊,曬至黑褐色,即得[7]。
2.1 樣品水煎液制備 抗驚厥實(shí)驗(yàn)用藥:取適量天南星、膽南星,用10 倍量水回流提取3 次,濃縮制成中劑量(0.14 g 生藥/mL)、高劑量(0.28 g 生藥/mL)水煎液。解熱實(shí)驗(yàn)用藥:取適量天南星、膽南星,用10 倍量水回流提取3 次,濃縮制成0.28 g 生藥/mL 水煎液。毒性實(shí)驗(yàn)用藥:取適量天南星搗碎,加水制成低劑量(0.18 g 生藥/mL)、中劑量(0.25 g 生藥/mL)、高劑量(0.32 g 生藥/mL)溶液;天南星、膽南星用10 倍量水回流提取3 次,濃縮制成低劑量(0.18 g 生藥/mL)、中劑量(0.25 g 生藥/mL)、高劑量(0.32 g 生藥/mL)水煎液。
2.2 抗驚厥實(shí)驗(yàn) 取48 只21 日齡SD 大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周,隨機(jī)分為6 組,每組8 只,分別為空白組、模型組以及天南星中、高劑量組和膽南星中、高劑量組。給藥組大鼠按1.4、2.8 g 生藥/kg 劑量灌胃給藥,空白組、模型組給予等容量生理鹽水,連續(xù)7 d。于第7 天灌胃給藥后1 h后測肛溫,參照周國平等[8]建立的45 ℃熱水浴誘發(fā)的大鼠驚厥模型,將除空白組外其余各組大鼠置于(45±2)℃熱水浴中,誘發(fā)驚厥發(fā)作,驚厥發(fā)生后立即從水中撈出大鼠。觀察各組大鼠驚厥發(fā)生數(shù)、驚厥死亡數(shù)、驚厥潛伏期(從進(jìn)入熱水浴至驚厥發(fā)作的時(shí)間)、驚厥持續(xù)時(shí)間和驚厥誘發(fā)結(jié)束時(shí)肛溫并計(jì)算驚厥發(fā)生率、驚厥致死率和肛溫上升速度,肛溫上升速度=(驚厥誘發(fā)結(jié)束時(shí)肛溫-驚厥誘發(fā)開始時(shí)肛溫)/驚厥潛伏期,規(guī)定驚厥最大觀察時(shí)間為5 min[9]。
2.3 解熱實(shí)驗(yàn) 取32 只SD 大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周,于正式實(shí)驗(yàn)前3 天在每日上午9 時(shí)測定大鼠體溫,選取體溫在36.6~38.3 ℃之間、正常波動(dòng)小于0.2 ℃的大鼠作為正常實(shí)驗(yàn)大鼠,末次測量體溫之后隨機(jī)將大鼠隨機(jī)分為4 組,每組8 只,分別為空白組、模型組、天南星組、膽南星組。給藥組大鼠按2.8 g 生藥/kg 劑量灌胃給藥,空白組、模型組給予等體積生理鹽水,連續(xù)7 d。于給藥第7 天,分別測量晨起肛溫,空白組皮下注射生理鹽水,其余組均按10 mL/kg劑量皮下注射20% 干酵母混懸液造模[10]。造模30 min后,各組灌胃相應(yīng)藥物,空白組和模型組給予生理鹽水,測量給藥后0、1、2、3、4、5、6 h 的肛溫,并于末次測量后,用乙醚麻醉大鼠,斷頭處死,隨后立即在冰浴中取腦,切取下丘腦組織并加PBS 溶劑勻漿置冷凍室內(nèi)保存,測定各給藥組下丘腦組織中前列腺素E2(PGE2)的水平;取肝組織并稱重,切取部分肝組織加PBS 溶劑勻漿后置冷凍室內(nèi)保存,測定各給藥組肝臟組織中鈉鉀ATP 酶(Na+/K+ATPase)、琥珀酸脫氫酶(SDH)以及肝糖原(Glycogen)的水平;腹主動(dòng)脈取血,置于EP 管中,3 800 r/min離心20 min,吸取血清上清液,測定各給藥組血清中炎癥因子白胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-1 β(IL-1 β)的水平。
2.4 毒性實(shí)驗(yàn) SPF 級KM 小鼠80 只,體質(zhì)量(20±2)g,雌雄各半,按體質(zhì)量和性別隨機(jī)分為10 組,每組8 只,分別為空白組,天南星鮮品高、中、低劑量組及天南星高、中、低劑量組和膽南星高、中、低劑量組,受試動(dòng)物實(shí)驗(yàn)前禁食不禁水12 h,空白組灌胃等體積生理鹽水,給藥組按1.8、2.5、3.2 g 生藥/kg 劑量灌胃給藥2 次,時(shí)間間隔為12 h。灌胃后各組小鼠自由攝取標(biāo)準(zhǔn)鼠糧,自由飲水,密切觀察小鼠的行為活動(dòng)、精神狀態(tài)、攝食飲水、皮毛光澤、糞便尿液、呼吸情況、鼻、眼、口腔有無異常分泌物等情況,并記錄小鼠死亡情況。
2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 通過SPSS 23.0 軟件進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)以()表示,各組數(shù)據(jù)采用單因素方差分析與組間t 檢驗(yàn)。P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 天南星發(fā)酵前后抗高熱驚厥作用結(jié)果 與模型組相比,除天南星高劑量組外,各給藥組均能夠降低幼齡SD大鼠由高熱引起的驚厥發(fā)生率,且天南星高劑量組具有一定的致死率,可能與天南星具有毒性有關(guān);與天南星組相比,高劑量膽南星組能顯著降低驚厥發(fā)生率,在同樣發(fā)生驚厥的中劑量組中,膽南星組能夠明顯降低驚厥發(fā)生率,縮短驚厥持續(xù)時(shí)間,降低肛溫上升速度,說明天南星經(jīng)發(fā)酵炮制后可明顯增強(qiáng)抗高熱驚厥作用。見表1。
表1 各組藥物對幼齡SD 大鼠驚厥發(fā)生率、驚厥致死率、驚厥潛伏期、驚厥持續(xù)時(shí)間以及肛溫上升速度的影響(,n=8)
表1 各組藥物對幼齡SD 大鼠驚厥發(fā)生率、驚厥致死率、驚厥潛伏期、驚厥持續(xù)時(shí)間以及肛溫上升速度的影響(,n=8)
注:-代表未驚厥。與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01;中劑量天南星發(fā)酵前后比較,##P<0.01;天南星中、高劑量組比較,aaP<0.01。
3.2 天南星發(fā)酵前后解熱作用結(jié)果
3.2.1 天南星發(fā)酵前后肛溫變化 給藥0~6 h 期間,與空白組比較,模型組肛溫持續(xù)增加,3 h 之后體溫升高(P<0.01),說明造模成功;與模型組相比,天南星組與模型組無顯著性差異,說明天南星并沒有解熱作用,符合天南星作為熱性藥的性質(zhì),膽南星組肛溫降低(P <0.05,P<0.01),說明膽南星有良好的解熱作用;天南星組與膽南星組相比,于給藥2 h 后膽南星組肛溫低于天南星組(P<0.05,P<0.01),證明經(jīng)加膽汁發(fā)酵炮制后,膽南星有良好的解熱作用,說明了膽汁以寒制熱的作用。見表2。
表2 各組藥物對各組SD 大鼠肛溫變化情況(,n=8)
表2 各組藥物對各組SD 大鼠肛溫變化情況(,n=8)
注:與空白組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01;天南星發(fā)酵前后比較,aP<0.05,aaP<0.01。
3.2.2 天南星發(fā)酵前后對大鼠下丘腦組織中前列腺素E2(PGE2)的影響 與空白組相比,模型組大鼠下丘腦組織中PGE2水平增加(P<0.05,P<0.01);與模型組相比,天南星組水平相差不大,膽南星組水平降低(P<0.05,P<0.01);天南星組與膽南星組相比,膽南星組低于天南星組(P<0.05,P<0.01)。見表3。
3.2.3 天南星發(fā)酵前后各給藥組血清中炎癥因子白胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-1 β(IL-1 β)的表達(dá) 與空白組相比,模型組IL-6、IL-1 β 水平顯著增加(P<0.05,P<0.01);與模型組相比,天南星組IL-6、IL-1 β 水平相差不大,膽南星組IL-6、IL-1 β 水平降低(P<0.05,P<0.01);天南星組與膽南星組相比,膽南星組IL-6、IL-1 β 水平低于天南星組(P<0.05,P<0.01)。見表3。
表3 藥物對SD 大鼠下丘腦組織PGE2 及血清IL-6、IL-1β 的影響(,n=8)
表3 藥物對SD 大鼠下丘腦組織PGE2 及血清IL-6、IL-1β 的影響(,n=8)
注:與空白組比較,**P<0.01;與模型組比較,##P<0.01;天南星發(fā)酵前后比較,aP<0.05,aaP<0.01。
3.2.4 天南星發(fā)酵前后各給藥組肝臟組織中鈉鉀ATP 酶(Na+/K+ATPase)、琥珀酸脫氫酶(SDH)以及肝糖原(Glycogen)的代謝 與空白組相比,模型組大鼠肝臟組織中Na+/K+ATPase、SDH 水平增加,Glycogen 水平降低(P<0.05,P <0.01);與模型組相比,天南星組Na+/K+ATPase、SDH 以及Glycogen 水平相差不大,膽南星組Na+/K+ATPase、SDH 水平降低(P<0.05,P<0.01),Glycogen水平增加(P<0.05,P<0.01);天南星組與膽南星組相比,膽南星組Na+/K+ATPase、SDH 水平降低,Glycogen 水平高于天南星組(P<0.05,P<0.01)。見表4。
表4 藥物對大鼠肝臟組織中Na+/K+ATPase、SDH、Glycogen 代謝的影響(,n=8)
表4 藥物對大鼠肝臟組織中Na+/K+ATPase、SDH、Glycogen 代謝的影響(,n=8)
注:與空白組比較,**P<0.01;與模型組比較,##P<0.01;天南星發(fā)酵前后比較,aaP<0.01。
由以上肛溫變化情況、下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞、肝臟組織能量代謝以及血清中炎性因子的對比,能夠發(fā)現(xiàn)天南星組與模型組相比無顯著性差異,說明天南星是熱性藥,無解熱作用。膽南星與模型組有顯著性差異,且向空白組接近,說明膽南星具有良好的解熱作用。
3.3 天南星發(fā)酵前后毒性作用結(jié)果 各組動(dòng)物在第二次灌胃后6 h 內(nèi)均出現(xiàn)不同程度的怠動(dòng)、豎毛、聚堆、靜止俯臥、呼吸急促或呼吸困難、身體震顫、抽搐至死亡。對死亡動(dòng)物立即解剖,可見小鼠胃腸均有大量尚未吸收的藥液,個(gè)別小鼠胃底部有充血現(xiàn)象,其余臟器未見有明顯異常。第二次灌胃6 h 后大部分存活動(dòng)物開始逐漸進(jìn)食飲水,第三天開始各組小鼠飲食進(jìn)水恢復(fù)正常。天南星本身具有毒性,可致小鼠死亡,且天南星鮮品組死亡率高于天南星組,說明天南星經(jīng)發(fā)酵炮制后,可有效降低死亡率,使毒性降低。見表5。
表5 藥物對動(dòng)物死亡情況的影響
天南星經(jīng)發(fā)酵制成膽南星后,藥性由溫轉(zhuǎn)涼,毒性降低。這一炮制作用在古代各大醫(yī)書中均有大量記載,但在現(xiàn)代研究中,欠缺炮制前后藥效及毒性對比研究,無法解釋其炮制原理??垢邿狍@厥和清熱作為膽南星典型的藥理作用,能夠直觀的對比出兩者在傳統(tǒng)藥效方面的區(qū)別,比較貼合膽南星實(shí)際應(yīng)用情況;毒性實(shí)驗(yàn)則能直觀的對比出兩者毒性強(qiáng)弱。所以本實(shí)驗(yàn)從藥效和毒性兩方面系統(tǒng)闡述了天南星炮制前后的變化,從而驗(yàn)證天南星發(fā)酵“減毒改性”的炮制原理。
膽南星臨床上常用于治療小兒高熱驚厥[11],故本實(shí)驗(yàn)?zāi)M小兒高熱致驚厥的模型,選用幼齡的SD 大鼠,并用熱水浴誘發(fā)驚厥,以最大程度的還原膽南星在臨床中的應(yīng)用情況[12]。將驚厥發(fā)生率作為最直接的觀察指標(biāo)用以評價(jià)抗驚厥作用強(qiáng)弱。膽南星抗高熱驚厥作用明顯強(qiáng)于天南星,膽南星不僅在抗驚厥作用上強(qiáng)于天南星,還可降低肛溫上升速度,從側(cè)面輔助證明了膽南星的解熱作用。
解熱作用機(jī)理之一是使下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞的PGE2水平降低[13],或使大鼠肝組織Na+/K+ATPase 的水平降低、SDH 活力降低、升高肝糖原水平,而IL-6、IL-1 β 作為重要的抗炎癥細(xì)胞因子[14-16],發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致其水平增加,故解熱實(shí)驗(yàn)中選定上述指標(biāo)進(jìn)行比較。對于干酵母所引起的發(fā)熱,膽南星組可有效降低大鼠體溫,降低發(fā)熱大鼠的PGE2、Na+/K+ATPase、IL-6、IL-1 β 和SDH 水平,增加肝糖原含量,而天南星則未表現(xiàn)出解熱作用。說明天南星在加入膽汁進(jìn)行發(fā)酵制成膽南星后,具備了膽汁中寒涼的藥性,產(chǎn)生了解熱作用,體現(xiàn)了熱性藥向寒性藥的轉(zhuǎn)變,證明了炮制改性的原理。
因?yàn)樵诋a(chǎn)地采收、加工天南星鮮品時(shí),天南星鮮品表現(xiàn)出極明顯的對皮膚的刺痛作用,我們在對比天南星、膽南星毒性時(shí)增加了天南星鮮品組。預(yù)實(shí)驗(yàn)表明,天南星鮮品有明顯的毒性,而天南星、膽南星組均受給藥體積和濃度的限制,給到最大濃度仍然無法致全部死亡,無法得到Dm、Dn、LD50等數(shù)據(jù),故正式實(shí)驗(yàn)對不同樣品對小鼠致死率進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,天南星鮮品具有明顯的毒性,經(jīng)干燥后毒性有所降低,進(jìn)一步發(fā)酵制成膽南星后毒性大大降低,體現(xiàn)了天南星的“炮制減毒”。
本實(shí)驗(yàn)通過對天南星發(fā)酵前后的傳統(tǒng)藥效及毒性比較,證明了天南星發(fā)酵炮制后藥性由熱轉(zhuǎn)涼,增強(qiáng)抗高熱驚厥作用,產(chǎn)生顯著的解熱作用,并使毒性降低,驗(yàn)證了炮制“減毒改性”的原理。