潘明柱,李 建,榮 兵,賈 峻,李華南
(天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院推拿科,天津300193)
慢性疲勞綜合征(chronic fatigue syndrome,CFS)是不明原因所致的嚴(yán)重疲勞,具有持續(xù)發(fā)作或反復(fù)發(fā)作特征,伴有記憶力下降、頭痛、睡眠障礙和免疫功能下降等癥狀[1]。CFS的發(fā)病機(jī)制尚未確定,但慢性應(yīng)激反應(yīng)是其病理基礎(chǔ)[2]。在應(yīng)激反應(yīng)下,容易導(dǎo)致機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌功能異常,出現(xiàn)激素分泌增多等現(xiàn)象。下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)(hypothalamus-pituitary-adrenal,HPA)軸是神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)中樞,研究[3]顯示:HPA軸是外界環(huán)境應(yīng)激反應(yīng)的主要通道,并在應(yīng)激反應(yīng)中起重要作用。海馬是HPA軸的高級(jí)調(diào)控中樞,研究[4]顯示:海馬-HPA軸負(fù)反饋失衡是CFS的致病基礎(chǔ)。腹部推拿作為中醫(yī)常用疾病治療手法,被認(rèn)為對(duì)海馬神經(jīng)具有重塑作用,但對(duì)其如何調(diào)控海馬-HPA軸負(fù)反饋機(jī)制尚不明確。本文作者采用腹部推拿的方式干預(yù)CFS模型大鼠,探討其對(duì)大鼠海馬-HPA軸的影響,以了解該治療方法對(duì)CFS大鼠海馬神經(jīng)重塑的作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、主要試劑和儀器成年健康Wistar雌性大鼠60只,體質(zhì)量190~260 g,由北京華阜康生物科技股份有限公司提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可 證 號(hào):SCXK(京)2014-004。TRIzol(美國(guó)Invitrogen公司),鼠單克隆抗FK506結(jié)合蛋白4(FK506 binding protein 4,F(xiàn)KBP4)和抗FK506結(jié)合 蛋 白51(FK506 binding protein 51,F(xiàn)KBP51)抗體(美國(guó)Bethyl公司),鼠單克隆抗糖皮質(zhì)激素受體(glucocorticoid receptor,GR)抗體[圣克魯斯生物技術(shù)(上海)有限公司],鼠單克隆抗N-甲基-D-天冬氨酸受體 (N-methyl-D-aspartate receptor,NMDAR)抗體(美國(guó)Abcam公司)、M-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶和RNA酶抑制劑(日本TaKaRa公司),蘇木素染液、伊紅染液和PBS緩沖液(上海未爾晟生物技術(shù)有限公司),DBA試劑盒(北京中杉金橋公司),鼠促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法(ELISA)試劑盒(上海西塘生物科技有限公司),鼠皮質(zhì)醇(cortisol,CORT)和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(corticotropin releasing hormone,CRH)ELISA試劑盒(上海江萊生物科技有限公司),鼠糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid,GC)ELISA試劑盒(上海研生科技有限公司)。Super RX感光膠片(日本FUJIFILM公司),高速冷凍離心機(jī)(TGL 16M,廣州滬瑞明儀器有限公司),DYCP-31BM型水平和垂直電泳裝置(北京市六一儀器廠),Image-Pro-Plus圖像分析軟件(Media Cybernetics,美國(guó)元奧儀器有限公司),LabWorksTM凝膠成像及分析系統(tǒng)(美國(guó)UVP公司)。
1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組和CFS大鼠模型制備大鼠飼養(yǎng)1周后隨機(jī)分為正常組、模型組和實(shí)驗(yàn)組,每組20只。實(shí)驗(yàn)組和模型組大鼠制備CFS模型,正常組大鼠不進(jìn)行任何處理。造模方法:上午懸吊,每懸吊3 d,加量1次,延長(zhǎng)懸吊時(shí)間0.5 h;下午負(fù)重游泳,前3 d進(jìn)行適應(yīng)性游泳,每天30 min,以后采取力竭性訓(xùn)練,增加3%負(fù)重。以上訓(xùn)練持續(xù)12 d,通過(guò)鼠尾懸掛實(shí)驗(yàn)、力竭游泳實(shí)驗(yàn)和鼠尾懸掛實(shí)驗(yàn)確定動(dòng)物模型出現(xiàn)與臨床相似表現(xiàn)(包括軀體和心理慢性疲勞、體力改變、記憶力下降及絕望狀態(tài)等)判斷為建模成功[5]。
1.3 腹部推拿方法實(shí)驗(yàn)組大鼠給予腹部推拿治療。采用YF-3手法測(cè)定儀評(píng)測(cè)推拿手法力度和頻率,待其力度大小及頻率波形與手法模型一致,開(kāi)始對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠進(jìn)行操作。①選取關(guān)元穴和中脘穴,用右手食指、中指按關(guān)元穴,余指并攏,食、中二指向恥骨聯(lián)合脊柱方向按下,力量自輕至重,待大鼠腹部動(dòng)脈輕微搏動(dòng),停止發(fā)力,該過(guò)程一般30 s完成,隨后維持當(dāng)前壓力,1 min后指部徐徐上提,此過(guò)程大約持續(xù)30 s,反復(fù)以上操作2次。②食指、中指并攏,指面著于術(shù)部,以腕關(guān)節(jié)為中心,作環(huán)形摩動(dòng),每分鐘20~28次,反復(fù)操作6 min。以上推拿治療每天1次,持續(xù)治療2周。
1.4 大鼠行為學(xué)效應(yīng)指標(biāo)檢測(cè)①鼠尾懸掛實(shí)驗(yàn):將距大鼠尾端1 cm部位穿過(guò)離地面1 m高的水平有機(jī)玻璃板中央孔,將其倒掛,大鼠掙扎活動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)間斷性停止掙扎狀態(tài),記錄5 min內(nèi)停止掙扎時(shí)間即懸掛不動(dòng)時(shí)間。②力竭游泳實(shí)驗(yàn):游泳池水溫(25±1)℃、水深50 cm,力竭時(shí)間是大鼠從入水游泳至頭部沉入水中10 s不能浮出水面的時(shí)間。③曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn):將大鼠放入長(zhǎng)寬高均為80 cm的木質(zhì)曠場(chǎng)箱,內(nèi)壁涂黑,將大鼠放置于箱底中心位置,觀察5 min內(nèi)大鼠行為,計(jì)算水平運(yùn)動(dòng)速度。
1.5 電鏡觀察大鼠海馬神經(jīng)元超微形態(tài)表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,從3組大鼠中各抽取3只,取腦組織,分離海馬,并包埋切片,使用OPTONEM 10C透射電鏡觀察大鼠海馬神經(jīng)元超微形態(tài)表現(xiàn)。
1.6 免疫組織化學(xué)法檢測(cè)大鼠海馬組織中FKBPs、GR和NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率取大鼠海馬腦段切片,常規(guī)脫蠟、水化,采用免疫組織化學(xué)技術(shù)分析并計(jì)算FKBPs(包括FKBP4和FKBP51)、GR和NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率。陽(yáng)性表達(dá)標(biāo)準(zhǔn):光鏡下,每100個(gè)細(xì)胞中陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)≥30個(gè)即為陽(yáng)性表達(dá),陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)超過(guò)60個(gè)表示強(qiáng)陽(yáng)性,采用系統(tǒng)軟件觀察陽(yáng)性細(xì)胞平均表達(dá)強(qiáng)度并計(jì)算陽(yáng)性表達(dá)率[6]。
1.7 ELISA法檢測(cè)大鼠血清中ACTH、CORT、CRH和GC水平取大鼠腹腔靜脈血5 mL,于4℃條件靜止0.5 h后,3 000 r·min-1、離 心 半 徑2 cm條件下離心處理10 min,分離血清,于-70℃冰箱保存?zhèn)溆?;采用ELISA試劑盒檢測(cè)大鼠血清中ACTH、CORT、CRH和GC水平,嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。
1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。大鼠懸掛不動(dòng)時(shí)間、力竭游泳時(shí)間和水平運(yùn)動(dòng)時(shí)間,血清中ACTH、CORT、CRH和GC水平,以±s表示,多組間樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析,組間樣本均數(shù)兩兩比較采用SNK-q檢驗(yàn);大鼠海馬組織中FKBPs、GR和NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率以百分率(%)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組大鼠行為學(xué)效應(yīng)指標(biāo)模型組和干預(yù)前實(shí)驗(yàn)組大鼠行為學(xué)效應(yīng)指標(biāo)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與正常組比較,模型組和干預(yù)前實(shí)驗(yàn)組大鼠懸掛不動(dòng)時(shí)間明顯延長(zhǎng)(P<0.05),力竭游泳時(shí)間明顯縮短(P<0.05),水平運(yùn)動(dòng)速度明顯降低(P<0.05)。與模型組比較,干預(yù)后實(shí)驗(yàn)組大鼠懸掛不動(dòng)時(shí)間明顯縮短(P<0.05),力竭游泳時(shí)間明顯延長(zhǎng)(P<0.05),水平運(yùn)動(dòng)速度明顯增加(P<0.05)。見(jiàn)表1。
表1 各組大鼠行為學(xué)效應(yīng)指標(biāo)Tab.1Behavioral effect indicators of rats in various groups (n=20,±s)
表1 各組大鼠行為學(xué)效應(yīng)指標(biāo)Tab.1Behavioral effect indicators of rats in various groups (n=20,±s)
*P<0.05 vs normal group;△P<0.05 vs model group.
Group Normal Model Experiment Before intervention After intervention T ime for immobility(t/s)132.43±34.06 186.59±46.07*189.61±45.06*148.24±25.05△Exhaustive swimming time(t/min)15.04±3.38 9.57±2.43*9.65±2.42*13.61±3.32△Horizontal movement speed[v/(cm·s-1)]19.19±2.43 9.85±2.02*10.91±1.03*16.07±3.37△
表1 各組大鼠行為學(xué)效應(yīng)指標(biāo)Tab.1Behavioral effect indicators of rats in various groups (n=20,±s)
表1 各組大鼠行為學(xué)效應(yīng)指標(biāo)Tab.1Behavioral effect indicators of rats in various groups (n=20,±s)
*P<0.05 vs normal group;△P<0.05 vs model group.
Group Normal Model Experiment Before intervention After intervention T ime for immobility(t/s)132.43±34.06 186.59±46.07*189.61±45.06*148.24±25.05△Exhaustive swimming time(t/min)15.04±3.38 9.57±2.43*9.65±2.42*13.61±3.32△Horizontal movement speed[v/(cm·s-1)]19.19±2.43 9.85±2.02*10.91±1.03*16.07±3.37△
2.2 各組大鼠海馬神經(jīng)元超微形態(tài)表現(xiàn)透射電鏡下觀察,正常組大鼠海馬神經(jīng)元形態(tài)、大小正常,細(xì)胞核、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)正常,染色質(zhì)分布均勻,細(xì)胞膜完整。模型組大鼠海馬神經(jīng)元胞體縮小,細(xì)胞胞膜出現(xiàn)皺褶,細(xì)胞核不規(guī)則,核異染色質(zhì)增多,部分核膜破裂,核周間隙變大;部分神經(jīng)元細(xì)胞膜內(nèi)陷,細(xì)胞質(zhì)出現(xiàn)空亮區(qū),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,有凋亡小體形成。實(shí)驗(yàn)組大鼠海馬神經(jīng)元胞體相對(duì)正常,可見(jiàn)到異染色質(zhì)聚集,核周間隙輕度增大,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輕度擴(kuò)張,少數(shù)線粒體輕度擴(kuò)張。見(jiàn)圖1。
圖1 各組大鼠海馬神經(jīng)元超微形態(tài)表現(xiàn)(TEM,×1 000)Fig.1Ultramicromorphology of hippocampal neurons of rats in various groups(TEM,×1 000)
2.3 各組大鼠海馬組織中FKBPs、GR和NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率與正常組比較,模型組大鼠海馬組織中FKBP4、FKBP51、GR和NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率明顯降低(P<0.05);與模型組比較,實(shí)驗(yàn)組大鼠海馬組織中FKBP4、FKBP51、GR和NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率明顯升高(P<0.05)。見(jiàn)表2和圖2。
表2 各組大鼠海馬組織中FKBPs、GR和NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率Tab.2Positive expression rates of FKBPs,GR and NMDAR in hippocampus tissue of rats in various groups[n=20,n(η/%)]
圖2 各組大鼠海馬組織中FKBPs、GR和NMDAR免疫組織化學(xué)染色情況Fig.2Positive expression rates of FKBPs,GR and NMDAR in hippocampus tissue of rats in various groups
2.4各組大鼠血清中ACTH、CORT、CRH和GC水平與正常組比較,模型組大鼠血清中ACTH、CORT、CRH和GC水平明顯升高(P<0.05);與模型組比較,實(shí)驗(yàn)組大鼠血清中ACTH、CORT、CRH和GC水平明顯降低(P<0.05)。見(jiàn)表3。
表3 各組大鼠血清中ACTH、CORT、CRH和GC水平Tab.3Levels of serum ACTH,CORT,CRH and GC of rats in various groups [n=20,±s,ρB/(μg?L-1)]
表3 各組大鼠血清中ACTH、CORT、CRH和GC水平Tab.3Levels of serum ACTH,CORT,CRH and GC of rats in various groups [n=20,±s,ρB/(μg?L-1)]
*P<0.05 vs normal group;ΔP<0.05 vs model group.
Group Normal Model Experiment F P ACTH 31.39±4.35 56.90±5.65*36.88±3.78△166.070<0.01 CORT 270.64±36.26 401.99±60.46*312.04±45.34△38.510<0.01 CRH 10.68±2.32 21.19±3.51*4.23±1.08△233.030<0.01 GC 38.26±4.57 53.15±3.74*43.28±4.65△60.950<0.01
CFS歸屬中醫(yī)“虛勞”范疇,脾胃升降失調(diào)是其主要發(fā)病原因,脾胃受損在先,繼而導(dǎo)致其運(yùn)化升降失司,經(jīng)絡(luò)和氣機(jī)阻滯,最終使氣血運(yùn)行受阻所致[7-8]。腹部是人體氣機(jī)升降樞紐,中醫(yī)認(rèn)為,腹部推拿能夠調(diào)節(jié)脾胃升降功能,增強(qiáng)脾胃運(yùn)化,促進(jìn)氣血暢行[9-10]。有研究[11-12]顯示:腹部推拿可以影響海馬神經(jīng)重塑,但對(duì)其如何調(diào)控海馬-HPA軸負(fù)反饋機(jī)制尚不明確。
本研究模擬人體生理和精神應(yīng)激狀態(tài),復(fù)制應(yīng)激反應(yīng)下的CFS大鼠模型,采用行為學(xué)效應(yīng)指標(biāo)驗(yàn)證模型,結(jié)果顯示:與對(duì)照組比較,模型組和干預(yù)前實(shí)驗(yàn)組大鼠懸掛不動(dòng)時(shí)間明顯延長(zhǎng),力竭游泳時(shí)間明顯縮短,水平運(yùn)動(dòng)速度明顯降低,說(shuō)明大鼠體力下降,自發(fā)活動(dòng)減少,出現(xiàn)心理和軀體疲勞狀態(tài);經(jīng)腹部推拿干預(yù)后,實(shí)驗(yàn)組大鼠懸掛不動(dòng)時(shí)間明顯縮短,力竭游泳時(shí)間明顯延長(zhǎng),水平運(yùn)動(dòng)速度明顯增加,說(shuō)明腹部推拿能改善CFS大鼠的體力及心理狀態(tài),增強(qiáng)對(duì)新環(huán)境的學(xué)習(xí)及適應(yīng)能力。海馬具有調(diào)控單胺類神經(jīng)遞質(zhì)釋放功能,研究[13-14]表明:慢性應(yīng)激狀態(tài)下海馬體積縮小,海馬神經(jīng)元出現(xiàn)萎縮現(xiàn)象,進(jìn)而影響對(duì)HPA軸的調(diào)控。本研究通過(guò)電鏡觀察各組大鼠海馬神經(jīng)元超微形態(tài)結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示:模型組大鼠海馬神經(jīng)元胞體縮小,部分神經(jīng)元胞膜內(nèi)陷,有凋亡小體形成,而實(shí)驗(yàn)組大鼠海馬神經(jīng)元胞體相對(duì)正常,形態(tài)結(jié)構(gòu)接近正常組,有輕度異染色質(zhì)聚集、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張現(xiàn)象,說(shuō)明腹部推拿對(duì)海馬萎縮及其損傷的神經(jīng)元起到修復(fù)作用。HPA軸過(guò)度的應(yīng)激反應(yīng)會(huì)使HPA軸亢進(jìn),海馬是調(diào)節(jié)HPA軸功能的高級(jí)中樞[15]。研究[16]表明:GC在腦的老化過(guò)程起重要作用,海馬結(jié)構(gòu)功能對(duì)GC的水平變化很敏感,高水平GC會(huì)對(duì)海馬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害,對(duì)學(xué)習(xí)和記憶造成影響,降低GC水平可以修復(fù)空間記憶障礙。海馬中富含的一種腎上腺激素受體GR參與HPA軸調(diào)解,能夠抑制應(yīng)激條件所致的HPA軸過(guò)度反應(yīng)[17],而NMDAR介導(dǎo)的突觸傳遞與GR對(duì)HPA軸的調(diào)節(jié)作用有緊密聯(lián)系[18]。NMDAR受體通道活性增強(qiáng)會(huì)增強(qiáng)各種應(yīng)激反應(yīng)所致的GR水平降低程度[19-20]。GR敏感性受FKBPs蛋白分子調(diào)控,F(xiàn)KBPs能降低GR與配體的結(jié)合力,減少其核轉(zhuǎn)移。本研究結(jié)果顯示:與正常組比較,模型組大鼠海馬組織中FKBPs、GR和NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率明顯降低,血清中GC水平明顯升高,而干預(yù)后實(shí)驗(yàn)組CFS大鼠海馬組織中FKBPs、GR、NMDAR陽(yáng)性表達(dá)率明顯升高且血清中GC水平明顯降低,表明提高海馬神經(jīng)中GR和NMDAR的表達(dá)水平,可借助FKBPs-GRNMDAR通路抑制應(yīng)激反應(yīng)所致的HPA軸過(guò)度反應(yīng)。當(dāng)機(jī)體受到應(yīng)激刺激時(shí),會(huì)將刺激信息匯聚于下丘腦CRH神經(jīng)元,提高HPA軸的興奮性,進(jìn)而引起垂體-腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)反應(yīng)[21-22]。本研究結(jié)果顯示:模型組大鼠血清中ACTH、CORT和CRH較正常組明顯升高,說(shuō)明CFS模型大鼠處于HPA軸亢進(jìn)狀態(tài);經(jīng)腹部推拿干預(yù)后,實(shí)驗(yàn)組大鼠血清中ACTH、CORT和CRH水平與模型組比較明顯下降,并趨于正常水平,提示腹部推拿對(duì)HPA軸亢奮有一定調(diào)節(jié)作用,進(jìn)而改善HPA軸功能,促進(jìn)病情恢復(fù)。
綜上所述,腹部推拿療法可以促進(jìn)應(yīng)激反應(yīng)所致的CFS大鼠損傷性海馬神經(jīng)重塑,降低ACTH、CORT和CRH激素水平,通過(guò)FKBPs-GR-NMDAR通路維持海馬-HPA軸負(fù)反饋平衡,進(jìn)而達(dá)到治療CFS的目的。
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2021年4期