惠華英, 何云山, 吳 儀, 羅成宇, 薛天悅, 譚周進
(湖南中醫(yī)藥大學,長沙 410208)
腸道濕熱證泄瀉,是指濕熱內(nèi)蘊,阻滯腸道,以腹痛即瀉、瀉下急迫、糞色黃褐臭穢為主要表現(xiàn)的證候[1],多為感受濕熱之邪或飲食不節(jié)(不潔),致使?jié)駸崽N結腸道而成。隨著人們生活方式和飲食結構的變化,腸道濕熱證泄瀉已成為多發(fā)性疾病。糖尿病、慢性肝病、腎病、潰瘍性結腸炎等往往伴隨著濕熱泄瀉的發(fā)生,增加了疾病的復雜性而影響診斷和治療,因此開展腸道濕熱證泄瀉的研究,可望加深對此類重大疾病診治方面的認識。動物模型是進行中醫(yī)理論和中藥研究的重要橋梁,腸道濕熱證泄瀉動物模型的建立是進行疾病發(fā)生機理和治療研究的基礎和前提。
中醫(yī)學認為濕熱侵襲腸道,津為熱迫而下注,可見便次增多;熱蒸腸道、氣機壅滯故見腹痛泄瀉或里急后重等,因此濕與熱是復制濕熱證模型的重要條件?,F(xiàn)代對濕熱證模型的研究重視從內(nèi)濕和外濕的角度進行模型制備,同時考慮環(huán)境和飲食復合因素共同作用模擬“內(nèi)外濕”,使內(nèi)外相引,并引入“致病因子”,最終生成具有濕熱證泄瀉證候表現(xiàn)的動物模型。如“高糖高脂+高溫高濕+生物致病因子”法[2-4]、“高溫高濕+高糖高脂+苦寒藥物(大黃、番瀉葉)”法[5-7]。在這些模型的研究中,一般認為“高溫高濕”制造外濕,“肥甘飲食”制造內(nèi)濕,而生物致病因子(大腸桿菌、傷寒桿菌、沙門氏菌等)及內(nèi)毒素模擬客邪[8],所得模型出現(xiàn)體溫持續(xù)升高、肛周紅腫、腹瀉及急性炎癥反應等癥狀,符合腸道濕熱證泄瀉臨床表現(xiàn)。但這種方法制備的模型無法區(qū)別濕熱的輕重,同時模型制備過程中引入了外來細菌,對機體自身的腸道菌群平衡造成干擾,而采用苦寒藥物法所得模型產(chǎn)生泄瀉是由藥物所致,無法體現(xiàn)出疾病發(fā)生的本質(zhì)。腸道濕熱證泄瀉動物模型的制備,應從病因病機多方面進行模擬,所得動物模型對相關疾病的預防及診治研究具有重要意義。
葛根芩連湯源自漢·張仲景所著《傷寒論》,全方由葛根、黃芩、黃連、炙甘草組成,功效解表清里,是治療腸道濕熱證泄瀉的代表方。藥理研究表明,葛根芩連湯具有解熱抗炎、抗菌、抗心律失常、降糖降脂、增強機體免疫等功能[9-11],臨床廣泛用于治療急性腸炎、感染性腹瀉、結腸炎、小兒手足口病、糖尿病等[12-16],避免了抗生素使用所造成的耐藥性和不良殘留,有利于人類和動物健康。然而,對葛根芩連湯療效機理的研究還有待深入?!恶T氏錦囊秘錄》中指出:“蓋陰絡不傷,腸胃不虛,雖有外邪,亦不能患,惟醉飽房勞,坐臥風濕,恣啖生冷,以致濕熱陰絡受傷”[17]。據(jù)此,本研究依據(jù)病因病機復制腸道濕熱證泄瀉小鼠模型,并以葛根芩連湯進行治療,以期為該病的形成及方劑療效機理研究提供參考。本研究已通過湖南中醫(yī)藥大學實驗動物倫理委員會審查,倫理學批號LLBH-201910150002。
清潔級雄性昆明小鼠,體質(zhì)量18~22 g,購于湖南斯萊克景達實驗動物有限公司,實驗動物生產(chǎn)許可證號SCXK(湘)2016-0002。飼養(yǎng)于湖南中醫(yī)藥大學實驗動物中心,實驗動物使用許可證編號SYXK(湘)2019-0009,動物房為SPF清潔級,室溫23 ℃~25 ℃,相對濕度50%~70%,動物普通飼料由湖南斯萊克景達實驗動物有限公司提供。高糖高脂飼料組成為普通飼料中混入12% 豬油和8% 蜂蜜,高糖高脂飼料由江蘇省協(xié)同醫(yī)藥生物工程有限責任公司生產(chǎn),生產(chǎn)編號蘇飼證(2014)01008。
葛根芩連湯組成:黃連9 g(四川,批號CKN19041006),炙甘草6 g(甘肅,批號1806004),葛根15 g(湖南,批號CK19042602),黃芩9 g(內(nèi)蒙古,批號TH1905220),以上藥材購自湖南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院。依據(jù)原方先煮葛根后納諸藥。葛根加水浸泡30 min,先武火煮沸后轉(zhuǎn)小火繼續(xù)煎煮20 min,加入已浸泡30 min的剩余諸藥,煮沸后繼續(xù)煎煮30 min,三層紗布過濾。濾渣中繼續(xù)加水200 mL,煮沸后繼續(xù)煎煮30 min過濾,合并2次所得濾液,濃縮至含生藥濃度為0.25 g·mL-1,4 ℃ 冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
小鼠P物質(zhì)(SP)酶聯(lián)免疫分析試劑盒(Mouse SP ELISA kit),上海茁彩生物科技有限公司(Lot 1211E19);紅星二鍋頭 (56度),北京紅星股份有限公司。PRX-280C型人工氣候箱(江蘇天翎儀器有限公司);PMK4202ZH-E型電子天平(奧豪斯儀器有限公司);BCD-220WP3CX型冰箱(合肥美菱股份有限公司);PURELAB Chorus型超純水儀(ELGA);BA410型顯微鏡(麥克迪奧實業(yè)集團有限公司);1850R型高速冷凍離心機(湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司);VORTEX-5型渦旋混合器(Kylin-bell)。
雄性小鼠50只,適應性飼養(yǎng)2 d后隨機分為正常組20只,模型組30只。模型制備成功后,取正常組和模型組小鼠各10只處死取樣,剩余模型動物隨機分為治療組和自愈組各10只。按照實驗動物臨床等效劑量,治療組小鼠灌胃葛根芩連湯水煎液20 mL·kg-1·d-1,每日2次,2次時間間隔8 h,連續(xù)4 d。正常組和自愈組給予等量無菌水。
模型的制備參照綜合因素法加以改進[5]:模型組小鼠先在屏蔽環(huán)境中喂養(yǎng)高糖高脂飼料11 d,于第12天開始將模型小鼠置于溫度(32±0.5) ℃、相對濕度95% 的人工氣候箱中,連續(xù)8 h·d-1,并于放入人工氣候箱前后分別灌胃白酒稀釋液 (V白酒∶V無菌水=1∶1) 10 mL·kg-1,中午灌胃冰水10 mL·kg-1,普通飼料喂養(yǎng),每天更換墊料持續(xù)4 d,正常組灌胃等量無菌水。
根據(jù)2017年中華中醫(yī)藥學會脾胃病分會發(fā)布的《泄瀉中醫(yī)診療專家共識意見》中腸道濕熱證泄瀉癥狀[1],每日觀察小鼠的大便性狀、飲水量、食量、體質(zhì)量、小便、毛發(fā)、精神狀態(tài)、活動程度等情況。分別于喂食高糖高脂飼料前、放入人工氣候箱前、放入人工氣候箱4 d后以及治療4 d后測定小鼠肛溫。
小鼠禁食禁水12 h,取眼球血注入促凝管中,混勻后送至湖南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院進行血生化檢測,4 h內(nèi)完成總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、空腹血糖(GLU)等指標的測定。
快速摘取小鼠眼球采血至1.5 mL EP 管中,室溫放置2 h后于4 ℃1000×g 條件下離心20 min,分離上清,按照小鼠P物質(zhì)測定試劑盒說明書進行操作,測定血清P物質(zhì)水平。
造模成功后,取正常組和模型組小鼠快速斷頸處死,于超凈工作臺上取出整段小腸,分別截取約2 cm腸道放入4%多聚甲醛中固定,經(jīng)脫水、浸蠟、包埋、切片、染色后制成病理切片,光學顯微鏡下觀察。
3.1.1 腸道濕熱證泄瀉模型小鼠的一般特征 腸道濕熱證泄瀉主要臨床癥狀為腹痛即瀉,瀉下急迫或瀉而不爽,糞色黃褐臭穢,肛門灼熱,煩熱口渴。在整個飼養(yǎng)過程中,正常組小鼠毛發(fā)細密有光澤,精神狀態(tài)佳,肛門潔凈,大便顆粒飽滿,水分適中,爪甲抓握能力強(圖1A-C)。與正常組比較,模型組小鼠以高糖高脂飼料喂養(yǎng)11 d后出現(xiàn)了毛色發(fā)暗、大便干硬、小便色黃現(xiàn)象;高溫高濕+白酒+冰水處理1 d后,模型小鼠表現(xiàn)為懶動、活動量減少,部分小鼠出現(xiàn)腹瀉,此階段進行4 d后,模型小鼠全部出現(xiàn)腹瀉,大便黃褐、稀或黏膩,肛門污穢,精神萎靡,爪甲抓握能力差(圖1D-F)。
圖1 小鼠狀態(tài)及大便比較圖(A、B、C:正常組;D、E、F:模型組)
3.1.2 腸道濕熱證泄瀉造模對小鼠食量和飲水量影響 對于濕熱證,食量和飲水量是重要的評價指標。圖2示,正常組小鼠在整個喂養(yǎng)階段進食量變化幅度不大,但模型組小鼠在高糖高脂喂養(yǎng)階段進食量增加,且總體增加幅度較大。在進入人工氣候箱后,模型組小鼠食量明顯減少,甚至低于正常組小鼠。在整個造模過程中,模型小鼠前期的飲水量較正常組增加,在進入高溫高濕氣候箱中喂養(yǎng)后飲水量較正常組減少。
注:A.腸道濕熱證泄瀉造模對小鼠食量的影響;B.腸道濕熱證泄瀉造模對小鼠飲水量的影響
3.1.3 腸道濕熱證泄瀉造模對小鼠體質(zhì)量和肛溫的影響 在正常喂養(yǎng)情況下,小鼠體質(zhì)量隨著小鼠成長逐漸均勻的增加。本實驗中,在高糖高脂階段,模型組小鼠體質(zhì)量逐漸增加,但進入人工氣候箱和灌胃白酒、冰水后,模型組小鼠體質(zhì)量增長速度下降,且造模結束時模型組小鼠體質(zhì)量顯著低于正常組小鼠(t=2.769,P=0.013)。表1示,造模前正常組與模型組小鼠肛溫相近,且正常組小鼠肛溫在喂養(yǎng)期間穩(wěn)定在36.7 ℃~37 ℃之間,而模型組小鼠肛溫隨著“高糖高脂”喂養(yǎng)時間的延長逐漸升高,在造模結束時模型小鼠肛溫顯著高于正常組(t=-2.704,P=0.027)。
表1 腸道濕熱證泄瀉造模對小鼠體質(zhì)量和肛溫影響比較
3.1.4 腸道濕熱證泄瀉造模對小鼠腸黏膜的影響 對小鼠腸道組織切片進行HE染色,觀察小鼠腸道黏膜完整性。圖3A示,正常組小鼠腸道組織結構完整,腸絨毛排列緊密,形態(tài)規(guī)則,杯形細胞豐富,固有層細胞排列整齊。模型組小鼠腸絨毛出現(xiàn)脫落,絨毛整齊度和完整性受到影響,炎癥細胞浸潤,出現(xiàn)腸黏膜上皮壞死脫落現(xiàn)象(圖3B)。
注:A.正常組小腸組織切片;B.模型組小腸組織切片
3.1.5 腸道濕熱證泄瀉造模對小鼠血清SP的影響 采用小鼠SP測定試劑盒對小鼠血清中SP含量進行測定。圖4示,與正常組比較,模型動物血清中SP含量升高,且2組間比較統(tǒng)計學差異顯著(t=-2.790,P=0.010)。
注:**P<0.01
3.1.6 腸道濕熱證泄瀉小鼠血生化特征 表2示,與正常組比較,模型組小鼠血中TG和HDL-C含量降低,且TG含量與正常組比較差異顯著(t=-2.488,P=0.038)。模型組小鼠血中所含GLU和TC水平高于正常組,但2組間比較差異無統(tǒng)計學意義。
表2 腸道濕熱泄瀉造模對模型動物血生化影響比較
3.2.1 葛根芩連湯干預腸道濕熱證泄瀉小鼠的一般特征 模型動物在使用葛根芩連湯治療前,小鼠活潑性差,扎堆,懶動,卷毛,毛發(fā)無光澤,爪甲抓握能力差,大便稀溏,肛門污濁,葛根芩連湯治療1 d后,治療組小鼠活潑性增加,部分小鼠大便成型,肛門恢復潔凈;治療4 d后所有治療組小鼠稀便消失,大便顆粒飽滿且性狀接近于正常組,小鼠肛門潔凈,活動靈敏,爪甲抓握有力,毛發(fā)光澤度恢復到正常組水平。
3.2.2 葛根芩連湯干預對腸道濕熱證泄瀉小鼠食量和飲水量的影響 圖5A示,停止造模后自愈組和治療組小鼠食量均有增加,但治療組小鼠食量較自愈組小鼠食量增加更快。圖5B示,使用葛根芩連湯治療后,治療組小鼠的飲水量總體接近正常組水平,而自愈組飲水量較正常組相比偏低。
注:A.方劑干預對腸道濕熱證泄瀉小鼠食量的影響;B.方劑干預對腸道濕熱證泄瀉小鼠飲水量的影響
3.2.3 葛根芩連湯干預對腸道濕熱證泄瀉小鼠體質(zhì)量和肛溫的影響 停止造模后,治療組和自愈組動物體質(zhì)量均逐漸增加,但與正常組比較體質(zhì)量仍然偏低。表3示,治療前自愈組和治療組肛溫明顯高于正常組,且差異極顯著(t=-10.191,P=0.000;t=-12.255,P=0.000)。使用葛根芩連湯治療4 d后,治療組小鼠肛溫降低且接近于正常組水平。停止造模后,自愈組小鼠肛溫也發(fā)生下降,但與正常組和治療組比較仍然偏高,且與正常組比較差異顯著(t=-6.235,P=0.000)。
表3 葛根芩連湯干預對腸道濕熱證泄瀉小鼠體質(zhì)量與肛溫影響比較
3.2.4 葛根芩連湯干預對腸道濕熱證泄瀉小鼠血清SP影響 圖6示,使用葛根芩連湯對模型小鼠進行干預后,治療組小鼠血清SP含量下降且接近于正常組水平(t=1.365,P=0.209)。自愈組小鼠血清SP含量高于正常組和治療組,且與治療組比較差異顯著(t=-4.084,P=0.004),但與正常組比較差異無統(tǒng)計學意義(t=-2.266,P=0.053)。
3.2.5 葛根芩連湯干預對腸道濕熱證泄瀉小鼠血生化的影響 表4示,自愈組小鼠TC、TG含量均低于正常組,且與正常組相比差異顯著(t=3.365,P=0.010;t=4.173,P=0.003),而GLU水平顯著高于正常組(t=-2.335,P=0.048)。經(jīng)葛根芩連湯治療后,治療組小鼠TC、TG含量與自愈組相比均回升,且與正常組比較差異無統(tǒng)計學意義(t=0.717,P=0.494;t=2.048,P=0.75)。在血糖方面,治療組小鼠GLU水平降低且接近于正常組水平(t=-0.331,P=0.749)。
表4 葛根芩連湯干預對腸道濕熱證泄瀉小鼠血生化的影響
泄瀉系因感受濕熱外邪,或飲食內(nèi)傷致脾失健運,傳導失司,脾虛濕盛是泄瀉的主要病機。《景岳全書》曰:“泄瀉之因,惟水、火、土三氣為最。夫水者,寒氣也;火者,熱氣也;土者,濕氣也。此瀉痢之本也。[18]”《脾胃論》曰:“故夫飲食失節(jié),寒溫不適,脾胃乃傷。[19]”高糖高脂飼料性屬肥甘厚膩之品,過食損傷脾胃,窒礙胃腸,可聚濕化熱。模型制備過程中,以高糖高脂飼料喂食模型動物11 d后,模型組小鼠出現(xiàn)大便干硬和小便色黃現(xiàn)象,提示小鼠可能出現(xiàn)脾胃運化功能障礙,體內(nèi)已有內(nèi)熱蓄積?!皾駸嵴趄v五六月,肌表口鼻皆能入,太陰陽明受病多”[20],暑濕環(huán)境可使機體感受濕熱外邪,內(nèi)歸于脾,且高溫高濕抑制機體抗病力,增加易感性。酒性屬濕熱之品,嗜酒成癖久易化濕生熱,寒涼飲食易傷脾陽。本研究中將脾胃運化功能受到影響的模型動物置入高溫高濕的人工氣候箱中喂養(yǎng),同氣相求,使內(nèi)外濕熱相引,給小鼠交替灌胃高劑量白酒和冰水,進一步損傷脾胃加重機體濕熱內(nèi)聚。在預實驗中,給小鼠直接使用高度數(shù)白酒易造成模型動物胃腸道嚴重脹氣致死或酒醉現(xiàn)象,為降低小鼠死亡率,設計灌胃稀釋后的白酒,減少酒精對小鼠腸道的刺激損傷作用,但仍保持高飲酒量。在高糖高脂、高溫高濕、白酒、冰水多因素作用下,最終導致小鼠脾胃運化機能失常,升降失序,清濁不分,下走大腸而出現(xiàn)泄瀉,且在高溫高濕條件下喂養(yǎng)并灌胃白酒、冰水后,模型動物出現(xiàn)了食量減少、體質(zhì)量下降、抓握無力等癥狀,說明小鼠脾胃納運失職,消化吸收功能減退,水谷之精微不能吸收輸布全身,造成機體失養(yǎng),不思飲食,神疲乏力。肛溫升高提示小鼠可能濕熱內(nèi)聚,下注腸道,這與腸道濕熱證泄瀉的次癥肛門灼熱相符。
腸道是機體與外界直接接觸的器官之一。當腸道上皮結構異?;蚱浔砻娴酿ひ簩颖黄茐臅r,將導致腸道的機械屏障作用減弱,腸黏膜通透性增高。大量研究證實,濕熱證本質(zhì)與機體的免疫及炎癥過程有關。采用“高糖高脂+高溫高濕+大腸桿菌”法制備的大腸濕熱證模型,血清中所含促炎因子IL-1、IL-2和IL-6水平升高[21],以“高糖高脂+高溫高濕+白酒+大腸桿菌”法制備的濕熱泄瀉動物模型,出現(xiàn)小腸黏膜絨毛脫落、腸上皮細胞腫脹甚至壞死等[22]。在本研究中,動物小腸HE染色切片顯示,模型動物腸道出現(xiàn)了腸黏膜絨毛脫落或腸上皮壞死現(xiàn)象,腸黏膜完整性遭到破壞,說明本法所得模型亦存在機體腸道炎性反應。
胃腸激素是一種既存在于胃腸道又存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的腦-腸肽,由胃腸道管壁上的內(nèi)分泌細胞分泌,可直接作用于神經(jīng)元,具有迅速收縮胃腸道平滑肌的能力,促進胃腸蠕動。胃腸激素分泌紊亂可引起胃腸功能性疾病,測定胃腸激素水平已成為臨床診斷許多胃腸道疾病的重要手段。SP是胃腸激素的一種,是調(diào)節(jié)胃腸運動的主要興奮性神經(jīng)遞質(zhì)[23]。血循環(huán)中的SP大部分來自于小腸,進食脂肪、刺激迷走神經(jīng)等都可引起SP含量增加[24]。馮五金等[25]研究了脾胃濕熱證、肝脾不和證及大腸濕熱證患者血中胃腸激素水平,發(fā)現(xiàn)不同證型胃腸激素水平變化不同。大腸濕熱證患者胃腸激素水平升高,且以SP顯著升高為特征,中藥治療后患者的SP含量有明顯恢復,說明腸道分泌旺盛和運動亢進是大腸濕熱證的特征,與臨床表現(xiàn)一致。文艷巧等[4]采用“高糖高脂+饑飽失常+濕熱環(huán)境+飲酒+大腸桿菌”法制備的濕熱證大鼠模型,血清及腸道中所含SP水平均明顯升高,采用清熱解毒方郁金散治療后模型大鼠SP含量均降低,進一步驗證了濕熱證與SP水平的相關性。本研究中,模型小鼠血清SP與正常組相比顯著升高,提示模型動物出現(xiàn)腸道分泌旺盛及運動亢進現(xiàn)象,使腸道蠕動加快,產(chǎn)生腹瀉,與前人研究結果相一致。
濕熱證與血脂代謝異常有關[26,27]。田杰、闕鐵生等[28,29]研究驗證了血脂代謝紊亂是溫病濕熱證共有的特征之一。賈月嫦等[30]采用“高脂飼料+高溫高濕+大腸桿菌感染”法建立的濕熱證大鼠模型血清中TG、TC和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)含量升高,而高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平降低。程方平等[31]制備的濕熱證大鼠模型血清中HDL-C和LDL-C含量均升高。呂文亮[32]采用“肥甘飲食+高溫高濕+鼠傷寒沙門氏菌”法建立的濕熱證模型大鼠血清所含TC、TG、LDL-C升高而HDL-C降低。姚萬玲[33]采用“高糖高脂+饑飽失常+高溫高濕+飲酒+腹腔注射大腸桿菌”復合因素建立的濕熱證大鼠模型所含TC和TG水平均升高,可見血脂代謝異常是濕熱證的特征之一。本研究中,模型小鼠血清中TC和GLU含量升高而HDL-C水平降低,且模型組TG含量顯著低于正常組,說明模型小鼠存在血脂代謝異?,F(xiàn)象,與前人研究結果相一致。以上分析結果提示,模型小鼠體內(nèi)出現(xiàn)濕熱蘊積現(xiàn)象。
葛根芩連湯雖為表里雙解之劑,但側重于清里熱、止熱利,臨床常用于里熱腹瀉[34]。方中葛根既能解表退熱,又能生發(fā)脾陽之氣而治下利。黃芩黃連性味苦寒,清熱燥濕,厚腸止利;炙甘草益氣和中,亦可調(diào)和諸藥。采用“高糖高脂+高溫高濕+白酒+冰水”所致腹瀉小鼠經(jīng)葛根芩連湯治療后,大便恢復正常,肛周潔凈,肛溫降低,行動靈敏,食量和體質(zhì)量增加,說明葛根芩連湯對腸道濕熱證泄瀉模型癥狀具有明顯的改善作用。方劑干預4 d后,治療組小鼠血清SP含量恢復,TG和GLU含量向正常組水平回歸,提示葛根芩連湯可降低模型動物血清SP含量,調(diào)節(jié)胃腸激素和血糖水平,改善機體血脂代謝異常。以上信息說明,葛根芩連湯對腹瀉小鼠療效顯著,同時也反證了腸道濕熱證泄瀉模型制備成功。
采用“高糖高脂+高溫高濕+白酒+冰水”復合因素法,成功復制了腸道濕熱證泄瀉小鼠模型,葛根芩連湯對模型小鼠的顯著療效反證了模型制備成功。本研究從模型動物的癥狀表現(xiàn)、SP含量、血生化指標及腸道病理切片的角度進行了模型的評價,但這些指標對于腸道濕熱證泄瀉的客觀化評價還存在不足。結合現(xiàn)代系統(tǒng)生物學檢測技術和生物信息學分析方法,從系統(tǒng)生物學、腸道菌群、炎癥免疫反應、糖脂代謝等多方面、多角度研究腸道濕熱證泄瀉的特異性評價指標,對濕熱證的客觀化診斷具有重大意義。