梁生林,李慶耀,周細根
鐵莧菜抗炎鎮(zhèn)痛有效部位的篩選
*梁生林,李慶耀,周細根
(井岡山大學醫(yī)學部,江西,吉安 343009)
篩選鐵莧菜抗炎鎮(zhèn)痛作用的有效部位,并初步探究其作用機制。采用熱板和醋酸扭體疼痛模型,考察鐵莧菜鎮(zhèn)痛作用的有效部位,采用二甲苯致小鼠耳腫脹、蛋清致大鼠足跖腫脹以及大鼠棉球肉芽腫炎癥模型,考察鐵莧菜抗炎作用的有效部位。鐵莧菜乙酸乙酯萃取部位明顯延長熱板所致小鼠痛閾值和明顯減少醋酸所致小鼠扭體反應次數(shù),與正常對照組比較和自身給藥前比較差異顯著(< 0.01);明顯抑制二甲苯所引起的小鼠耳腫脹和蛋清所引起的大鼠足跖腫脹以及棉球所引起的肉芽腫,與正常對照組比較差異顯著(< 0.01);明顯減少醋酸所致疼痛小鼠血清PGE2、cAMP的含量,與正常對照組比較差異顯著(< 0.01);明顯降低蛋清所致大鼠足跖組織NO、PGE2含量,與正常對照組比較差異顯著(< 0.01)。鐵莧菜抗炎鎮(zhèn)痛作用的有效部位主要為乙酸乙酯部位,其鎮(zhèn)痛作用機制可能與降低血清PGE2、cAMP的含量有關,其抗炎作用機制可能與減少炎癥組織NO和PGE2含量有關。
鐵莧菜;鎮(zhèn)痛;抗炎;有效部位;作用機制
鐵覓菜(L.)為大戟科鐵覓菜屬植物鐵覓菜的干燥全草,別名血見愁、海蚌含珠、葉里含珠、痢疾草,分布于江西、安微、湖北、湖南、廣東、廣西、貴州等地。性涼,味苦、澀,具清熱解毒、消積、止血、止痢的功效,用于菌痢、泄瀉、小兒疳積、肝炎、衄血、吐血、尿血、便血、宮血等的治療[l-2]?,F(xiàn)代研究表明鐵莧菜全草主要含黃酮、有機酸、生物堿等[3],具有抗腹瀉[4]、抗?jié)冃越Y腸炎[5-6]、抗菌[7-8]、抗病毒[9]、止血[10]、止咳祛痰[11]、平喘[12]等作用。為了探究鐵莧菜的抗炎鎮(zhèn)痛活性,課題組早期曾對鐵莧菜水煎劑進行了初步的抗炎活性探究,結果顯示鐵莧菜水煎劑腹腔注射對二甲苯致小鼠耳腫脹具有明顯抑制作用[13],鐵莧菜水提物和醇提物灌胃給藥對小鼠也具有明顯抗炎鎮(zhèn)痛作用,且水提物作用強于醇提物。為進一步探究鐵莧菜抗炎鎮(zhèn)痛的有效部位,以及有效部位如何發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用,本研究采用小鼠熱板法、醋酸扭體法觀察鐵莧菜不同極性溶劑萃取部位的鎮(zhèn)痛作用,以及小鼠耳腫法、大鼠足腫法及大鼠棉球肉芽腫法觀察鐵莧菜不同極性溶劑萃取部位抗炎作用,以篩選其抗炎鎮(zhèn)痛作用的有效部位,并對醋酸所致疼痛模型小鼠血清PGE2、cAMP含量以及蛋清所致大鼠足跖致炎組織NO和PGE2含量進行測定,以初步探究其有效部位的抗炎鎮(zhèn)痛作用機制,為鐵莧菜的臨床應用提供實驗依據(jù)。
昆明種小鼠(18~22 g),清潔級,雌雄兼用;SD大鼠(180~220 g),清潔級,雌雄各半,均由湖南斯萊克景達實驗動物有限公司提供,許可證號 SCXK(湘)2016-0003。
鐵莧菜2018年8月采于江西吉安,經(jīng)井岡山大學醫(yī)學部藥學系周秋貴副教授鑒定為為大戟科鐵覓菜屬植物鐵覓菜(L.);鹽酸嗎啡注射液,東北制藥集團公司沈陽第一制藥廠,規(guī)格 10 mg/mL,批號130806-2;阿司匹林腸溶片,石家莊康力藥業(yè)有限公司,規(guī)格25 mg,批號130525;戊巴比妥鈉,上海西唐生物科技有限公司,批號 WS20110112;前列腺素E2(PGE2)ELISA試劑盒購于武漢華美生物工程有限公司;一氧化氮(NO)檢測試劑盒、環(huán)磷酸腺苷(cAMP)測定試劑盒,均由南京建成生物工程研究所提供。
RE-52A旋轉蒸發(fā)器,上海亞榮生化儀器廠;SHB-IIIA循環(huán)水式多用真空泵,上海豫康科教儀器設備有限公司;YLS-25A電動耳腫打耳器,濟南益延科技發(fā)展有限公司;PV-200足腫容量測量儀,成都泰盟軟件有限公司;RB-200智能熱板儀,成都泰盟軟件有限公司;H1850R高速冷凍離心機,湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司;A590紫外/可見分光光度計,翱藝儀器(上海)有限公司;BIO-RAD680酶標儀,美國Bio-Rad公司。
2.1.1 水提
取切成長1~2 cm 的干燥鐵莧菜700 g,用適量純凈水浸泡0.5 h,第1次加純凈水12倍用文火煎煮1 h,第2、3次各加純凈水10倍分別煎煮0.5 h,合并3次煎出液,濾過,取濾液,濃縮至700 mL。取出300 mL水提液備用,剩下的400 mL水提液用于萃取。
2.1.2 萃取
將400 mL鐵莧菜水提液裝于1000 mL分液漏斗,每次以石油醚500 mL為溶劑進行萃取,反復多次,直至萃取液無色,合并所得萃取液,回收石油醚,得石油醚部位浸膏0.88 g。將經(jīng)石油醚萃取過的溶液,再每次以乙酸乙酯500 mL為溶劑進行萃取,反復多次,直至萃取液無色為止,合并萃取液,回收乙酸乙酯,得乙酸乙酯部位浸膏6.28 g。將乙酸乙酯萃取過的溶液再每次以正丁醇500 mL為溶劑進行萃取,反復多次,直至萃取液無色為止,合并正丁醇萃取液,回收正丁醇,得正丁醇部位浸膏12.72 g。最后將正丁醇萃取后的溶液置于旋轉蒸發(fā)儀旋轉蒸發(fā),得水部位浸膏97.78 g。
石油醚部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位、水部位用時用純凈水溶解配制。
2.2.1 熱板法
按參考文獻[14-16],篩選出合格雌性小鼠144只,按體質(zhì)量隨機分為12組:正常對照組(純凈水,10 mL/kg),鹽酸嗎啡溶液(20 mg/kg)陽性對照組,鐵莧菜水提液(生藥5 000、10 000 mg/kg)組,鐵莧菜石油醚部位(11、22 mg/kg)組,鐵莧菜乙酸乙酯部位(78.5、157 mg/kg)組,鐵莧菜正丁醇部位(159、318 mg/kg)組,鐵莧菜水部位(1222.25、2444.5 mg/kg)組,每組12只。鐵莧菜水提液的給藥劑量參考《中藥大辭典》成人每日用量25~50 g[2],按動物與人體的每千克體質(zhì)量等效劑量折算系數(shù)(10倍)換算成小鼠的劑量,鐵莧菜各萃取部位的給藥劑量按萃取量相當于生藥量的比例進行換算。將每只小鼠正常痛閾值各測2次,取其平均值為給藥前正常痛閾值。給藥除陽性對照組皮下注射(sc)鹽酸嗎啡溶液2 d外,其余各組小鼠均灌胃(ig)給藥,給藥容量均10 mL/kg,1次/d,連續(xù)給藥5 d。分別于末次給藥后30、60、90、120 min 測定小鼠痛閾值,若放入熱板1 min仍無舔后足反應,就將小鼠捉出,其痛閾值計1 min。
2.2.2 醋酸扭體法和血清PGE2、cAMP含量的測定
按參考文獻[14-16],將144只雌雄各半的小鼠分為12組,每組12只,除了陽性對照組為阿司匹林(500 mg/kg)外,其余各組與“2.2.1”項同。各組小鼠均ig給藥,給藥容量均10 mL/kg,1次/d,連續(xù)給藥5 d。于末次給藥后1 h,各鼠均用0.6%醋酸0.2 mL/只ip(醋酸溶液臨用前配制)。記錄各組小鼠ip醋酸后15 min內(nèi)扭體反應(腹部收縮內(nèi)凹、軀干與后肢伸展、臀部抬起)的次數(shù),并計算抑制率。
抑制率(%)=(正常對照組扭體反應次數(shù)-給藥組扭體反應次數(shù))/正常對照組扭體反應次數(shù)×100%
ip醋酸30min后,將正常對照組、阿司匹林組和鐵莧菜乙酸乙酯部位低、高劑量組小鼠斷頭取血,室溫靜置2h后,于4℃ 3 000 r/min離心10 min,分離血清,- 20℃保存?zhèn)溆?。血清PGE2、cAMP含量測定均按試劑盒說明書進行操作。
2.3.1 小鼠耳腫脹法
按參考文獻[14-16],小鼠分組及給藥同“2.2.2”項。于末次給藥1 h后,將100%二甲苯0.05 mL 均勻涂抹于每只小鼠左耳廓兩面致炎,右耳作對照。0.5 h后拉斷小鼠頸椎使其死亡,沿小鼠耳根部剪下雙耳,用8 mm直徑的電動耳腫打耳器在每只小鼠左右耳尖的相同部位打下圓耳片,用電子天平將圓耳片稱重,計算耳腫脹度和腫脹抑制率。
耳腫脹度=左耳片質(zhì)量-右耳片質(zhì)量
耳腫脹抑制率(%)=(正常對照組耳腫脹度-給藥組耳腫脹度)/ 正常對照組耳腫脹度×100%
2.3.2 大鼠足跖腫脹法和足跖致炎組織NO和PGE2的測定
按參考文獻[14-16],將120只雌雄各半SD大鼠,按性別和體質(zhì)量隨機分為12組,每組10只,具體分組方法及給藥方法同“2.2.2”項。末次給藥1 h后,每只大鼠左后足跖sc新鮮配制的10%蛋清生理鹽水溶液0.1 mL致炎,用足腫容量測量儀分別測定各鼠致炎前及致炎后1、2、4、6 h的足跖容積,并計算足跖腫脹率。6 h后將正常對照組、阿司匹林組和鐵莧菜乙酸乙酯部位低、高劑量組的大鼠用1%戊巴比妥鈉麻醉處死后,迅速摘取左后足腫脹足跖,縱向切開足跖組織,放入冷生理鹽水中,于4 ℃浸泡過夜,離心取上清液。NO含量和PGE2含量測定均按試劑盒說明書進行操作。
足跖腫脹率(%)=(致炎后足跖容積-致炎前足跖容積)/ 致炎前足跖容積×100%
2.3.3 大鼠棉球肉芽腫法
大鼠分組方法同“2.3.2”項。按參考文獻[14-16],用戊巴比妥鈉麻醉大鼠,在大鼠左右后肢腹股溝部位皮下各植入20 mg的棉球。從手術后第2日開始給藥,給藥劑量及途徑與“2.2.2”項相同,連用藥物7 d。第8天拉斷大鼠頸椎使其死亡,把棉球連同其周圍的結締組織一起取出來,再把脂肪組織分離去掉,放干燥箱于60 ℃烘烤24 h,稱其質(zhì)量。將稱得的量減去棉球原有質(zhì)量即得肉芽腫質(zhì)量,計算肉芽腫抑制率。
肉芽腫抑制率(%)=(正常對照組肉芽腫質(zhì)量-給藥組肉芽腫質(zhì)量)/ 正常對照組肉芽腫質(zhì)量×100%
與正常對照組比較,給藥前各組痛閾值差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05);鐵莧菜乙酸乙酯部位和水提液低、高劑量組,給藥后30、60、90、120 min明顯延長熱板所致小鼠的痛閾值(< 0.01),且具劑量依賴性;鐵莧菜石油醚、正丁醇及水部位低、高劑量組給藥后30、60、90、120 min差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05);嗎啡溶液20 mg/kg給藥后30、60、90、120 min顯著延長熱板所致小鼠的痛閾值(< 0.01)。與自身給藥前比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位和水提液低、高劑量組,給藥后30、60、90、120 min明顯延長熱板所致小鼠的痛閾值(< 0.01);鐵莧菜石油醚、正丁醇及水部位低、高劑量組給藥后30、60、90、120 min差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05);嗎啡溶液20 mg/kg組給藥后30、60、90、120 min顯著延長熱板所致小鼠的痛閾值(< 0.01)。結果見表1。
表1 鐵莧菜不同萃取部位對小鼠熱板法痛閾值的影響(, n=12)
注:與正常對照組比較,**< 0.01;與自身藥前痛閾比較,&&< 0.01。
表2結果表明,與正常對照組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位和水提液低、高劑量組,均能明顯減少醋酸所致小鼠扭體反應的次數(shù)(0.01),且具有劑量依賴性;鐵莧菜石油醚、正丁醇及水部位低、高劑量組差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05);阿司匹林500 mg/kg給藥后能顯著減少醋酸所致小鼠扭體反應次數(shù)(< 0.01)。
表2 鐵莧菜不同萃取部位對小鼠扭體反應的影響(,n=12)
注:與正常對照組比較,**< 0.01。
與正常對照組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位低、高劑量組明顯降低醋酸所致小鼠血清PGE2和cAMP含量(< 0.01),且具劑量依賴性;阿司匹林500 mg/kg給藥組也明顯降低醋酸所致小鼠血清PGE2和cAMP含量(< 0.01)。與阿司匹林組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位低、高劑量組給藥后差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05)。結果見表3。
表3 鐵莧菜乙酸乙酯部位對醋酸致痛模型小鼠血清PGE2和cAMP含量的影響(, n=12)
注:與正常對照組比較,**<0.01。
與正常對照組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位和水提液低、高劑量組均明顯抑制二甲苯所致小鼠耳廓腫脹(< 0.01),且耳廓腫脹抑制率與劑量呈正相關;鐵莧菜石油醚、正丁醇及水部位低、高劑量組差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05);阿司匹林500 mg/kg對二甲苯致小鼠耳廓腫脹具有顯著抑制作用(< 0.01)。結果見表4。
表4 鐵莧菜不同萃取部位對二甲苯致小鼠耳腫脹的影響(, n=12)
注:與正常對照組比較,**< 0.01。
與正常對照組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位和水提液低、高劑量組對蛋清所致大鼠足跖腫脹有明顯抑制作用(< 0.01),且具劑量依賴性;鐵莧菜石油醚、正丁醇及水部位低、高劑量組差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05);阿司匹林500 mg/kg給藥組也顯著抑制蛋清所致大鼠足跖腫脹(< 0.01)。與阿司匹林組比較,鐵莧菜水提液低劑量組給藥后2、4、6 h及高劑量組給藥后1、2、4、6 h,以及乙酸乙酯部位低、高劑量組給藥后6 h差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05)。結果見表5。
表5 鐵莧菜不同萃取部位對蛋清致大鼠足跖腫脹的影響(, n=10)
注:與正常對照組比較,**< 0.01;與阿司匹林組比較,#> 0.05。
與正常對照組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位低、高劑量組明顯減少蛋清所致大鼠足跖致炎組織NO和PGE2含量(< 0.01),且具劑量依賴性;阿司匹林500 mg/kg給藥組也顯著減少蛋清所致大鼠足跖致炎組織NO和PGE2含量(< 0.01)。與阿司匹林組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位低、高劑量組給藥后差異無統(tǒng)計學意義(> 0.05)。結果見表6。
表6 鐵莧菜乙酸乙酯部位對大鼠足跖致炎組織NO和PGE2含量的影響(, n=10)
注:與正常對照組比較,**< 0.01;與阿司匹林組比較,#> 0.05。
與正常對照組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位和水提液低、高劑量組對大鼠棉球肉芽腫均有顯著抑制作用(< 0.01),且具有劑量依賴性;鐵莧菜石油醚、正丁醇及水部位低、高劑量組差異不顯著(> 0.05);阿司匹林500 mg/kg給藥后也明顯抑制大鼠棉球肉芽腫(< 0.01)。與阿司匹林組比較,鐵莧菜乙酸乙酯部位和水提液低、高劑量組差異不顯著(> 0.05)。結果見表7。
表7 鐵莧菜不同萃取部位對大鼠棉球肉芽腫的影響(, n=10)
注:與正常對照組比較,**< 0.01;與阿司匹林組比較,#> 0.05
本實驗采用小鼠熱板法、扭體法疼痛模型來考察鐵莧菜不同極性溶劑萃取部位的鎮(zhèn)痛作用,以篩選出鎮(zhèn)痛作用的有效部位;采用小鼠耳腫脹法、大鼠足跖腫脹法及棉球肉芽腫法炎癥模型來考察鐵莧菜不同極性溶劑萃取部位的抗炎作用,以篩選出抗炎作用的有效部位;并對醋酸所致疼痛模型小鼠血清PGE2、cAMP含量以及蛋清所致的大鼠足跖致炎組織NO、PGE2含量進行了測定,以初步探究其抗炎鎮(zhèn)痛作用機制。
本次小鼠熱板實驗是通過一定溫度的熱板(55 ℃)刺激小鼠足跖以產(chǎn)生縮足、舔足等疼痛反應。常以小鼠放入熱板至開始舔后跖的時間為測痛的指標,即痛閾值,并以痛閾值大小來衡量藥物抗痛效果的強弱[17]。熱板刺激所引起的疼痛反應有中樞高位的參與[18]。小鼠醋酸扭體實驗是通過醋酸注入小鼠腹腔,刺激腹膜產(chǎn)生炎癥而引起腹痛,表現(xiàn)為腹部內(nèi)凹、腹前壁緊貼桌面、臀部歪扭和后肢伸展等扭體反應,是用于篩選鎮(zhèn)痛作用相對較弱的鎮(zhèn)痛藥的一種靈敏、操作簡單方便、重現(xiàn)性又好的實驗方法[18]。本實驗乙酸乙酯部位ig給藥對熱板引痛法所引起的小鼠痛閾值延長明顯,對醋酸刺激腹膜所引起疼痛的小鼠扭體反應次數(shù)減少顯著,這表明乙酸乙酯部位均明顯減輕物理因素溫熱刺激和化學因素醋酸刺激所引起的疼痛。
在抗炎實驗中,采用化學刺激劑二甲苯涂擦小鼠耳廓兩面引起小鼠耳廓腫脹及10%蛋清注射大鼠足跖引起大鼠足跖腫脹是以液體滲出為主的急性炎癥表現(xiàn),采用大鼠埋棉球肉芽腫是以增生為主的慢性炎癥反應[17]。本實驗乙酸乙酯部位ig給藥對化學刺激劑二甲苯引起的小鼠耳廓腫脹減輕明顯,對蛋清引起的大鼠足跖腫脹和棉球引起的大鼠肉芽腫增生抑制顯著,表明乙酸乙酯部位ig給藥均顯著抑制急、慢性炎癥反應。
PGE2是重要的致痛物質(zhì),可直接刺激感覺神經(jīng)末梢和提高痛覺感受器對其它致痛物質(zhì)的敏感性而引起疼痛,還可觸發(fā)疼痛信號轉導[19]。有文獻研究表明,cAMP也可引起感覺神經(jīng)元過度興奮和痛覺過敏[20]。本實驗顯示,乙酸乙酯部位可降低醋酸致痛模型小鼠血清PGE2、cAMP含量,提示乙酸乙酯部位的鎮(zhèn)痛作用機制可能與減少疼痛介質(zhì)PGE2和cAMP的合成有關。
NO和PGE2是重要的炎性介質(zhì),參與和介導炎性反應。NO參與血管舒張、血小板聚集等,尤其是在炎癥反應中能夠介導白介素-1、腫瘤壞死因子-α等炎癥因子產(chǎn)生而加劇炎癥反應[20]。PGE2除了是重要的致痛物質(zhì)外,還是重要炎癥介質(zhì),PGE2能擴張血管,使?jié)B出增加,還能增敏血管對其他致炎物如緩激肽、組胺等反應,還會促使白細胞向炎癥部位浸潤等而介導炎癥的發(fā)生發(fā)展[19]。本實驗顯示,乙酸乙酯部位ig給藥后明顯降低大鼠足跖致炎組織NO和PGE2含量,提示乙酸乙酯部位的抗炎機制可能與抑制炎癥部位NO和PGE2的產(chǎn)生有關。
綜上,鐵莧菜乙酸乙酯部位對熱板和醋酸所引起的疼痛均有明顯鎮(zhèn)痛作用,說明其鎮(zhèn)痛有效部位主要為乙酸乙酯部位;在抗炎方面,乙酸乙酯部位對急、慢性炎癥均具有良好的抑制作用,表明其抗炎作用部位也主要為乙酸乙酯部位;其鎮(zhèn)痛作用機制可能與降低體內(nèi)PGE2、cAMP的含量有關;其抗炎作用機制可能與抑制炎癥部位NO和PGE2的產(chǎn)生有關。實驗結果為其綜合開發(fā)利用提供了一定的實驗依據(jù)。但發(fā)揮主要抗炎鎮(zhèn)痛作用的是哪種活性成分,對其他致痛和致炎介質(zhì)是否有影響,有什么影響,這有待于后續(xù)更深入的研究。
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SCREENING OF THE ANTI-INFLAMMATORY AND ANALGESIC EFFECTIVE FRACTIONS OF
*LIANG Sheng-lin, LI Qing-yao, ZHOU Xi-gen
(Health Science Center, Jinggangshan University, Ji'an, Jiangxi 343009, China )
To screen the anti-inflammatory and analgesic effective fractions of, and to study the relative mechanisms.The analgesic effects of the effective fractions ofwere observed by hot plate and acetic acid writhing model. Meanwhile, the acute inflammatory models, such as xylene-induced ear swelling, egg white-induced paw swelling, and the chronic inflammatory model granuloma induced by cotton pellet implantation, were used in researching the anti-inflammatory effects of the effective fractions of.After the treatment with low- and high-dose ethyl acetate fraction, the pain threshold with hot plate method was significantly prolonged compared with the control groups and the data before the drugs administration (< 0.01). The writhing number was reduced after administration compared with the control groups (< 0.01). Moreover, low- and high-dose ethyl acetate fraction could significantly inhibit ear swelling in mice and paw swelling in rats (< 0.01). Also, ethyl acetate fraction decreased the granuloma of rats (< 0.01). The ethyl acetate fraction decreased significantly the serum PGE2,cAMP levels in mice with pain induced by acetic acid,and decreased significantly foot plantar inflammatory tissue NO, PGE2in rat with inflammation caused by egg white (< 0.01).The ethyl acetate fraction ofis the anti-inflammatory and analgesic effective fractions, and the mechanism of analgesic effect may be related to the reduction of the serum PGE2, cAMP levels, the mechanism of anti-inflammatory effect may be related to the reduction of NO and PGE2levels in the inflammatory tissue.
; analgesic; anti-inflammatory; effective fractions; mechanism
1674-8085(2022)03-0079-07
R285.5
A
10.3969/j.issn.1674-8085.2022.03.013
2021-04-06;
2021-10-08
全國中藥資源普查項目(財社[2018]43號);吉安市科技局指導性科技計劃項目(吉市科計字[200]20號)
*梁生林(1962-),男,江西吉安縣人,教授,主要從事中草藥藥理及中藥新藥開發(fā)(E-mail:slliang1962@163.com).