蔡光先 藺曉源 易 健 劉柏炎
湖南中醫(yī)藥大學(xué)省部共建中醫(yī)內(nèi)科學(xué)教育部重點實驗室(湖南長沙410007)
功能性胃腸病(FGIDs)是一組胃腸綜合征的總稱,多有精神因素的背景,主要為胃腸道的運動與分泌功能失調(diào),而在病理解剖方面無器質(zhì)性病理改變?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為胃腸動力障礙是這類疾病的重要發(fā)病機(jī)制之一。人類具有這樣或那樣的情緒體驗,是由外部環(huán)境刺激作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)果,并通過腦腸軸的影響而引起不同的腦腸肽反應(yīng)來改變胃腸活動。神經(jīng)降壓素(NT)和降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)是廣泛分布于胃腸道的兩種重要的腦腸肽,目前大量研究表明其可減緩胃腸道運動[1-2]。四磨湯是治療FGIDs的有效方劑,臨床和實驗研究證明具有促胃腸動力的作用[3-4]。本實驗通過觀察四磨湯對慢性應(yīng)激小鼠腦內(nèi)NT、CGRP表達(dá)的影響,探討其調(diào)節(jié)胃腸動力的作用機(jī)制。
1.1 材料(1)動物:清潔級昆明種小鼠80只,雌雄各半,體質(zhì)量(20±2)g,由湖南斯萊克景達(dá)實驗動物公司提供。 (2)藥物:四磨湯口服液(湖南漢森制藥股份有限公司),批號為091002183,規(guī)格為10mL/支。嗎丁啉(西安楊森制藥公司),批號為091130529,規(guī)格為10mg/片,用蒸餾水配制成50mg/100mL的藥液備用。(3)試劑:兔抗小鼠NT單抗,由北京博奧森生物技術(shù)有限公司提供,兔抗小鼠CGRP單抗,由武漢博上德生物工程有限公司提供;SP-9000免疫組化染色試劑盒(批號724944A)和液體AEC酶底物試劑盒(批號K96914D),由北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司提供;水溶性封片劑,由武漢博士德生物工程有限公司提供。參考文獻(xiàn)[5]制備營養(yǎng)性半固體糊,冰箱冷藏,用時恢復(fù)至室溫。(4)儀器:英國Thermo公司 E60冰凍切片機(jī);日本Olympus公司BX-51光學(xué)顯微鏡及Image-Pro Plus 5.1(IPP5.1)圖像分析系統(tǒng);上海醫(yī)療器械七廠電熱恒溫水浴箱。
1.2 方法(1)分組與造模:所有小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)3d后,隨機(jī)抽取20只作為正常組,其余動物開始造模,參考文獻(xiàn)[6]并加改進(jìn),制備不可預(yù)知的慢性應(yīng)激模型,選取多種刺激因素對大鼠進(jìn)行干預(yù)。①食物剝奪(24h);②飲水剝奪合并空瓶刺激(12h);③明暗顛倒(24h);④濕籠飼養(yǎng)(24h);⑤強(qiáng)迫游泳 (45℃,5min);⑥倒懸(30min);⑦行為束縛(30min);⑧超聲刺激(2h);⑨夾尾(1h)。每日隨機(jī)選取1種,相鄰2d的刺激不重復(fù),連續(xù)刺激21d。各種刺激方法平均使用2~3次,應(yīng)激處理在每日上午08:30開始更換。造模成功后,將模型動物隨機(jī)分為模型組、嗎丁啉組和四磨湯組,每組20只。(2)給藥:四磨湯組給予四磨湯口服液,嗎丁啉組給予嗎丁啉溶液,模型組給予蒸餾水,灌胃劑量均為7.56mL/(kg·d)(臨床等效劑量),連續(xù)用藥 7d,正常組常規(guī)喂養(yǎng)。(3)小鼠胃排空和小腸推進(jìn)檢測:給藥第6日,每組隨機(jī)取10只小鼠禁食(自由飲水)24h后末次給藥,給藥后1h灌胃給予半固體糊(0.4mL/只),20min后頸椎脫臼法處死。打開腹腔,結(jié)扎幽門和賁門,取出胃,用濾紙擦干后稱全質(zhì)量,然后沿胃大彎剪開胃體,洗去胃內(nèi)容物后擦干,稱凈質(zhì)量,以胃全質(zhì)量和胃凈質(zhì)量之差為胃內(nèi)殘留物質(zhì)量,計算胃內(nèi)殘留物占所灌半固體糊質(zhì)量百分比為胃內(nèi)殘留率。同時迅速取出小腸,測量黑色半固體糊前沿至幽門距離(小腸推進(jìn)長度)和幽門至回盲部距離(小腸總長度),按下列公式計算半固體糊推進(jìn)百分率。推進(jìn)率(%)=黑色半固體糊推進(jìn)長度/小腸總長度×100%。(4)小鼠腦組織NT、CGRP表達(dá)檢測:其余小鼠以10%水合氯醛(4.0mL/kg)麻醉后,開顱取腦,4%多聚甲醛固定1h,依次放入15%、20%、30%蔗糖沉底24h。OTC包埋,冰凍切片機(jī)冠狀連續(xù)切片,18μm厚。切片放入3%H2O2去離子水孵育10min,以消除內(nèi)源性過氧化物酶活性;PBS洗3min,3次;滴加100μL正常山羊血清室溫孵育 15min,傾去溶液;加入抗 NT、CGRP 小鼠抗體(濃度均為 1∶500),37℃孵育2h,PBS洗 3min,3次;加入 SP-9000生物素化二抗工作液100μL,37℃ 30min,PBS洗 3min,3次; 加入辣根酶標(biāo)記鏈酶卵白素工作液 100μL,37℃ 30min,PBS 洗 3min,3 次:滴加 AEC 顯色劑100μL 10min,雙蒸水充分沖洗以終止染色;貼片,并用水溶性封片劑封片。同時用正常山羊血清和PBS代替一抗作空白對照以檢查免疫反應(yīng)的特異性。每張切片置于400倍鏡下隨機(jī)選取陽性表達(dá)細(xì)胞不重復(fù)的5個視野,用IPP5.1圖像分析系統(tǒng)自動計數(shù)免疫陽性細(xì)胞數(shù),計算其平均值。
1.3 統(tǒng)計學(xué)處理用SPSS 16.0軟件統(tǒng)計。資料以(±s)表示。多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD法。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 四磨湯對慢性應(yīng)激小鼠胃腸運動功能的影響模型組小鼠胃排空和小腸推進(jìn)功能降低,與正常組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。給藥后,四磨湯組胃內(nèi)殘留率降低,小腸推進(jìn)率升高,與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。
表1 各組小鼠胃內(nèi)殘留率和小腸推進(jìn)率的比較 (%,±s)
表1 各組小鼠胃內(nèi)殘留率和小腸推進(jìn)率的比較 (%,±s)
與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01。 下同。
組 別 n 胃內(nèi)殘留率 小腸推進(jìn)率正常組 10 49.60±8.61△△* 52.04±3.65△△模型組 10 59.20±7.54 44.90±4.61嗎丁啉組 10 50.92±7.59△ 50.25±4.33△△四磨湯組 10 51.15±7.06△ 49.32±4.03△
2.2 四磨湯對慢性應(yīng)激小鼠腦組織NT表達(dá)的影響NT在正常腦組織中有一定量的表達(dá),陽性細(xì)胞呈現(xiàn)紅褐色,主要分布于下丘腦,以星狀、條索狀形態(tài)多見。慢性應(yīng)激后,模型小鼠NT陽性細(xì)胞染色較深,數(shù)量較多,與正常組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);四磨湯組NT表達(dá)下降,與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。 見圖 1,表 2。
圖1 各組小鼠腦內(nèi)NT陽性細(xì)胞表達(dá)(×400)
表2 各組小鼠腦NT、CGRP陽性細(xì)胞數(shù)比較 (個/mm2,±s)
表2 各組小鼠腦NT、CGRP陽性細(xì)胞數(shù)比較 (個/mm2,±s)
組 別 n NT CGRP正常組 10 24.16±2.36△△△ 25.82±2.66△△模型組 10 28.94±2.03 32.04±2.85嗎丁啉組 10 25.00±2.50△ 26.02±2.89△四磨湯組 10 26.24±2.57△△ 26.60±3.08△△
2.3 四磨湯對慢性應(yīng)激小鼠腦組織CGRP表達(dá)的影響CGRP在正常腦組織的陽性表達(dá)呈胞質(zhì)紅褐色染色,不同部位的CGRP表達(dá)形態(tài)多樣,以下丘腦的梭形、多角形多見。模型組CGRP陽性細(xì)胞染色深,數(shù)量增多,與正常組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);四磨湯組CGRP表達(dá)下降,與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。 見圖 2,表 2。
圖2 各組小鼠腦內(nèi)CGRP陽性細(xì)胞表達(dá)(×400)
隨著對心理生物醫(yī)學(xué)模式的深入,人們逐漸認(rèn)識到中樞在FGIDs發(fā)病中的重要性,神經(jīng)胃腸病學(xué)成為近年來研究的重點。目前認(rèn)為,F(xiàn)GIDs表現(xiàn)出的動力和感覺功能的障礙,是基于異常的神經(jīng)胃腸病學(xué)基礎(chǔ),即胃腸動力與感知的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的異常,包括神經(jīng)遞質(zhì)的基礎(chǔ)。消化道感染和炎癥與FGIDs發(fā)病的密切關(guān)系構(gòu)成了腦-腸軸調(diào)節(jié)中的周圍環(huán)節(jié),同時各種原因引起的心理生理異常是FGIDs腦-腸軸調(diào)節(jié)重要的中樞環(huán)節(jié)[7]。腦腸肽是一類具有神經(jīng)遞質(zhì)和激素雙重功能的小分子多肽,既可作為腸道肽能神經(jīng)釋放的神經(jīng)遞質(zhì)或調(diào)節(jié)介質(zhì)起調(diào)節(jié)作用,也可直接作用于胃腸道感覺神經(jīng)末梢或平滑肌細(xì)胞的相應(yīng)受體而調(diào)節(jié)腸道的感覺和運動,同時亦參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)胃腸道的功能[8]。其調(diào)節(jié)功能主要通過3個途徑:其一是通過血液以內(nèi)分泌形式作用于胃腸道細(xì)胞相應(yīng)的受體;其二以腸道肽能神經(jīng)遞質(zhì)形式調(diào)節(jié)胃腸功能;其三由腦腸肽在中樞神經(jīng)系統(tǒng)水平高低的變化來影響胃腸功能,而下丘腦在胃腸功能的中樞調(diào)節(jié)中起重要作用[9]。
NT是廣泛分布于胃腸道(約85%)和腦(約10%)中的一種腦腸肽。其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要分布于下丘腦和基底前腦,其次為基底節(jié)、腦干,在丘腦和大腦皮質(zhì)分布較少[10]。正常生理情況NT可抑制胃腸運動和胃、十二指腸、結(jié)腸的機(jī)械運動。Sako F等[1]研究表明,NT可抑制胃腸道運動,延緩胃排空。Nightingale JMD等[11]研究發(fā)現(xiàn),回腸切除術(shù)后的患者由于N細(xì)胞減少,血漿NT水平降低,從而導(dǎo)致液體胃排空加速。CGRP是由37個氨基酸組成,廣泛分布于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)及某些非神經(jīng)組織,是腦腸軸發(fā)揮作用的主要中介之一,能從整體水平上調(diào)節(jié)胃腸激素的分泌,抑制胃腸道運動及對胃黏膜有保護(hù)作用等,此外CGRP能促進(jìn)胃腸生長抑素(SS)的釋放。有研究表明[12]CGRP通過引起胃底縱行肌和胃竇部環(huán)行肌松弛,胃內(nèi)壓降低,進(jìn)而引起胃排空延遲。CGRP能抑制結(jié)腸縱、環(huán)行肌的自主收縮,抑制直腸縱行肌、肛門內(nèi)括約肌的收縮[13]。
FGIDs屬中醫(yī)學(xué)“胃脘痛”、“痞滿”、“納呆”等范疇,與肝脾功能密切相關(guān)。肝主疏泄而調(diào)暢情志,情志所傷,肝木有病,則氣機(jī)不舒,脾主運化受制。四磨湯源于宋代嚴(yán)用和《重訂嚴(yán)氏濟(jì)生方》,全方由木香、枳殼、烏藥、檳榔組成,有順氣降逆、消積止痛之功。臨床上廣泛用于治療功能性消化不良、便秘型腸易激綜合征及非胃術(shù)后胃腸排空障礙等FGIDs療效顯著。
本研究顯示,慢性應(yīng)激模型小鼠胃排空和小腸推進(jìn)功能下降,腦內(nèi)NT和CGRP的表達(dá)明顯增強(qiáng),與正常組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。經(jīng)藥物治療后,四磨湯組小鼠胃腸運動功能恢復(fù)正常;NT和CGRP的表達(dá)降低,與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義,與正常組相近。本實驗表明調(diào)節(jié)NT、CGRP的水平變化可能是四磨湯治療FGIDs的作用機(jī)制之一。
[1]Sako F,Marui S,Inatomi N,et al.EM574,an erythromycin derivative,improves delayed gastric emptying of semi-solid meals in consciousdogs[J].Eur J Pharmacol,2000,395(1):165-172.
[2]Yong Xuang,Chih Haolee,Sambath,et al.Peroxisome-proliferatoractivated receptor activates fat metabolism to prevent obesity [J].Cell,2003,18(113):159-170.
[3]梁汝堅,梁若玲,張繼平.四磨湯口服液治療功能性消化不良45例[J].實用醫(yī)學(xué)雜志,2008,24(6):1051-1052.
[4]易健,劉杰民,藺曉源,等.四磨湯對腹部非胃腸手術(shù)后大鼠胃腸運動的影響[J].中南藥學(xué),2010,8(2):84-86.
[5]李清,高淑麗,王鑫國,等.越鞠保和丸對胃排空及胃液分泌的影響[J].中藥藥理與臨床,2006,22(3):14-15.
[6]金光亮,南睿,郭霞珍.慢性應(yīng)激肝郁證大鼠模型的建立[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2003,26(2):18-21.
[7]柯美云,方秀才.功能性胃腸病研究進(jìn)展與羅馬Ⅲ[J].胃腸病學(xué),2006,11(6):709-712.
[8]沈駿,諸琦,袁耀宗,等.腸易激綜合征患者血漿腦腸肽水平的變化[J].胃腸病學(xué),2005,10(5):290-292.
[9]姜若蘭.胃腸激素與胃腸運動[J].中華消化雜志,1996,16(6):353.
[10]Geisler S,Berod A,Zahm DS,et al.Brain neurotensin,psychostimulants,and stress-emphasis on neuroanatomical substrates[J].Peptides,2006,27(10):2364-2384.
[11]Nightingale JMD,Kamm MA,ver der sijp JRM,et al.Gastrointestinal hormones in short bowel syndrome.Peptide YY may be the ”colonic brake to gastric emptying[J].Gut,1996,39(2):267-272.
[12]路長林.神經(jīng)胃腸病學(xué)與動力-基礎(chǔ)與臨床[M].北京:科學(xué)出版社,2005:171-199.
[13]李啟祥,侯曉華.降鈣素基因相關(guān)肽與胃腸運動的調(diào)節(jié)[J].國外醫(yī)學(xué):消化系疾病分冊,2000,20(1):20-23.