康開彪,顏春魯,姚貞宇,辛 陽
1甘肅省中醫(yī)藥研究院,甘肅 蘭州730050;2甘肅中醫(yī)藥大學(xué);3蘭州市第一人民醫(yī)院
鎘(Cadmium)是一種廣泛存在于自然界中的銀白色有光澤的重金屬,可以通過各種途徑進入機體,造成機體多器官、多系統(tǒng)損傷[1]。目前鎘中毒的研究主要集中在腎、肺、肝、辜丸、骨骼等器官及血液系統(tǒng)[2],免疫系統(tǒng)相關(guān)研究較少。本實驗采用腹腔注射0.1%氯化鎘建立鎘染毒大鼠模型,通過觀察敦煌古醫(yī)方大補腎湯對染鎘大鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量及肝組織白細胞介素2(IL-2)和轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)含量的影響,探討其在鎘導(dǎo)致氧化損傷和免疫毒性損傷方面的治療作用,為該藥防治鎘中毒提供理論依據(jù)。
1.1 動物 SPF級Wistar大鼠60只,體質(zhì)量(180±20)g,雌雄各半,甘肅中醫(yī)藥大學(xué)科研實驗中心提供,實驗動物質(zhì)量合格證號:SCXK(甘)2015-0002。
1.2 藥物 乙酰半胱氨酸泡騰片(富露施,注冊證號:H20090620,5.4 mg/mL);大補腎湯水煎液(甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院藥劑科制備,地黃90g,竹葉 90 g,甘草 90 g,澤瀉 30 g,桂枝 30 g,干姜30g,五味子30g)制備好后置4℃冰箱保存,備用。
1.3 試劑 氯化鎘(天津市巴斯夫化工有限公司,批號:20081010);考馬斯亮蘭試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號:20140309);SOD活性和MDA檢測試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號:20140310和 20140305);Rat IL-2 precocated ELISA kit和Rat TGF-β precocated ELISA kit檢測試劑盒(上海源葉生物科技有限公司,批號:20140509和 20140416)。
1.4 儀器 iMark型全自動酶標(biāo)分析儀(美國Bio-Rad公司);FA2004N型電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司);ZY12306型微量加樣器(ScienTiFic產(chǎn)品);T6新悅-可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);TDZ5-WS型醫(yī)用離心機(湖南平凡科技有限公司)。
1.5 動物分組、模型制備及給藥 大鼠60只適應(yīng)性喂養(yǎng)3天后,按照隨機數(shù)字表法分為6組:正常對照組、模型組、乙酰半胱氨酸組及大補腎湯低、中、高劑量組,每組10只。正常對照組腹腔注射0.9%NaCl,其余5組均腹腔注射0.1%氯化鎘,按1.5 mg/kg注射,每周5次,共5周。染毒的同時給予乙酰半胱氨酸泡騰片溶液(5.4 g/mL)及大補腎湯各劑量(高劑量:3.5g/mL,中劑量1.75 g/mL,低劑量0.875 g/mL)按照1 mL/100 g灌胃治療,1次/d,連續(xù)5周。最后1次注射24小時后,取大鼠肝臟及脾臟、胸腺組織待用。
1.6 指標(biāo)檢測
1.6.1 免疫器官指數(shù)的測定 末次給藥24小時后,稱量大鼠體質(zhì)量,眼球采血處死大鼠,摘取脾臟、胸腺等組織稱重,分別計算脾臟指數(shù)及胸腺指數(shù)。脾臟(胸腺)指數(shù)=脾臟(胸腺)質(zhì)量(mg)/體質(zhì)量(g)。
1.6.2 肝組織SOD和MDA含量的測定 大鼠末次給藥24小時后,動脈采血處死大鼠,制備10%肝組織勻漿液,比色分析法測定肝組織中SOD活性及MDA含量,具體操作按照試劑盒說明書進行。
1.6.3 肝組織IL-2和TGF-β1含量的測定 肝組織勻漿液制備同“1.6.2”,ELISA法測定肝組織IL-2及TGF-β1的含量,具體操作按照試劑盒說明書進行。
1.7 統(tǒng)計學(xué)方法 數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件分析,計量資料以(±s)表示,組間比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 氯化鎘染毒大鼠的一般情況及處死前體質(zhì)量變化情況 正常對照組大鼠進食、飲水、活動、大小便及呼吸狀態(tài)良好,皮毛有光澤、毛色光亮;鎘染毒組大鼠進食、飲水、活動均明顯減少,精神萎靡、抑郁,毛色暗淡、稀疏。大補腎湯各劑量組大鼠進食、飲水、活動較模型組改善,皮毛有光澤、毛色光亮,精神狀況良好。與正常對照組比較,模型組大鼠體質(zhì)量減輕(P<0.05);與模型組比較,各給藥干預(yù)組大鼠體質(zhì)量均增加,大補腎湯中、高劑量組作用較顯著(P<0.05),見表1。
表1 各組大鼠處死前體質(zhì)量變化情況(±s) g
表1 各組大鼠處死前體質(zhì)量變化情況(±s) g
注:#表示與正常對照組比較,P<0.05;*表示與模型組比較,P<0.05
組別 只數(shù) 體質(zhì)量正常對照組 1 0 1 9 3.1 3±3 7.4 8模型組 1 0 1 4 4.4 0±1 1.5 5#乙酰半胱氨酸組 1 0 1 8 5.1 0±2 5.8 9*大補腎湯高劑量組 1 0 1 8 5.1 4±2 2.9 3*大補腎湯中劑量組 1 0 1 7 7.3 7±2 4.1 8*大補腎湯低劑量組 1 0 1 7 2.5 0±1 2.0 5*
2.2 大補腎湯對鎘染毒大鼠脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)的影響 與正常對照組比較,模型組大鼠脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)均降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與模型組比較,各藥物干預(yù)組大鼠脾臟指數(shù)均增加,大補腎湯高劑量組胸腺指數(shù)增加明顯,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。
表2 各組大鼠脾臟指數(shù)及胸腺指數(shù)比較(±s) mg/g
表2 各組大鼠脾臟指數(shù)及胸腺指數(shù)比較(±s) mg/g
注:#表示與正常對照組比較,P<0.05;*表示與模型組比較,P<0.05
組別 只數(shù) 脾臟指數(shù) 胸腺指數(shù)正常對照組 1 0 3.9 6±0.7 0 1.6 9±0.5 0模型組 1 0 1.8 6±0.4 3# 0.7 2±0.3 3#乙酰半胱氨酸組 1 0 2.8 0±0.6 1* 1.3 3±0.2 5*大補腎湯高劑量組 1 0 2.5 0±0.6 8* 1.2 5±0.3 6*大補腎湯中劑量組 1 0 2.2 1±0.3 4* 0.9 4±0.3 3*大補腎湯低劑量組 1 0 2.1 8±0.3 3* 0.8 6±0.1 9*
2.3 大補腎湯對鎘染毒大鼠肝組織SOD和MDA的影響 與正常對照組比較,模型組大鼠SOD活力降低,MDA含量升高(P<0.05);與模型組比較,各給藥干預(yù)組大鼠SOD活力均增加,MDA含量均降低(P<0.05),見表 3。
表3 各組大鼠肝組織SOD活性及MDA含量比較(±s)
表3 各組大鼠肝組織SOD活性及MDA含量比較(±s)
注:#表示與正常對照組比較,P<0.05;*表示與模型組比較,P<0.05
組別 只數(shù) S O D/(U·m L-1) M D A/(n m o l·m L-1)正常對照組 1 0 1 3 1.0 9±1 1.9 8 2.9 8±0.4 7模型組 1 0 7 9.3 6±1 0.7 1# 5.2 9±0.4 2#乙酰半胱氨酸組 1 0 1 2 3.3 9±1 4.4 0* 3.2 5±0.2 8*大補腎湯高劑量組 1 0 1 1 3.2 1±1 4.2 2* 3.3 1±0.5 0*大補腎湯中劑量組 1 0 1 1 4.2 2±1 4.8 9* 3.9 3±0.4 7*大補腎湯低劑量組 1 0 1 0 9.9 5±1 1.6 4* 4.5 9±0.3 6*
2.4 大補腎湯對鎘染毒大鼠肝組織細胞因子表達的影響 與正常對照組比較,模型組大鼠IL-2含量降低,TGF-β1含量升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與模型組比較,各給藥干預(yù)組大鼠IL-2含量均增加,TGF-β1含量均降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表4。
表4 各組大鼠肝組織IL-2和TGF-β1含量比較(±s)
表4 各組大鼠肝組織IL-2和TGF-β1含量比較(±s)
注:#表示與正常對照組比較,P<0.05;*表示與模型組比較,P<0.05
組別 只數(shù) I L-2/(p g·m L-1)T G F-β 1/(n g·m L-1)正常對照組 1 0 1 7 0.8 3±1 0.2 1 5.1 1±0.5 9模型組 1 0 8 3.3 3±1 2.9 1#1 0.2 2±0.6 6#乙酰半胱氨酸組 1 0 1 5 1.3 9±1 4.3 5* 5.4 4±0.4 6*大補腎湯高劑量組 1 0 1 4 8.8 1±1 4.7 7* 5.8 1±0.5 0*大補腎湯中劑量組 1 0 1 4 0.1 8±1 3.6 9* 6.0 1±0.4 3*大補腎湯低劑量組 1 0 1 3 4.7 1±1 2.2 7* 6.7 2±0.6 1*
“大補腎湯”出自敦煌古醫(yī)方,主要由地黃、竹葉、甘草、澤瀉、桂枝、干姜、五味子組成,主治精氣虛少,腰痛,骨萎,不可行走,虛熱沖逆,頭目眩,小便不利,脈軟而快者方。大量研究證實,地黃復(fù)方制劑“地黃益智顆?!盵3]、地黃有效成分“地黃多糖”[4-5]、竹葉提取物[6]、甘草有效成分“甘草苷”[7]和澤瀉[8]均可提高機體SOD活性,降低MDA含量,具有較好的抗氧化、提高免疫功能等生物學(xué)活性。本實驗結(jié)果顯示,模型組大鼠肝組織中SOD活性降低,MDA含量升高,可能是由于鎘與SOD中的二價金屬離子發(fā)生競爭性替代作用,抑制SOD活力有關(guān)[9],也可能是鎘進入體內(nèi)產(chǎn)生的自由基不斷消耗SOD,導(dǎo)致模型組SOD活性降低,MDA含量升高。大補腎湯干預(yù)后各劑量組大鼠肝組織中的SOD活性升高,MDA含量降低,提示大補腎湯能夠增加氧自由基清除劑含量,抑制體內(nèi)脂質(zhì)過氧化過程,降低脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物含量和氧自由基代謝產(chǎn)物的損害,調(diào)節(jié)氧化/抗氧化系統(tǒng)平衡,從而使機體細胞和組織免受鎘的損害。
胸腺與脾臟是機體重要的免疫器官,其結(jié)構(gòu)正常與否直接影響機體的免疫功能,胸腺指數(shù)與脾臟指數(shù)的高低變化可以反映機體的免疫功能狀態(tài)[10]。另外,IL-2 和 TGF-β1在免疫功能調(diào)節(jié)方面為一對截然相反的指標(biāo)。IL-2是機體正向免疫調(diào)節(jié)中最重要的細胞因子之一,主要由T淋巴細胞分泌,其功能是促進 T、B 淋巴細胞的增殖[11]。TGF-β1可能是免疫系統(tǒng)關(guān)閉的信號之一,其可以抑制所有淋巴細胞的增殖與功能[11]。本實驗結(jié)果表明,模型組大鼠胸、脾指數(shù)明顯降低,肝組織IL-2含量降低,TGF-β1含量升高,提示鎘染毒后,機體的免疫功能受損。大補腎湯干預(yù)后,各劑量組大鼠脾臟指數(shù)及IL-2含量增加,大補腎湯高劑量組大鼠胸腺指數(shù)增加,大補腎湯各劑量組大鼠TGF-β1含量降低。提示大補腎湯可能通過調(diào)節(jié)機體細胞因子表達,從而糾正和改善機體的免疫功能。
總之,鎘中毒可以導(dǎo)致機體發(fā)生氧化應(yīng)激損傷及免疫功能紊亂。大補腎湯可能通過提高機體的抗氧化能力,加速機體自由基的清除來糾正機體的氧化和抗氧化之間的平衡失調(diào),也可能通過調(diào)節(jié)細胞因子的表達來糾正和改善機體的免疫功能,最終達到拮抗鎘毒性的目的,從而對肝臟起到保護作用,但其具體機制尚需進一步研究。
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