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腦血管病已逐漸發(fā)展成為危害人類健康的主要疾病之一,其中缺血性腦血管病占80%,具有較高的致殘率和致死率[1]。缺血性腦血管病病理機制復(fù)雜。曾聰彥等[2-3]研究發(fā)現(xiàn),腦缺血再灌注后常并發(fā)血液流變學改變,是腦缺血再灌注損傷后重要病理機制之一。白芍總苷(total glucosides of paeony,TGP)為中藥白芍的主要活性成分之一,具有多種生物學活性[4-5],李蘭芳等[6-7]研究發(fā)現(xiàn),白芍具有改善痛經(jīng)模型大鼠和血瘀癥狀大鼠血液流變學指標作用。本研究擬通過制備局灶性腦缺血再灌注大鼠模型,探討TGP對腦缺血再灌注后血液流變學指標的影響,進一步分析TGP對腦缺血再灌注損傷的保護作用機制。
1.1 實驗動物 健康清潔級SD大鼠(雌雄不限),7周齡,200 g~240 g,河北醫(yī)科大學實驗動物中心提供[SCXK(冀):2013-1-003]。
1.2 實驗藥物與試劑 白芍總苷膠囊(寧波立華制藥有限公司,規(guī)格:每粒300 mg)。HE試劑盒(北京博奧森生物技術(shù)有限公司);2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC,上?;瘜W試劑公司);超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)試劑盒(安徽欣樂生物技術(shù)有限公司)。
1.3 模型制備與分組 參照Longa等[8]報道的線栓法制備大鼠腦缺血再灌注模型,取80只模型大鼠隨機分為模型組和TGP低劑量組、中劑量組、高劑量組[50 mg/(kg·d)、100 mg/(kg·d)、200 mg/(kg·d)],另設(shè)假手術(shù)組(20只),假手術(shù)組不插入栓線外,其余操作同造模過程;取TGP并加入適量生理鹽水配制成濃度為100 mg/mL、50 mg/mL、25 mg/mL TGP溶液,各組大鼠分別給藥(2 mL/kg),模型組和假手術(shù)組分別給予等體積生理鹽水(2 mL/kg)。療程均為28 d。
1.4 實驗方法
1.4.1 神經(jīng)功能評分 參照10分制評分方法行盲法評分:置地上,向缺血對側(cè)轉(zhuǎn)圈,計1分;提鼠尾,缺血對側(cè)前肢腕屈曲計1分、肘屈曲計2分、肩內(nèi)旋計3分;對側(cè)推動時阻力下降,據(jù)下降程度計1分~3分;置金屬網(wǎng)上,據(jù)缺血對側(cè)肌張力下降程度計1分~3分。
1.4.2 腦組織含水量和梗死體積測定 麻醉后斷頭取腦,去除小腦和低位腦干后稱重大腦組織重量,即為腦濕重;110 ℃恒溫烘烤48 h后稱重為腦干重:腦含水量(%)=(腦濕重-腦干重)/腦濕重×100%;大腦組織沿冠狀切片,厚度約2 mm,置于2% TTC染色液中避光孵育0.5 h(梗死區(qū)呈蒼白色),運用圖像分析軟件計算大腦組織梗死百分比。
1.4.3 腦組織海馬CA1區(qū)病變觀察 麻醉后剝?nèi)∧X組織,置于多聚甲醛溶液(濃度為4%)固定72 h,依次進行石蠟包埋、切片(3 μm)和常規(guī)脫蠟水化處理,按照HE染色試劑盒說明進行處理,封片后通過顯微鏡觀察腦組織海馬CA1區(qū)神經(jīng)元病變。
1.4.4 SOD、CAT活性和MDA含量的測定 麻醉后斷頭取腦,加入適量冷裂解液行研磨勻漿,離心(3 000 r/min,10 min)取上清液,按照試劑盒方法測定腦組織SOD、CAT活性和MDA含量。
1.4.5 血液流變學指標及紅細胞膜流動性指標監(jiān)測 麻醉后,開腹經(jīng)腹主動脈取血(抗凝處理),用R-80錐板型血液流變檢測儀測定全血黏度(低切、中切、高切)和血漿黏度,計算紅細胞聚集指數(shù)、紅細胞變性指數(shù)、紅細胞剛性指數(shù)、血細胞比容,測定紅細胞沉降率;測定紅細胞膜流動性指標:熒光偏振度、平均微黏度、各向異性。
2.1 各組大鼠神經(jīng)功能評分、腦組織含水量及腦組織梗死體積比較 腦缺血再灌注模型組大鼠神經(jīng)功能評分、腦組織含水量和梗死體積較假手術(shù)組均升高,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01),提示造模成功;TGP中劑量組、高劑量組能顯著降低腦組織含水量(P<0.01),并可顯著降低腦缺血再灌注大鼠神經(jīng)功能評分和梗死體積(P<0.01)。詳見表1。
表1 各組大鼠神經(jīng)功能評分、腦組織含水量及腦組織梗死體積比較(±s)
2.2 TGP對腦缺血再灌注損傷大鼠腦組織病變的影響 假手術(shù)組大鼠腦組織海馬CA1區(qū)神經(jīng)元未見異常:層次清晰,排列整齊,形態(tài)完整,染色均勻,核膜、核仁清晰;模型組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元形態(tài)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯異常:層次紊亂,神經(jīng)元數(shù)量減少、排列稀疏、間隙增大,胞體腫脹變形,部分神經(jīng)元胞核固縮或溶解,核仁消失等,提示造模成功;TGP各劑量組海馬CA1區(qū)神經(jīng)元病變呈不同程度減輕,該藥理學作用呈現(xiàn)一定的劑量依賴性,以TGP高劑量組效果最明顯。詳見圖1。
A為假手術(shù)組;B為模型組;C為TGP低劑量組;D為TGP中劑量組;E為TGP高劑量組
2.3 各組大鼠腦組織SOD、CAT活性和MDA含量比較 腦缺血再灌注模型組較假手術(shù)組抗氧化酶(SOD、CAT)活性顯著降低,MDA含量顯著升高(P<0.01),提示造模成功;TGP中劑量組、高劑量組能顯著提高腦缺血再灌注大鼠腦組織SOD、CAT活性(P<0.05或P<0.01),TGP各劑量組能顯著降低其MDA含量(P<0.01)。詳見表2。
表2 各組大鼠腦組織SOD、CAT活性和MDA含量比較(±s)
2.4 TGP對腦缺血再灌注大鼠血液流變學指標的影響
2.4.1 各組大鼠全血黏度(低切、中切、高切)與血漿黏度比較 腦缺血再灌注模型組大鼠全血低切、中切、高切黏度較假手術(shù)組均明顯升高(P<0.01),血漿黏度明顯升高(P<0.01),提示造模成功;TGP各劑量組能顯著降低腦缺血再灌注大鼠全血中切、高切黏度(P<0.05或P<0.01),TGP中劑量組、高劑量組能顯著降低全血黏度低切及血漿黏度(P<0.01)。詳見表3。
表3 各組大鼠全血黏度與血漿黏度比較(±s) mPa·s
2.4.2 各組大鼠紅細胞聚集指數(shù)、剛性指數(shù)和變形指數(shù)比較 腦缺血再灌注模型組較假手術(shù)組紅細胞聚集指數(shù)、血細胞剛性指數(shù)均顯著升高(P<0.01),紅細胞變形指數(shù)顯著降低(P<0.01),提示造模成功;TGP各劑量組能顯著降低腦缺血再灌注大鼠紅細胞聚集指數(shù)(P<0.05或P<0.01),其中TGP中劑量組、高劑量組能降低血細胞剛性指數(shù),并升高紅細胞變形指數(shù)(P<0.01)。詳見表4。
表4 各組大鼠紅細胞聚集指數(shù)、剛性指數(shù)和變形指數(shù)比較(±s)
2.4.3 各組大鼠血細胞比容和紅細胞沉降率比較 腦缺血再灌注模型組較假手術(shù)組血細胞比容、紅細胞沉降率均顯著升高(P<0.01),提示造模成功;TGP各劑量組能明顯降低腦缺血再灌注大鼠紅細胞沉降率(P<0.05或P<0.01),其中TGP中劑量組、高劑量組能明顯降低血細胞比容(P<0.01)。詳見表5。
表5 各組大鼠血細胞比容和紅細胞沉降率比較(±s)
腦梗死是致殘率和致死率較高的疾病之一,嚴重危害人類的生命健康。陳立杰等[9-10]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),急性腦梗死病人血液黏度增高,呈濃、黏、凝、聚狀態(tài);蔣翡翎等[11]進一步研究發(fā)現(xiàn),腦梗死病人組血液流變學指標均顯著高于正常對照組,包括紅細胞變形能力下降、聚集程度升高及血液黏度增加等。血液高凝狀態(tài)致使局部血液微循環(huán)持續(xù)惡化誘發(fā)神經(jīng)細胞凋亡[3,12],是腦梗死病癥惡化的重要原因之一。因此,臨床上對腦梗死的治療,除及時溶栓或介入治療恢復(fù)血流供應(yīng)外,應(yīng)注重改善血液流變學指標以預(yù)防梗死灶擴大和二次腦梗死發(fā)生。
TGP是我國傳統(tǒng)中藥白芍的主要活性成分之一,既往研究發(fā)現(xiàn)白芍對痛經(jīng)模型大鼠和血瘀癥模型大鼠血液流變學的藥理學作用[6-7]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)TGP干預(yù)治療能明顯降低腦缺血再灌注大鼠神經(jīng)功能評分,改善神經(jīng)功能癥狀,降低腦組織含水量,減小腦組織梗死體積,抑制腦組織海馬CA1區(qū)病變,改善腦組織抗氧化酶活性,抑制腦組織氧化應(yīng)激損傷,提示TGP對腦缺血再灌注損傷具有一定的保護作用。
維持正常血液流變學對機體組織血液灌注尤其是對微循環(huán)十分重要,影響血液流變學因素較多,包括全血黏度(低切、中切、高切)、血漿黏度、紅細胞聚集指數(shù)、變性指數(shù)、剛性指數(shù)等,此外,紅細胞膜流動性指標(熒光偏振度、平均微黏度、各向異性)對血液流變學有一定影響[13-15]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)TGP干預(yù)治療能明顯降低腦缺血再灌注大鼠全血低切、中切、高切黏度及血漿黏度,降低紅細胞聚集指數(shù)、剛性指數(shù)并提高紅細胞變性指數(shù),降低血細胞比容和紅細胞沉降率,提示TGP具有改善腦缺血再灌注損傷大鼠血液流變學、改善血液高凝狀態(tài)、改善局部微循環(huán)的作用。
綜上所述,TGP通過改善腦缺血再灌注損傷大鼠血液流變學和局部微循環(huán)指標,對腦缺血再灌注損傷具有一定的保護作用。