崔 宇， 李曉栩， 黃 緘

(陸軍軍醫(yī)大學(xué)高原軍事醫(yī)學(xué)系高原生理學(xué)與病理學(xué)教研室， 重慶 400038)

人體長(zhǎng)時(shí)間在低氧環(huán)境中,各系統(tǒng)將發(fā)生功能或結(jié)構(gòu)改變以適應(yīng)高原低氧環(huán)境，脫離低氧環(huán)境原有的相對(duì)習(xí)服平衡狀態(tài)受到?jīng)_擊和破壞，又發(fā)生一系列生理或病理反應(yīng)，即脫習(xí)服反應(yīng)，重塑內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。50%～80%的高原移居者和世居者返回平原后會(huì)出現(xiàn)食欲減退、頭昏、嗜睡、乏力、胸悶、記憶力下降退等臨床癥狀，部分人可持續(xù)數(shù)年，嚴(yán)重者甚至不得不重返高原，且居住海拔與發(fā)病率及癥狀呈正相關(guān)，此種臨床表現(xiàn)稱為高原脫習(xí)服癥[1]。高原脫習(xí)服癥可影響機(jī)體的心臟功能，也可影響機(jī)體整體的健康水平，迄今尚缺乏有效的預(yù)防及治療措施。三七、銀杏葉片、紅景天在清除自由基等抗氧化應(yīng)激損傷中均發(fā)揮重要作用[2-4]，被廣泛用于治療多種心肺疾病。本研究探討海拔5 000 m缺氧3個(gè)月大鼠返回常氧環(huán)境后給予三七總皂苷、銀杏葉提取物和紅景天干預(yù)，觀察三種藥物對(duì)高原脫習(xí)服大鼠心功能及白細(xì)胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)的影響，探討三七、銀杏葉片和紅景天對(duì)高原脫習(xí)服癥的作用機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物分組及干預(yù)

雄性SD大鼠50只，體質(zhì)量為200～220 g，由陸軍軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物中心提供(動(dòng)物合格證號(hào)：SCXK 20120011)。40只動(dòng)物在模擬海拔5 000 m的低壓氧艙內(nèi)常規(guī)喂養(yǎng)3個(gè)月。出艙后體質(zhì)量為420～450 g，按體質(zhì)量隨機(jī)分為三七組、銀杏葉組、紅景天組、未用藥組，每組10只，分別給予三七(四川蜀中制藥有限公司，批號(hào)：Z20020117)、銀杏葉片(四川廣漢市生物化學(xué)制品有限公司，批號(hào)：050801)、紅景天(解放軍西藏軍區(qū)紅景天研制中心，批號(hào)：Z2006001)按200 mg·kg-1劑量灌胃，每日2次，連續(xù)10 d，未用藥組出艙后常規(guī)喂養(yǎng)。常規(guī)分籠喂養(yǎng)，自由飲水進(jìn)食。

1.2 血流動(dòng)力學(xué)的檢測(cè)

5組動(dòng)物實(shí)驗(yàn)期滿后，用10%氨基甲酸乙酯(1 ml/100 g)腹腔注射麻醉下，采用PowerLab/8sp型多道生理記錄儀(澳大利亞AD儀器有限公司生產(chǎn))測(cè)定肺動(dòng)脈平均壓力(mean pulmonary artery pressure，MPAP)、右室收縮壓(right ventricular systolic pressure，RVSP)和舒張壓(right ventricular end-diastolic pressure，RVEDP)、左室收縮壓(left ventricular systolic pressure，LVSP)和舒張壓(left ventricular end-diastolic pressure，LVEDP)等。測(cè)壓結(jié)束后，立即完整取出心臟，分離右心室 (right ventricular，RV)、左心室加室間隔 (left ventricle+septum，LV + IVS)，并依次稱重，計(jì)算 RV/( LV+ IVS) 比值[即右心室肥厚指數(shù)(right ventricular hypertrophy index，RVHI) ]，以確定有無(wú)右心室肥厚。

1.3 血清學(xué)檢測(cè)

采大鼠靜脈血，用ELISA法檢測(cè)血清IL-6、IL-10、 TNF-α水平(美國(guó)bender公司)；SOD測(cè)定采用黃嘌呤氧化酶法，MDA測(cè)定采用硫代巴比妥酸比色法(南京建成生物工程研究所有限公司)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 三七、銀杏葉片和紅景天對(duì)高原脫習(xí)服大鼠右心室肥厚指數(shù)(RVHI)的影響

與未缺氧組比較，未用藥組、三七組、銀杏葉組和紅景天組RV、RVHI均增高，LV+IVS均降低(P<0.01)；與未用藥組比較，三七組、銀杏葉組和紅景天組RV、RVHI均降低，LV+IVS均增高(P<0.01)。與三七組比較，銀杏葉組和紅景天組RV、RVHI均增高，LV+IVS均顯著降低(P<0.01)。銀杏葉組和紅景天組無(wú)顯著性差異(P>0.05，表1)。

2.2 三七、銀杏葉片提取物和紅景天對(duì)高原脫習(xí)服大鼠右心室功能和平均肺動(dòng)脈壓的影響

與未缺氧組比較，未用藥組、三七組、銀杏葉組和紅景天組RVSP、RVEDP均增高(P<0.05或< 0.01)。與未用藥組比較，三七組、銀杏葉組和紅景天組RVSP、RVEDP均降低(P<0.05或<0.01)。與三七組比較，銀杏葉組和紅景天組RVSP、RVEDP均增高(P<0.01)。銀杏葉組和紅景天組無(wú)顯著性差異(P>0.05，表2)。

Group RV(mg)LV+IVS(mg) RVHINormoxia group0.18±0.020.86±0.040.26±0.02Non-medication group0.32±0.04**0.58±0.04**0.37±0.03**Notoginseng group0.22±0.03**##0.75±0.03**##0.30±0.04**##Gingko leaf group0.25±0.02**##△△0.64±0.04**##△△0.34±0.08**##△△Rhodiola group0.27±0.03**##△△0.63±0.04**##△△0.33±0.03**##△△

RV： Right ventricle； LV+IVS： Left ventricle+Interventricular septum； RVHI： RV (Right ventricle)/[LV (Left ventricle) + IVS(Interventricular septum]

**P<0.01vsnormoxia group；##P<0.01vsnon-medication group；△△P<0.01vsnotoginseng group

Group RVSP RVEDP MPAPNormoxia group24.42±2.611.21±0.7320.33±4.41Non-medication group50.25±3.21**3.41±1.23**38.65±5.12**Notoginseng group43.07±2.56**##1.87±0.96*##25.95±3.15**##Gingko leaf group45.86±2.74**##△2.61±1.18**#△28.41±3.69**##△Rhodiola group45.85±3.21**##△2.56±1.15**#△31.95±5.25**##△△

RVSP： Right ventricular systolic pressure； RVEDP： Right ventricular end diastolic pressure； MPAP： Mean pulmonary arterial pressure

*P<0.05,**P<0.01vsnormoxia group；#P<0.05,##P<0.01vsnon-medication group；△P<0.05,△△P<0.01vsnotoginseng group

2.3 三七、銀杏葉片和紅景天對(duì)高原脫習(xí)服大鼠左心室功能的影響

與未缺氧組比較，未用藥組、銀杏葉組和紅景天組LVSP、LVEDP均增高(P<0.05或<0.01)；與未用藥組比較，三七組、銀杏葉組和紅景天組LVSP、LVEDP均有所降低(P<0.05或<0.01)。與三七組比較，銀杏葉組LVEDP有所增高(P<0.05)，紅景天組LVSP、LVEDP均有增高(P<0.05或<0.01， 表3)。

Group LVSP LVEDPNormoxia group91.85±12.630.95±0.70Non-medication group132.45±25.43*3.86±1.08*Notoginseng group99.65±11.58##1.12±0.65##Gingko leaf group105.36±10.25**##1.86±1.02**##△Rhodiola group118.71±22.71*#△△2.36±1.74*##△△

LVSP： Left ventricular systolic pressure； LVEDP： Left ventricular end diastolic pressure

*P<0.05,**P<0.01vsnormoxia group；#P<0.05,##P<0.01vsnon-medication group；△P<0.05,△△P<0.01vsnotoginseng group

2.4 三七、銀杏葉片和紅景天對(duì)高原脫習(xí)服大鼠抗氧化指標(biāo)及IL-10、IL-6、TNF-α的影響

與未缺氧組比較，未用藥組、三七組、銀杏葉組和紅景天組IL-6和IL-10增高(P<0.05或<0.01)，未用藥組和紅景天組SOD降低，MDA、TNF-α增高(P<0.05或<0.01)。與未用藥組比較，三七組、銀杏葉組和紅景天組SOD降低，MDA、IL-6和IL-10增高(P<0.01)。與三七組相比，紅景天組IL-6增高(P<0.05，表4)。

3 討論

慢性持續(xù)性高原低氧暴露人群，因低氧等因素刺激，肺動(dòng)脈壓增高甚至形成肺動(dòng)脈高壓，增加心臟負(fù)荷，引起右心肥厚甚至右心衰竭。當(dāng)機(jī)體從低壓低氧的高原環(huán)境返回到相對(duì)富氧高氣壓平原環(huán)境后，機(jī)體要經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的調(diào)節(jié)以適應(yīng)環(huán)境的變化，這些由于缺氧環(huán)境而導(dǎo)致的心肺功能的變化逐漸恢復(fù)，如果恢復(fù)不及時(shí)，會(huì)引起多種不良反應(yīng)，甚至引起高原脫習(xí)服癥[1, 5]。如何讓機(jī)體更快適應(yīng)新的環(huán)境，改善高原脫習(xí)服癥已成為學(xué)者們探討和研究的方向。

Tab. 4 Effects of three drugs on free radical metabolism and serum TNF-α,IL-6,IL-10 in the high altitude sickness of rats with hypoxia deacclimatization n=10)

SOD： Superoxide dismutase； MDA： Malondialdehyde； IL-6： Interleukin 6； IL-10： Interleukin 10； TNF-α： Tumor necrosis factor-α

*P<0.05,**P<0.01vsnormoxia group；#P<0.05,##P<0.01vsnon-medication group；△P<0.05,△△P<0.01vsnotoginseng group

三七、銀杏葉片、紅景天均具有清除自由基等抗氧化應(yīng)激損傷的作用。三七的主要活性成分三七總皂苷具有促進(jìn)自由基清除，保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞及血管平滑肌細(xì)胞作用[6-8]。有研究表明[9]三七總皂苷可能通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶信號(hào)途徑，進(jìn)而對(duì)大鼠低氧性肺動(dòng)脈高壓起保護(hù)作用。銀杏葉主要有效成分黃酮類和萜烯內(nèi)酯類、紅景天主要活性成分紅景天苷，均可以通過(guò)增強(qiáng)自由基清除增強(qiáng)耐缺氧作用而被廣泛用于治療多種心肺疾病[3, 4, 10-12]。本研究結(jié)果顯示，對(duì)大鼠低壓缺氧暴露后返回常氧(平原)后肺動(dòng)脈壓、右心肥厚的恢復(fù)，三七、銀杏葉和紅景天有明顯改善作用，且三七組較銀杏葉和紅景天組大鼠RV、RVHI、RVSP、RVEDP、LVSP、LVEDP改善效果更為顯著?？梢?jiàn)三七、銀杏葉和紅景天可以促進(jìn)高原脫習(xí)服，改善脫習(xí)服過(guò)程中肺血流及右心負(fù)荷。MDA是生物膜不飽和脂肪酸與自由基相互作用而產(chǎn)生的過(guò)氧化物，而SOD為機(jī)體內(nèi)一種特異性清除酶，是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，三七組、銀杏葉組、紅景天組較未用藥組大鼠血清中SOD顯著升高，MDA顯著降低，提示三七、銀杏葉片和紅景天能增強(qiáng)高原脫習(xí)服癥機(jī)體抗氧化能力，具有促進(jìn)高原脫習(xí)服過(guò)程自由基清除，減少氧化應(yīng)激損傷的功能。

除了促進(jìn)自由基清除之外，三七、銀杏葉片、紅景天還有改善炎癥反應(yīng)的作用。三七總皂苷、銀杏黃酮類和萜烯內(nèi)酯類具有抗炎保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞及血管平滑肌細(xì)胞等作用[2, 3, 14]，紅景天苷可以抑制炎性因子表達(dá)、增強(qiáng)免疫功能等，對(duì)心臟具有明顯的保護(hù)作用[12]。TNF-α、IL-6和IL-10均是參與機(jī)體炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子。其中TNF-α和IL-6細(xì)胞因子屬于炎癥瀑布效應(yīng)的中心效應(yīng)因子, 在炎性環(huán)境中, 表達(dá)釋放增加，可間接反映機(jī)體損傷的嚴(yán)重程度。TNF-α能誘導(dǎo)多種炎癥因子、黏附因子、NO及氧自由基上調(diào)；IL-6是一類具有強(qiáng)效致炎作用的細(xì)胞因子，可由多種炎癥和血管細(xì)胞直接產(chǎn)生IL-6， Soon E[15]和Kobayashi K[16]研究發(fā)現(xiàn)，低氧誘導(dǎo)可通過(guò)多種途徑，導(dǎo)致機(jī)體TNF-α、IL-6表達(dá)水平增多。IL-10主要由Th2細(xì)胞產(chǎn)生，是細(xì)胞免疫反應(yīng)抑制因子，在體外可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞IL-6、TNF-α等細(xì)胞因子的分泌，人為的靜脈注射一定量的IL-10可明顯減少腦組織壞死，提高梗死大鼠運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分，提示IL-10具有神經(jīng)保護(hù)作用[17, 18]。同時(shí)可抑制氧自由基的合成從而起保護(hù)作用，故IL-10的監(jiān)測(cè)對(duì)于高原脫習(xí)服有一定的意義。本研究顯示，高原脫習(xí)服大鼠血清中TNF-α、IL-6和IL-10較未缺氧組顯著升高，而三七組、銀杏葉組、紅景天組血清中IL-6水平較未用藥組顯著降低，其中三七組血清TNF-α、IL-10水平較銀杏葉組和紅景天組降低更為顯著。表明機(jī)體在脫習(xí)服過(guò)程中可能同時(shí)存在促炎反應(yīng)和抗炎反應(yīng)，二者失衡是導(dǎo)致高原脫習(xí)服征的重要機(jī)制。三七、銀杏葉片、紅景天有助于減輕機(jī)體的炎癥反應(yīng)，抑制促炎細(xì)胞因子的釋放，對(duì)高原脫習(xí)服癥機(jī)體有一定的保護(hù)作用。

綜上所述，高原脫習(xí)服是高原研究的重要方向，對(duì)高原脫習(xí)服的發(fā)病機(jī)制、預(yù)防及治療措施的研究，對(duì)保障高原工作人群返回平原的健康生活有重要意義。本研究觀察到，三七、銀杏葉片和紅景天可以促進(jìn)高原脫習(xí)服，對(duì)高原脫習(xí)服癥有一定治療作用。其機(jī)制可能與三七、銀杏葉片和紅景天的清除自由基、改善炎癥反應(yīng)等有關(guān)。