王天寧,萬志強(qiáng),趙 彧,苗 磊,張榮榕,衣春光,樸松蘭
(1.長春中醫(yī)藥大學(xué)人參科學(xué)研究院,長春 130017;2.長春中醫(yī)藥大學(xué)教務(wù)處,長春 130017;3.長春中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,長春 130017;4.長春中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,長春 130017)
氧是人體新陳代謝的關(guān)鍵物質(zhì),是一切生命活動的第一需要,長期慢性缺氧,會使組織細(xì)胞活力降低,器官功能減退,免疫力下降,使原有疾病惡化。由于我國缺氧人群覆蓋范圍越來越廣,已經(jīng)嚴(yán)重影響居民的生活質(zhì)量,所以對于如何選擇一種關(guān)于提高缺氧耐受力方面合適的治療方式則變的尤為重要。目前西醫(yī)主要根據(jù)不同器官或不同部位缺氧癥狀進(jìn)行相對應(yīng)的補(bǔ)氧物理治療及補(bǔ)氧化學(xué)藥物治療,物理治療主要采用高壓氧艙?;瘜W(xué)藥物治療主要采用藥物進(jìn)行調(diào)控,如采用擴(kuò)血管藥物氟桂利嗪、倍他司汀進(jìn)行治療;中醫(yī)在治療“缺氧”方面,其治療方法分為外用手法治療及內(nèi)服中藥治療,其中手法治療主要是采用針灸治療來緩解腦部缺氧癥狀。內(nèi)服中藥治療往往是依據(jù)中醫(yī)辯證施治理論,通過“陰陽平衡、氣血雙補(bǔ)”的法則進(jìn)行治療。運(yùn)用中藥藥性、功效及君臣佐使配伍規(guī)律,結(jié)合臨床實(shí)踐,選取具有耐缺氧作用的中藥材如人參、丹參、枸杞、紅景天等中藥材,進(jìn)行辨證施治的內(nèi)服配伍中藥治療。
復(fù)方增氧方以人參-丹參藥對為基礎(chǔ)[1],通過與長春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院心腦內(nèi)科,呼吸內(nèi)科等中醫(yī)名家共同協(xié)商,根據(jù)中醫(yī)臨床經(jīng)驗(yàn)及文獻(xiàn)依據(jù),確定加味有著“高原人參”美譽(yù)的紅景天藥材進(jìn)行組方,其臨床應(yīng)用表明具有良好的耐缺氧作用。運(yùn)用現(xiàn)代藥理方法以缺氧小鼠模型、亞硝酸鈉中毒小鼠模型和急性腦缺血小鼠模型為受試對象,系統(tǒng)探討該增氧方提高缺氧耐受力藥效,在此基礎(chǔ)上,為了弄清該增氧方的藥效物質(zhì),采用血清藥物化學(xué)方法,探討了該增氧方在大鼠體內(nèi)的藥效物質(zhì),為將其開發(fā)成高科技含量的保健食品提供理論依據(jù)。
1.1 動物 1)SPF級SD大鼠,體質(zhì)量(230±10)g,雄性。購于長春宏達(dá)鼠廠,生產(chǎn)許可證號SCXK(吉)2008-0002。2)SPF級小鼠,體質(zhì)量(20±2)g,雄性。購于長春宏達(dá)鼠廠,生產(chǎn)許可證號SCXK(吉)2008-0003。3)昆明種小鼠,體質(zhì)量(20±2)g,雌雄各半。購于由長春宏達(dá)鼠廠,生產(chǎn)許可證號SCXK(吉)2014-0003。
1.2 試劑及儀器 1)試劑:復(fù)方增氧方、紅景天藥材、丹參藥材、人參藥材、紅景天膠囊、紅景天苷對照品、酪醇對照品、隱丹參酮對照品、丹參酮IIA對照品、丹參酮I對照品、人參皂苷Re 對照品、凡士林、鈉石灰、亞硝酸鈉。2)儀器:ALB-224萬分之一分析天平(德國賽多利斯公司);Agilent1260高效液相色譜儀(美國Agilent公司);AB265-S十萬分之一分析天平(瑞士梅特勒托利多公司);微型旋渦混合儀(VORTEX MIXER);高速電動勻漿機(jī)(新寶儀器有限公司);離心機(jī)(eppendprf AG);超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒(南京建成生物工程研究所);丙二醛(MDA)試劑盒(南京建成生物工程研究所)。
1.3 供試品制備 日服處方量為:紅景天4 g,丹參3 g,人參1 g。取丹參藥材,加5倍量65%乙醇,90 ℃回流提取2次,1 h/次;人參、紅景天藥材加6倍量70%乙醇,回流提取3次,1次/h;丹參、人參、紅景天藥渣:加7倍量水100 ℃煎煮1次,1 h、濃縮、減壓干燥(60~80 ℃)、粉碎,過80目篩,藥粉備用(8 g生藥量相當(dāng)于藥粉2.4 g)。以蒸餾水調(diào)配至所所需濃度。
2.1 耐缺氧實(shí)驗(yàn)
2.1.1 常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn) 取雄性小鼠50只,隨機(jī)分為5組,每組10只分別為空白組、陽性藥組(紅景天膠囊)、復(fù)方增氧方低劑量組、復(fù)方增氧方中劑量組、復(fù)方增氧方高劑量組,空白組給予等量蒸餾水,連續(xù)灌胃給藥30 h。將各組小鼠末次灌胃給藥1 h后,分別放入有5 g鈉石灰的250 mL廣口瓶內(nèi),瓶口用凡士林涂抹蓋嚴(yán),以保持密閉不透氣,以小鼠呼吸停止為指標(biāo),觀察記錄自小鼠放入瓶中起到小鼠死亡的時間[2]。通過對組方中藥材提取濃縮處理最終得出提取物服用量為2.4 g/d相當(dāng)于生藥量8 g/d。按正常人體質(zhì)量為60 kg計(jì)算,每kg體質(zhì)量日服生藥量為8/60 = 0.133 g·kg-1·d-1。以人體推薦量的10倍為其中的一個劑量組則小鼠劑量為 0.133×10 = 1.333 g·kg-1·d-1。將 1.333 g·kg-1·d-1確定為中劑量,則其2倍為高劑量,其1/2為低劑量。具體給藥量見表1。
表1 小鼠耐缺氧實(shí)驗(yàn)給藥量
2.1.2 亞硝酸鈉中毒存活實(shí)驗(yàn) 取雄性小鼠50只,隨機(jī)分為5組,每組10只,分組情況同2.1.1項(xiàng)下,空白組給予等量蒸餾水,連續(xù)灌胃給藥30 h。各組小鼠末次灌胃給藥1 h后,每只小鼠腹腔注射給予220 mg/kg亞硝酸鈉,立即計(jì)時,記錄小鼠存活時間[3]。
2.1.3 急性腦缺血實(shí)驗(yàn) 取雄性小鼠50只,隨機(jī)分為5組,每組10只,分組情況同2.1.1項(xiàng)下,空白組給予等量蒸餾水,連續(xù)灌胃給藥30 h。各組小鼠末次灌胃給藥1 h后,自頸部逐只斷頭,立即記錄小鼠斷頭后至張口喘氣停止時間。小鼠斷頭后迅速于冰盒上取血腦組織,去除嗅球,濾紙吸干稱重,加9倍冰凍生理鹽水,用高速電動勻漿機(jī)勻漿,制成10%勻漿液,3000 r/min離心15 min,將離心好的勻漿取上清,用生理鹽水按1:9稀釋成1%腦組織勻漿液分裝到錐形瓶中備用。測定SOD和MDA的含量[4]。
2.1.4 小鼠游泳實(shí)驗(yàn)及相關(guān)指標(biāo)測定 取雄性小鼠50只,隨機(jī)分為5組,每組10只,分組情況同2.1.1項(xiàng)下,空白組給予等量蒸餾水,連續(xù)灌胃給藥30 d。小鼠末次灌胃給藥1 h后,放入水溫(22±1)℃,水深30 cm的游泳池中,游泳20 min后,處死小鼠,收集小鼠肝臟組織,將肝組織勻漿,測定肝臟中SOD和MDA的含量[5-6]。
2.2 小鼠急性毒性試驗(yàn) 選用昆明種小鼠20只,雌雄各半進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)期間,動物自由攝食和飲水,采取灌胃法給予受試物,樣品最大使用濃度為0.4 g/mL。稱取藥粉16.00 g,加無菌水至40 mL,灌胃容量為20 mL/kgBW,即以8.00 g/kgBW的劑量,灌胃2次,間隔6 h。灌胃劑量相當(dāng)于16.00 g/kgBW(相當(dāng)于人推薦日攝入量的400倍)。連續(xù)觀察14 d ,觀察并記錄動物的一般狀態(tài),體重變化,中毒特征以及死亡情況等,測定最大耐受劑量(MTD)。
2.3 血清藥物化學(xué)初步研究
2.3.1 樣品制備 1)供試品制備:復(fù)方增氧方提取物的制備同1.3項(xiàng)下制備方法,并同法提取紅景天藥材陰性、丹參藥材陰性、人參藥材陰性、單味紅景天藥材、單味丹參藥材、單味人參藥材提取物。2)混合對照品制備:精密取紅景天苷2.09 mg,酪醇 1.97 mg,隱丹參酮1.98 mg,丹參酮I 2.04 mg,丹參酮IIA 2.51 mg,人參皂苷Re 1.97 mg,置2 mL容量瓶中,加甲醇溶解,搖勻,定容,0.45 um微濾膜過濾,制得混合對照品溶液。
2.3.2 給藥方法 取正常的SD大鼠70只,隨機(jī)分為7組,即空白組、單味紅景天藥材組、單味丹參藥材組、單味人參藥材組、復(fù)方增氧方提取物高劑量組、復(fù)方增氧方提取物中劑量組、復(fù)方增氧方提取物低劑量組,每組10只。每組給藥量見下表。1次/d,連續(xù)7 d;空白組給與等量蒸餾水灌胃。末次給藥前12 h禁食,自由飲水。給藥量按人每天生藥量乘以大鼠比例系數(shù)6.25。見表2。
表2 各組大鼠給藥量表
2.3.3 試樣處理及檢測 分別采取末次給藥后30 min、60 min、90 min、120 min的血清。取含藥血清1 mL置10 mL離心管中,加入硫酸銨0.36 g,快速混勻,分別加甲醇(1 mL/次,總計(jì)5 mL)充分混勻,12000 r/min離心10 min,上清液置80 ℃水浴鍋上蒸干,用微量移液器精密加入0.5 mL,并使殘?jiān)浞秩芙猓?.45 μm有機(jī)微孔濾膜過濾,備用。 取同法處理好的含藥血清樣品、空白血清樣品、混合標(biāo)準(zhǔn)品、空白溶劑進(jìn)入液相色譜儀,于高效液相色譜儀中進(jìn)行測定。色譜條件:1)色譜柱:Alltima-C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);2)流動相:乙腈(A)-水(B);3)梯度洗脫:0~ 13 min,7.0% A;13~ 16 min,7.0% ~ 17.0%A;26~ 39 min,17.0% ~ 27.0%A;39~ 72 min,27.0%~50.0% A;72~84 min,59.0%~53.0% A;84~150 min,53% A;4)檢測波長:0~34 min,283 nm;34~55 min,223 nm;55~150 min,283 nm;5)體積流量:1 mL/min;6)柱溫:35 ℃;7)進(jìn)樣量:20 μL。
2.3.4 方法學(xué)驗(yàn)證 1)精密度試驗(yàn):取同一供試品溶液,按照2.3.3項(xiàng)下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次,記錄色譜圖。以隱丹參酮為參照峰,計(jì)算共有峰的相對保留時間、相對峰面積RSD值,結(jié)果表明18個共有峰的相對保留時間小于0.4%、相對峰面積的RSD均小于2%。說明儀器的精密度良好[7]。2)重復(fù)性試驗(yàn):取同一批次樣品6份,按照2.3.3項(xiàng)下制備方法制備供試品溶液、色譜條件進(jìn)樣,記錄色譜圖。以隱丹參酮為參照峰,計(jì)算共有峰的相對保留時間、相對峰面積RSD值,結(jié)果表明,18個共有峰的相對保留時間、相對峰面積的RSD均<2%。說明該方法重復(fù)性良好。3)穩(wěn)定性試驗(yàn):取同一供試品溶液,按照“2.3.3項(xiàng)下色譜條件”連續(xù)進(jìn)樣6次,收集3、6、9、12、15、18小時色譜圖,以隱丹參酮為參照峰,計(jì)算共有峰的相對保留時間及相對峰面積RSD值,結(jié)果顯示,18個共有峰的相對保留時間、相對峰面積的RSD均<2%。表明樣品的穩(wěn)定性良好。
3.1 復(fù)方增氧方對小鼠耐缺氧存活時間的影響 連續(xù)灌胃給藥30 d,與空白組比較,復(fù)方增氧方中、高組和陽性藥對照組小鼠存活時間均顯著增強(qiáng),P<0.05或P<0.01,表明復(fù)方增氧方具有提高缺氧耐受力作用。見表3。
表3 小鼠耐缺氧存活時間比較
3.2 對腦組織及肝組織中SOD和MDA含量的影響 與空白組比較,復(fù)方增氧方中、高組和陽性藥對照組小鼠腦組織及肝組織中SOD顯著增強(qiáng)(P<0.05或P<0.01),MDA含量含量顯著降低(P<0.05或P<0.01)。見表4。
表4 小鼠腦組織、肝組織中SOD和MDA含量
3.3 小鼠急性毒性試驗(yàn)結(jié)果 復(fù)方增氧方對2種性別的小鼠經(jīng)口的最大量耐受劑量(MTD)均>15 g/kgBW。急性毒性分級屬無毒級。見表5。
表5 小鼠急性毒性試驗(yàn)結(jié)果
3.4 血清藥物化學(xué)相關(guān)成分判定 通過對采血時間進(jìn)行對比研究發(fā)現(xiàn),60 min采血圖譜(圖1)可以檢測到的色譜峰較多,且峰形較明顯,基線較平穩(wěn),分離度較好,因此可以確定采血時間點(diǎn)為大鼠給藥后60 min。通過藥材圖譜比對法判斷出9個入血的原型成分,1~3、6號峰來自于紅景天藥材,8~10號峰來自于丹參藥材,7號峰來自于人參藥材,4號峰為三中藥材血清共有峰,并通過對照品圖譜(圖2)比對指認(rèn)出1、2、8、9、10號峰分別為紅景天苷、酪醇、隱丹參酮、丹參酮I、丹參酮IIA。
圖1 色譜比對圖
圖2 混合標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖
復(fù)方增氧方在臨床上應(yīng)用,有良好藥效。急性毒性試驗(yàn)表明其安全無毒,藥效試驗(yàn)表明,小鼠在常壓缺氧條件下,受缺氧因素?fù)p害,酸性代謝產(chǎn)物和二氧化碳蓄積,最終因腦組織缺氧而死亡。復(fù)方增氧方能顯著延長小鼠存活時間,說明有降低耗氧量的作用。亞硝酸鈉中毒實(shí)驗(yàn)中,亞硝酸鈉為一種氧化劑,進(jìn)入機(jī)體可使血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白,失去攜氧能力,最終導(dǎo)致機(jī)體器官、組織供氧不足而死亡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示復(fù)方增氧方可顯著延長亞硝酸鈉中毒小鼠的存活時間,說明復(fù)方增氧方能提高對缺氧的耐受力。小鼠在急性腦缺血實(shí)驗(yàn)斷頭后,腦供血中斷,腦組織內(nèi)部貯存的一定能量可使斷頭小鼠維持一段時間的張口喘息,該模型簡單易行,是篩選藥物的有效方法。SOD是體內(nèi)主要的抗氧化酶之一,可清除氧自由基,復(fù)原因自由基造成細(xì)胞傷害,從而減少神經(jīng)細(xì)胞損傷[5]。MDA是膜脂過氧化最終產(chǎn)物,具有細(xì)胞毒性[8]。急性腦缺血實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)方增氧方顯著延長小鼠斷頭后張口喘息時間。并通過增加SOD含量,降低MDA含量,來提高小鼠耐缺氧及抗氧化作用。
采用血清藥物化學(xué)方法對復(fù)方增氧方藥效物質(zhì)進(jìn)行測定,研究了灌胃給與大鼠一定量的耐缺氧方溶液后,通過自身代謝與吸收觀察藥物經(jīng)體內(nèi)代謝后在血液中的原型成分與代謝成分,從而能夠進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)藥物起效的具體成分。研究表明通過HPLC-DAD保留時間對照法,判斷出9個入血的原型成分,并且指認(rèn)出其中1、2、8、9、10號峰分別為紅景天苷、酪醇、隱丹參酮、丹參酮I、丹參酮IIA;針對這9個原型入血成分,與各藥材及其陰性樣品的血清色譜圖進(jìn)行比對,將已確認(rèn)出的9個原型成分進(jìn)一步進(jìn)行了藥材的歸屬,同時本實(shí)驗(yàn)也對其給藥高、中、低劑量組的血清色譜圖進(jìn)行比對分析,結(jié)果表明,隨著給藥劑量的增加,這些原型入血成分的含量也呈成正相增加,由此得出,作為君藥的紅景天,其起效成分主要為紅景天苷與酪醇,臣藥丹參的主要起效成分隱丹參酮、丹參酮I、丹參酮IIA,而人參中的人參皂苷作為有效成分可能是通過其代謝產(chǎn)物起效的,有文獻(xiàn)報道人參皂苷并不是完全以原藥形式吸收入血,而是通過酸堿水解、腸道菌群代謝或肝臟代謝變成水解物或代謝物,進(jìn)而產(chǎn)生療效。故在考察人參皂苷的體內(nèi)作用時,不能僅考慮原型藥物的作用,還要考慮其在體內(nèi)是否代謝,代謝產(chǎn)物是否有活性及其活性強(qiáng)弱等因素[9]。