董 翔，魏鴻雁，雷 哲，許 琴，宋來陽，王紅偉，劉江偉*

(1.新疆軍區(qū)總醫(yī)院新疆特殊環(huán)境醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830000； 2.新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所，烏魯木齊 830002； 3.解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院四大隊十三隊，西安 710032)

駱駝刺(Alagi)是一種能夠抵御極端干旱、寒冷和炎熱氣候的豆科植物，廣泛分布于新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙古等西北地區(qū)的平原荒漠和半荒漠地帶，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和防風(fēng)固沙、維持生態(tài)平衡中發(fā)揮著重要的作用。駱駝刺作為歷史悠久的民間醫(yī)藥在《本草綱目》和《維吾爾藥志》中均有記載，如根、樹皮、葉子和花分別用于治療疼痛、呼吸障礙、創(chuàng)傷、發(fā)熱、胃病和性病，全草則治療感冒發(fā)燒，胃腹?jié)駸?，腸炎等癥狀[1-2]。近年來研究發(fā)現(xiàn)駱駝刺的藥學(xué)特性可歸因于存在多種生物活性物質(zhì)和具有生物活性物質(zhì)的次生代謝產(chǎn)物，如酚類、黃酮類、生物堿和多糖，以及多種礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)[3]，因此駱駝刺作為一種來源豐富，價格低廉的天然藥用植物，其藥用價值尚待進(jìn)一步探討。近年來沙漠干熱環(huán)境區(qū)夏季中暑和熱射病呈逐年上升趨勢，如何有效防治中暑和熱射病的發(fā)生是一個亟待解決的問題，根據(jù)駱駝刺提取物目前的藥物特性和作用機(jī)制，筆者推測駱駝刺提取物可能在沙漠干熱環(huán)境中暑的防治中具有一定的作用，本研究首次將其提取物用于預(yù)防干熱環(huán)境下中暑的研究，為新藥研究和優(yōu)勢藥材資源的開發(fā)利用提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物

SPF級Sprague-Dawley雄性大鼠50只，體重200 ～ 220 g，由新疆維吾爾自治區(qū)實(shí)驗(yàn)動物研究中心提供，[SCXK(新)2016-0001]。在新疆軍區(qū)總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動物科SPF級動物實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)[SYXK(新)2016-0003]。本實(shí)驗(yàn)獲新疆軍區(qū)總醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，批準(zhǔn)文號：20180829，且實(shí)驗(yàn)過程遵循SPF實(shí)驗(yàn)室相關(guān)制度及3R原則。

1.2 主要試劑與儀器

西北特殊環(huán)境人工實(shí)驗(yàn)艙(新疆軍區(qū)總醫(yī)院研制)；駱駝刺提取物(新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所研制)，1 g樣品相當(dāng)于生藥22.7 g；羧甲基纖維素鈉(天津光復(fù)精細(xì)化工研究所)；電子秤(上海儀器廠)；RM62160C多道生理信號采集處理系統(tǒng)(成都儀器廠)等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

所有大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)5 d，環(huán)境溫度(20 ± 1)℃，濕度：(50 ± 5)%，滅菌水食自由攝取。將50只SD大鼠隨機(jī)分為5組：空白組(NC組)、溶劑組(0.5%羧甲基纖維素鈉溶液灌胃，SC組)、駱駝刺低劑量組(AL組)、駱駝刺中劑量組(AM組)、駱駝刺高劑量組(AH組)，每組10只。駱駝刺提取物溶解于0.5%的羧甲基纖維素鈉溶液中，高、中、低劑量組灌胃劑量分別為1 g/kg、0.33 g/kg、0.10 g/kg，每天1次，連續(xù)7 d。第7天灌胃結(jié)束后2 h將全部大鼠放入西北特殊環(huán)境人工實(shí)驗(yàn)艙中，禁水食，環(huán)境溫度：(41 ± 0.5)℃，相對濕度：(10 ± 1)%。

給藥期間每日稱量大鼠體重；實(shí)驗(yàn)人員在干熱暴露0、50、100、150 min時間點(diǎn)稱量各組大鼠體重，并操作多道生理信號采集處理系統(tǒng)記錄核心體溫；實(shí)驗(yàn)艙監(jiān)控視頻觀察記錄大鼠死亡時間。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 體重、外觀及行為活動

如圖1所示，連續(xù)給藥期間，各組大鼠體重增加趨勢平緩，每日體重變化無顯著性差異(P> 0.05)，給藥結(jié)束后無一例大鼠死亡，觀察體態(tài)外觀及行為活動均未見明顯異常。

圖1 給藥期間大鼠體重的變化Figure 1 Changes of weight in rats during the Alhagi extract administration

2.2 核心體溫及體重的變化

如圖2A所示，各組大鼠隨干熱暴露時間的延長核心體溫不斷上升，0 min時間點(diǎn)各組核心體溫?zé)o顯著性差異(P> 0.05)；50 min時間點(diǎn)AM、AH組核心體溫較NC、SC組顯著降低(P< 0.05)，其它各組間比較無顯著性差異(P> 0.05)；100 min時間點(diǎn)AL組核心體溫較NC、SC組顯著降低(P< 0.05)，AM組核心體溫較其它四組均顯著降低(P< 0.05)，AH組核心體溫較NC、SC、AL組顯著降低(P< 0.05)；150 min時間點(diǎn)AM、AH組核心體溫均較NC、SC組顯著降低(P< 0.05)。體重減少率=(干熱暴露前體重-干熱暴露后不同時間點(diǎn)體重)/干熱暴露前體重，如圖2B所示，在50 min、100 min和150 min時間點(diǎn)各組間體重減少率無顯著性差異(P> 0.05)。

2.3 生存時間

如圖3A所示，NC組在210 min出現(xiàn)第一例中暑死亡的大鼠，隨后各組大鼠隨干熱暴露時間的延長死亡數(shù)量不斷增加，Log-rank檢驗(yàn)比較各組數(shù)據(jù)顯示，AM、AH組生存率較NC、SC、AL組均顯著升高(P< 0.05)。如圖3B所示，暴露在干熱環(huán)境中AM、AH組大鼠生存時間較NC、SC、AL組均顯著延長(P< 0.05)。

注：與NC組比較，*P < 0.05；與SC組比較，#P < 0.05；與AL組比較，+P < 0.05；與AH組比較，◇P < 0.05。圖2 核心體溫和體重減少率的變化Note. Compared with the NC group, *P < 0.05. Compared with the SC group, #P < 0.05. Compared with the AL group, +P < 0.05. Compared with the AH group, ◇P < 0.05.Figure 2 Changes of core temperature and weight reduction rate in the rats

注：與NC組比較，*P < 0.05；與SC組比較，#P < 0.05；與AL組比較，+P < 0.05。圖3 各組生存曲線和生存時間Note. Compared with the NC group, *P < 0.05. Compared with the SC group, #P < 0.05. Compared with the AL group, +P < 0.05.Figure 3 Survival curve and survival time of the rats in each group

3 討論

中暑是以體溫超過40℃為特征的危機(jī)生命的重癥疾病，可導(dǎo)致多器官功能障礙和中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，并易出現(xiàn)畸形和高死亡率的疾病。據(jù)報道隨著全球熱浪強(qiáng)度、頻率和持續(xù)時間的增強(qiáng)到2050年預(yù)計中暑死亡的相關(guān)人數(shù)將上升約2.5倍，因此采用有效可行的預(yù)防措施是降低中暑發(fā)病及改善預(yù)后的重要途徑[4]。中暑的病理生理變化主要包括熱調(diào)節(jié)功能紊亂、蛋白表達(dá)異常、腸屏障和凝血功能障礙等，但核心溫度上升才是判斷機(jī)體發(fā)生熱損傷的決定性因素[5]。本實(shí)驗(yàn)采用駱駝刺提取物預(yù)處理暴露于干熱環(huán)境的大鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各組大鼠隨干熱暴露時間的延長核心體溫同樣呈現(xiàn)上升趨勢，但在50、100、150 min駱駝刺中、高劑量組核心體溫均較空白組和溶劑組顯著降低，而駱駝刺中、高劑量組之間核心體溫?zé)o差異性，表明駱駝刺提取物抑制了干熱環(huán)境下大鼠核心體溫的上升，0.33 g/kg的灌胃劑量可能對熱損傷大鼠的保護(hù)作用最佳。

前期研究[6]發(fā)現(xiàn)3 g/(kg·d)駱駝刺提取物灌胃SD大鼠連續(xù)3個月，對雄性大鼠體重和進(jìn)食量均有影響，在本實(shí)驗(yàn)中采用1 g/(kg·d)為駱駝刺提取物灌胃SD大鼠的最高劑量，結(jié)果表明連續(xù)灌胃一周各劑量組間大鼠體重持續(xù)上升、體態(tài)外觀及行為活動均未見明顯異常，與前期研究結(jié)果[6]1 g/(kg·d)駱駝刺提取物為SD大鼠的無明顯毒性反應(yīng)劑量的結(jié)果相一致。

黃酮類化合物是廣泛存在于植物中的天然活性物質(zhì)，其多酚類結(jié)構(gòu)具有抗氧化、抗炎、抗誘變、抗癌及調(diào)節(jié)關(guān)鍵細(xì)胞酶功能的能力[7]。駱駝刺中存在有大量的黃酮類化合物，是駱駝刺代謝過程中產(chǎn)生的次生成分[8]。本實(shí)驗(yàn)首次將駱駝刺提取物用于預(yù)防干熱環(huán)境下中暑的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)駱駝刺中、高劑量組大鼠的生存時間顯著高于空白組、溶劑組和駱駝刺低劑量組?，F(xiàn)有證據(jù)表明中暑通常是由暴露于高溫環(huán)境或劇烈運(yùn)動造成的熱應(yīng)激所引起，而激活熱應(yīng)激的關(guān)鍵介質(zhì)是促炎細(xì)胞因子級聯(lián)反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)[9]。Mohammad等[10]發(fā)現(xiàn)提取駱駝刺中的原花青素通過靜脈注射可降低心肌梗死動物模型的心肌和血清中磷酸肌酸水平及脂質(zhì)過氧化作用。另有研究發(fā)現(xiàn)從駱駝刺莖枝中提取分離的粗多糖在體外抗氧化活性實(shí)驗(yàn)中，具有一定的還原力，也可清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基和羥自由基[11]。許多疾病如癌癥、關(guān)節(jié)炎、中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷、胃炎和肝炎等都是由自由基誘發(fā)的氧化應(yīng)激反應(yīng)所引起的[3]。新疆傳統(tǒng)維藥異常黑膽質(zhì)成熟劑是由駱駝刺等十多位中藥組成的復(fù)方藥，已證明其抗腫瘤活性與提高機(jī)體免疫力有關(guān)[12]。馬曉玲等[13-14]發(fā)現(xiàn)駱駝刺乙醇提取物對人胃癌(BGC-823)、人結(jié)腸癌(HT-29)等多種癌細(xì)胞株的體外抑瘤作用明顯，對結(jié)腸癌(CT26)實(shí)體瘤模型也有一定敏感性，且駱駝刺乙醇提取物中的紫鉚素、原兒茶醛、tortoside A、4-乙烯基-3-甲氧基苯酚成分具有較強(qiáng)的抑制人宮頸癌Hela細(xì)胞增殖的作用。Zhou等[15]在LPS誘導(dǎo)的N9細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)中評價了駱駝刺提取物和純化組分的抗神經(jīng)炎癥作用，結(jié)果顯示其多種有效成分都具有顯著的神經(jīng)炎癥抑制活性，其中丁香苷和1,3,3,4-四甲基環(huán)戊烯可能是開發(fā)抗神經(jīng)退行性疾病良好的化合物。因此，基于駱駝刺的抗氧化、抗炎癥等藥理學(xué)特性，研究人員認(rèn)為駱駝刺提取物可能通過抑制熱應(yīng)激引起的炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)，對大鼠各重要臟器具有保護(hù)作用機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。

本研究在國內(nèi)外首次發(fā)現(xiàn)，中、高濃度組駱駝刺提取物在相同的干熱環(huán)境暴露時間點(diǎn)可以明顯延緩核心體溫的上升，同時可以延長干熱環(huán)境大鼠的生存時間，因此，筆者推測，駱駝刺提取物可能通過體溫調(diào)節(jié)作用來提高干熱環(huán)境大鼠的耐熱性和生存時間，其機(jī)制可能是下一步研究的重要方向。