周雅婷,劉 穎,畢亞男,袁曉美,宋 蕾,3,周 昆,3
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥研究院,天津 301617;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),呼和浩特 010018;3.天津市中藥藥理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 301617)
骨質(zhì)疏松癥(OP)表現(xiàn)為骨量減少、骨的微觀結(jié)構(gòu)退化,并且骨的脆性增加及易于發(fā)生骨折[1],是最常見(jiàn)的骨骼疾病之一。近10 年來(lái),中國(guó)患骨質(zhì)疏松的中老年人數(shù)逐年增多,約占總?cè)丝跀?shù)的23%,已居世界首位[2-3]。作為嚴(yán)重威脅中老年人健康的常見(jiàn)骨病,骨質(zhì)疏松的防治已成為社會(huì)關(guān)注和科學(xué)研究的焦點(diǎn)之一。
淫羊藿性溫,味甘、辛,具有祛風(fēng)除濕,補(bǔ)腎壯陽(yáng)的功效,主要治療腎陽(yáng)不足、風(fēng)濕痹痛和骨痿?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,淫羊藿能夠提高免疫力、增強(qiáng)性功能、抗腫瘤、降血糖、抗炎、治療骨質(zhì)疏松等[4]。淫羊藿總黃酮是淫羊藿屬植物中的主要活性成分[5],其有效成分主要使用水提、醇提等方法提取,提取后剩余藥渣部分往往被丟棄。本研究針對(duì)淫羊藿水提后剩余藥渣部分的藥效展開(kāi)研究,并與水提物藥效進(jìn)行比較,考察水提后剩余的藥渣對(duì)于雌性大鼠骨質(zhì)疏松的療效,為淫羊藿水提取后藥渣的再利用、提高藥材利用率提供一定的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF 級(jí)雌性SD 大鼠60 只,體質(zhì)量190~210 g,由北京華阜康生物科技有限公司提供,動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(京)2014-0004。動(dòng)物飼養(yǎng)于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所,飼養(yǎng)溫度20~25 ℃,濕度40%~60%,自然光照,所用飼料為天津市華榮實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技有限公司生產(chǎn)全價(jià)顆粒飼料,飲用自來(lái)水。
1.2 受試藥物 淫羊藿藥材,購(gòu)自河北春開(kāi)制藥股份有限公司,批號(hào)160501423,產(chǎn)地為四川,鑒定為箭葉淫羊藿。
淫羊藿水提物及藥渣均由天津藥物研究院許浚副研究員團(tuán)隊(duì)制備提供。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),投料6 kg 淫羊藿藥材,先用11 倍水煎煮1 h、再用8 倍水煎煮1 h,水提物噴霧干燥獲得水提物粉末800 g。水提后的剩余部分曬干,獲得藥渣4.8 kg,藥渣經(jīng)粉碎后過(guò)150 目篩備用。經(jīng)測(cè)定,每克水提物中含淫羊藿苷97.28 mg、寶藿苷19.46 mg;每克藥渣中含淫羊藿苷7.45 mg、寶藿苷9.12 mg。
1.3 試劑和儀器 骨鈣素(OC)、Ⅰ型膠原N 端前肽(P1NP)、Ⅰ型前膠原交聯(lián)C 末端肽(CTX1)ELSIA試劑盒,均為USCN 產(chǎn)品;谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)和葡萄糖(GLU)全自動(dòng)生化儀試劑盒,購(gòu)自北京中生北控生物科技股份有限公司;水合氯醛,分析純,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所產(chǎn)品;注射用青霉素納,中諾藥業(yè)(石家莊)有限公司產(chǎn)品;氯化鈉注射液,安徽雙鶴藥業(yè)責(zé)任有限公司產(chǎn)品;甲醛溶液,分析純,天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn)品。
AE200S 電子分析天平(上海梅特勒-托利多儀器有限公司)、Micro 17 R 高速離心機(jī)(美國(guó),Thermo)、WK-200B 小型高速粉碎機(jī)(青州市富爾康制藥機(jī)械有限公司)、VivaCT 40 骨密度儀(瑞士,SCANCO Medical AG)、7020 全自動(dòng)生化儀(日本,Hitachi)、InfiniteM200 多 功 能 讀 板 儀(瑞 士,TECAN)。
2.1 模型制備 雌性SD 大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)30 d后,隨機(jī)選取50 只,腹腔注射10%水合氯醛溶液(0.6 mL/100 g)麻醉,行雙側(cè)卵巢摘除手術(shù),術(shù)后消毒并連續(xù)2 d 腹腔注射8 萬(wàn)單位青霉素。
2.2 分組及給藥 造模12 周后,將剩余10 只未去勢(shì)雌鼠作為對(duì)照組,將50 只去勢(shì)大鼠隨機(jī)分為模型組、水提物1 g/kg 組(以生藥量計(jì),下同)、水提物0.5 g/kg 組、藥渣1 g/kg 組、藥渣0.5 g/kg 組,每組10 只,組間大鼠體質(zhì)量無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。各組大鼠按照1 mL/100 g 灌胃給藥,每日1 次,連續(xù)灌胃8 周,對(duì)照組及模型組給予相應(yīng)體積的飲用水。每日觀察大鼠的精神狀態(tài)及采食飲水等生活狀況,每周稱質(zhì)量并記錄。
2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集
2.3.1 血液樣本的收集與處理 最后1 次給藥結(jié)束后,用10%水合氯醛溶液麻醉大鼠,腹主動(dòng)脈取血,3 500 r/min 離心10 min,吸取血清分裝于1.5 mL離心管中,使用7020 全自動(dòng)生化儀檢測(cè)血清中AST、ALT、TC、TG 和GLU 含量,并用ELISA 試劑盒測(cè)定OC、CTX1、P1NP 含量。
2.3.2 脛骨的分離與處理 分離左側(cè)脛骨,剔凈附著于脛骨上的肌肉及結(jié)締組織,采用10%甲醛溶液固定,并置于透明離心管中備用。采用VivaCT 40 對(duì)左側(cè)脛骨進(jìn)行CT 掃描,然后利用軟件Scanco Medical version 6.0 對(duì)脛骨的總體積(TV)、骨體積(BV)、骨表面積(BS)、骨小梁數(shù)量(Tb.N)、骨小梁厚度(Tb.Th)和骨小梁分離度(Tb.Sp)進(jìn)行分析。
3.1 各組大鼠體質(zhì)量、肝系數(shù)、腎系數(shù)和子宮系數(shù)的測(cè)定 與對(duì)照組相比較,模型組大鼠的體質(zhì)量、腎質(zhì)量、子宮質(zhì)量、肝系數(shù)、腎系數(shù)和子宮系數(shù)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05 或P<0.01)。與模型組相比,水提物0.5 g/kg 組和藥渣0.5 g/kg 組的肝臟質(zhì)量有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05);水提物0.5 g/kg 組的腎臟質(zhì)量顯著降低(P<0.05),體重、子宮質(zhì)量及臟器系數(shù)雖有變化但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),見(jiàn)表1。
3.2 血清生化的測(cè)定 模型組大鼠的血清CTX1含量較對(duì)照組顯著降低(P<0.05),給予水提物0.5 g/kg 治療后血清CTX1 顯著升高(P<0.05);模型組的OC 和PINP 的水平有所升高但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),淫羊藿水提物和藥渣干預(yù)后可使其水平降低,見(jiàn)表2。血清生化標(biāo)志物檢測(cè)結(jié)果顯示,相比模型組,1.0 g/kg 和0.5 g/kg 劑量水提物及1.0 g/kg 藥渣組的ALT 含量均明顯升高(P<0.05),0.5 g/kg 藥渣組的ALT 含量有所升高,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。各給藥組的TC 與TG 含量均比模型組升高(P<0.05或P<0.01),AST 和GLU 含量變化未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但有升高趨勢(shì),見(jiàn)表3。
表1 淫羊藿給藥8 周對(duì)各組大鼠體質(zhì)量、臟器及其系數(shù)的影響()
表1 淫羊藿給藥8 周對(duì)各組大鼠體質(zhì)量、臟器及其系數(shù)的影響()
注:與對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01。
組別 劑量(g 生藥/kg) n 體質(zhì)量(g) 肝質(zhì)量(g) 腎質(zhì)量(g) 子宮質(zhì)量(g) 肝系數(shù) 腎系數(shù) 子宮系數(shù)對(duì)照組 — 10 344.60±35.01 8.08±0.71 2.09± 0.13 0.57±0.06 2.354±0.14 0.61±0.07 0.17±0.02模型組 — 10 401.60±37.76# 7.90±0.71 1.88±0.20# 0.23±0.20## 1.98±0.21## 0.47±0.07## 0.06±0.06##水提物 0.5 10 384.40±34.60 6.97±0.67* 1.72±0.07* 0.20±0.02 1.81±0.09 0.45±0.04 0.05±0.01水提物 1.0 10 388.92±39.98 7.31±0.88 1.78±0.15 0.22±0.10 1.88±0.16 0.46±0.05 0.06±0.03藥渣 0.5 10 387.11±23.87 6.99±0.45* 1.75±0.11 0.16±0.03 1.81±0.09 0.45±0.03 0.04±0.01藥渣 1.0 10 394.13±35.26 7.41±0.72 1.82±0.12 0.27±0.17 1.89±0.23 0.46±0.04 0.07±0.05
表2 淫羊藿給藥8 周后各組大鼠血清中OC、CTX1、P1NP含量()
表2 淫羊藿給藥8 周后各組大鼠血清中OC、CTX1、P1NP含量()
注:與對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01。
組別 劑量(g 生藥/kg) n OC(pg/mL)CTX1(pg/mL)P1NP(pg/mL)對(duì)照組 — 10 78.3±3.1 1092.2±53.0 1296.4±232.4模型組 — 10 90.9±7.8 839.1±98.8# 1306.6±187.9水提物 0.5 10 86.6±4.1 1241.1±61.8* 1296.5±426.1水提物 1.0 10 83.8±3.1 931.9±54.8 948.2±168.2藥渣 0.5 10 88.9±4.6 867.1±57.8 944.0± 77.4藥渣 1.0 10 88.1±5.3 900.7±66.3 918.8±162.8
3.3 脛骨骨微結(jié)構(gòu)參數(shù)的測(cè)定 圖1 可見(jiàn),模型組的TV、BV、BS 和Tb.N 較對(duì)照組顯著降低(P<0.05 或P<0.01),同時(shí)Tb.Th 和Tb.Sp 顯著升高(P<0.01)。給予不同劑量的水提物和藥渣后,各給藥組的TV、BS 均比模型組顯著升高(P<0.05 或P<0.01),且BS 的分析結(jié)果顯示,0.5 g/kg 藥渣的改善效果優(yōu)于0.5 g/kg 水提物組(P<0.01)。1.0 g/kg 劑量水提物及1.0 g/kg 和0.5 g/kg 劑量藥渣可明顯升高Tb.N 同時(shí)降低Tb.Th(P<0.05 或P<0.01),且0.5 g/kg 藥渣的效果優(yōu)于0.5 g/kg 水提物組(P<0.01)。此外,1.0 g/kg藥渣可顯著升高BV 值同時(shí)降低Tb.Sp 值(P<0.05)。
表3 淫羊藿給藥8 周后各組大鼠血清ALT、AST、TC、TG 和GLU 含量()
表3 淫羊藿給藥8 周后各組大鼠血清ALT、AST、TC、TG 和GLU 含量()
注:與對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01。
組別 劑量(g 生藥/kg) n ALT(pg/mL) AST(pg/mL) TC(pg/mL) TG(pg/mL) GLU(pg/mL)對(duì)照組 — 10 15.90±9.64 77.90±14.63 1.22±0.24 0.52±0.23 7.18±1.69模型組 — 10 13.44±9.32 78.33±19.33 1.11±0.36 0.36±0.09 5.86±1.01水提物 0.5 10 25.20±7.68* 87.40±23.95 1.91±0.48** 0.51±0.13* 5.57±0.81水提物 1.0 10 22.00±6.35* 94.09±12.63 1.82±0.28** 0.49±0.09** 6.75±1.14藥渣 0.5 10 21.67±9.96 92.56±16.70 1.68±0.19** 0.48±0.09* 6.14±1.02藥渣 1.0 10 20.93±7.10* 85.20±18.89 1.54±0.44* 0.55±0.17** 6.25±1.66
圖1 淫羊藿給藥8 周對(duì)各組大鼠脛骨骨微結(jié)構(gòu)的影響
本研究采用的去勢(shì)法是應(yīng)用廣泛的模擬絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松骨代謝的動(dòng)物模型[6],相較于對(duì)照組,造模后去勢(shì)雌鼠的子宮指數(shù)有顯著的下降,其原因在于去勢(shì)后大鼠的雌激素水平降低導(dǎo)致子宮產(chǎn)生萎縮,該現(xiàn)象與文獻(xiàn)報(bào)道相符[7],淫羊藿給藥各組子宮系數(shù)并未見(jiàn)明顯恢復(fù),提示淫羊藿對(duì)骨質(zhì)疏松的治療作用也許并不依賴于雌激素樣作用。
血清中生化指標(biāo)可較為靈敏地反映骨質(zhì)疏松癥骨代謝情況,并先于骨密度的變化[8],本研究中與對(duì)照組相比,血清PINP 和OC 水平有升高趨勢(shì)、但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,而骨吸收標(biāo)志物CTX1 明顯降低,與通常認(rèn)為絕經(jīng)后雌激素缺乏導(dǎo)致女性骨轉(zhuǎn)換加速、骨吸收超過(guò)骨形成而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的觀點(diǎn)有所不同,這也可能與動(dòng)物本身個(gè)體差異以及其所處骨質(zhì)疏松階段的不同有關(guān),同時(shí)也有一些研究顯示大鼠血清相關(guān)指標(biāo)未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[9-10]。但總的來(lái)說(shuō),淫羊藿水提物/藥渣可使去勢(shì)動(dòng)物血清OC、P1NP、CTX1 向?qū)φ战M動(dòng)物的正常水平進(jìn)行調(diào)節(jié)。
骨形態(tài)計(jì)量學(xué)指標(biāo)既能直觀反應(yīng)骨組織結(jié)構(gòu)的好壞,又能客觀反應(yīng)骨代謝情況的變化[11],本研究主要檢測(cè)脛骨的TV、BV、BS、Tb.N、Tb.Th 和Tb.Sp。骨形態(tài)計(jì)量學(xué)數(shù)據(jù)顯示雙側(cè)卵巢切除后12 周,與對(duì)照組比較,模型組脛骨的TV、BV、BS 和Tb.N 均顯著下降,同時(shí)Tb.Th 和Tb.Sp 均顯著上升,證實(shí)造模成功。給藥后各項(xiàng)指標(biāo)均有所改善,表明淫羊藿水提物和藥渣可明顯改善骨微結(jié)構(gòu);且就BS、Tb.N、Tb.Th 和Tb.Sp 的改善效果來(lái)看,0.5 g/kg 藥渣的效果優(yōu)于0.5 g/kg 水提物。
鑒于近年來(lái)對(duì)中藥安全性的關(guān)注,同時(shí)也因?yàn)橛形墨I(xiàn)提及淫羊藿的肝毒性問(wèn)題[12],本實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了更多的血清生化指標(biāo)檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)去勢(shì)雌性大鼠連續(xù)使用淫羊藿水提物/藥渣2 個(gè)月后,ALT 和AST 均有所升高,且在1.0 g/kg 和0.5 g/kg 劑量水提物以及1.0 g/kg 藥渣干預(yù)下ALT 水平變化顯著,而在雄性去勢(shì)動(dòng)物上并未發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象[13],提示長(zhǎng)期使用淫羊藿可能對(duì)雌激素缺乏大鼠的肝功能造成影響,但ALT 和AST 升高幅度并不高、而肝臟系數(shù)也未見(jiàn)明顯升高或降低,因此這種ALT 水平的升高是否與淫羊藿引起肝臟損害有關(guān),尚待進(jìn)一步研究確認(rèn)。
由于醇提取對(duì)各種成分的轉(zhuǎn)移率明顯高于水提取,本研究提示在中成藥生產(chǎn)工藝中,可以考慮更多的采用醇提代替水提,可能更有利于發(fā)揮藥效。藥渣是中藥及中成藥經(jīng)過(guò)既定提取方式提取后的剩余物,按照常規(guī)會(huì)作為廢棄物進(jìn)行處理。近年來(lái),中藥渣的循環(huán)再利用引起了重視,相關(guān)研究主要集中在中藥渣堆肥育苗、栽培食用菌、做動(dòng)物飼料、生產(chǎn)沼氣等方面[14]。實(shí)際上,在實(shí)際提取中,由于提取工藝和有效成分轉(zhuǎn)移效率的原因,藥渣也可能具有藥效作用。藥典中淫羊藿藥材推薦用量為6~10 g,折合大鼠用量約為0.54~0.90 g/kg,本研究結(jié)果證明了淫羊藿藥渣1.0 g/kg 和0.5 g/kg 劑量對(duì)去勢(shì)造成的雌性大鼠骨質(zhì)疏松有一定療效,總體治療效果不低于水提物,且對(duì)BS、Tb.N、Tb.Th 和Tb.Sp 的改善效果優(yōu)于同等劑量水提物組。這提示,常規(guī)水提取后的藥渣有再利用價(jià)值,不應(yīng)直接作為工業(yè)廢棄物處理,應(yīng)進(jìn)一步研究其作用和再利用方式,例如,從淫羊藿藥渣中提取單體活性成分等。