吳海港 , 張夢瑤 , 胡玉妍 , 陳瀟欽 , 劉 佳 , 劉錦妮 *
(1.信陽農(nóng)林學(xué)院牧醫(yī)工程學(xué)院,河南信陽 464000;2.信陽市獸藥新制劑研發(fā)與創(chuàng)制工程技術(shù)研究中心,河南信陽 464000)
苦參堿是從豆科的槐屬、野決明屬及山豆根屬等植物提取的生物堿??鄥A具有多種生物活性,對機(jī)體多種器官具有調(diào)節(jié)作用,同時(shí)具有抗寄生蟲、抗細(xì)菌、抗真菌及抗病毒等藥理作用(吳富鑫等,2019;張明發(fā)等,2018),在畜牧生產(chǎn)中具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。冷曉紅(2013)、韓歡勝等(2017)采用苦參堿治療奶牛乳房炎取得了較好的臨床效果。胡安君等(2016)報(bào)道苦參堿對PRRSV有顯著抑制作用,可用于豬繁殖與呼吸障礙綜合征的治療。 Raza(2015)和 Kostadinovic等(2015)使用苦參堿治療家禽新城疫及球蟲病,治療效果顯著。
苦參堿在眾多方面具有較好的生物活性,但是一些研究發(fā)現(xiàn)大劑量使用苦參堿可能引起中毒癥狀,主要以急性肝毒性、神經(jīng)毒性、胃腸道反應(yīng)為主,此外還可引起呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)毒性等。研究表明,苦參堿可提高中樞神經(jīng)的興奮性遞質(zhì)谷氨酸水平,降低抑制性遞質(zhì)γ-氨基丁酸水平,還可抑制膽堿酯酶活性造成膽堿能神經(jīng)興奮,是引起癲癇樣發(fā)作的生物化學(xué)機(jī)制 (梁培等,2015)。張茜等(2011)試驗(yàn)結(jié)果表明,苦參堿和氧化苦參堿可能對正常的肝細(xì)胞具有一定的毒性作用。楊良月(2015)對綿羊的毒理學(xué)試驗(yàn)表明,大劑量使用苦參堿可造成肺臟、肝臟、腦、腎臟和心臟損傷。因此,開展苦參堿安全性評價(jià)對苦參堿在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣至關(guān)重要。本試驗(yàn)對苦參堿的急性毒性及對血液生理生化指標(biāo)影響進(jìn)行初步評價(jià),為下一步苦參堿的推廣和研究提供理論依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)動物 小鼠,雌雄各半,96只,體重(25±2)g,動物分籠飼養(yǎng)于信陽農(nóng)林學(xué)院養(yǎng)殖基地,標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng),自由攝食和飲水,室溫(22±2)℃,濕度(70±5)%。
1.2 主要藥品與設(shè)備 苦參堿 (含量≥98%,陜西滕邁生物科技有限公司提供);邁瑞B(yǎng)C-2600全自動血細(xì)胞分析儀 (武漢凱典瑞醫(yī)療科技有限公司);Animal-3000型動物生化分析儀 (濟(jì)南格利特科技有限公司)。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 半數(shù)致死量的測定 預(yù)試驗(yàn):在實(shí)驗(yàn)室中,將溫度控制在(22±2)℃,試驗(yàn)時(shí),應(yīng)提前禁食 12 h,禁水2 h。然后,取小鼠20只,隨機(jī)平均分成5組,分別按不同劑量灌胃給藥,給藥后,給予其正常飲水和進(jìn)食,確定其絕對致死劑量與最大耐受劑量,為正式試驗(yàn)做準(zhǔn)備。
正式試驗(yàn):在實(shí)驗(yàn)室中,將溫度控制在(22±2)℃,試驗(yàn)時(shí),應(yīng)提前禁食12 h,禁水2 h。然后,取小鼠40只,隨機(jī)平均分5組,根據(jù)一定的組間劑量比,每組按一定的劑量采用灌胃給藥。給藥后,給予其正常飲水和進(jìn)食,并連續(xù)觀察5 d。隔一定時(shí)間觀察并記錄小鼠的癥狀、生理狀態(tài)和死亡情況,根據(jù)每組死亡數(shù)量,最后算出半數(shù)致死量(改良寇氏計(jì)算法)。
1.3.2 血常規(guī)指標(biāo)和血液生化指標(biāo)的測定 選用健康、體重均勻的小鼠36只,隨機(jī)均分成4組,根據(jù)半數(shù)致死量結(jié)果,分高、中、低(5、2、0.5 mg/mL)三個(gè)劑量組對小鼠進(jìn)行灌胃給藥,對照組以等量生理鹽水進(jìn)行灌胃。每天給藥一次,每次每只灌胃0.5 mL,連續(xù)灌胃14 d。每天觀察并記錄小鼠健康狀況,活動、采食、飲水、排泄物、發(fā)病和死亡等。分別于第7天和第14天采用眼眶采血法進(jìn)行采血,進(jìn)行血液生理和生化檢測。
檢驗(yàn)項(xiàng)目包括:紅細(xì)胞(RBC)、白細(xì)胞(WBC)、紅細(xì)胞壓積(HCT)、血紅蛋白(HGB)、血小板總數(shù)(PLT)等血常規(guī)指標(biāo)和丙氨酸轉(zhuǎn)移酶(ALT)、堿性磷酸酶(ALKP)、肌酐(CREA)、尿素(UREA)、總蛋白(TP)、血糖(GLU)等血液生化指標(biāo)。
1.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS 18.0進(jìn)行單因素方差分析,用LSD法進(jìn)行多重比較,結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,P<0.05表示差異顯著。
2.1 急性毒理試驗(yàn)結(jié)果 小鼠試驗(yàn)觀察結(jié)果表明,高劑量組(500 mg/kg)灌胃 3 min后,神經(jīng)癥狀,四肢無力,精神不濟(jì),出現(xiàn)抽搐倒地,全身震顫;約5 min后全部死亡。350、245、171.5 mg/kg劑量組小鼠灌胃后3~5 min均出現(xiàn)肌肉抽搐,亂跑亂跳,痙攣,鉆地扎堆等現(xiàn)象。120.05 mg/kg劑量組灌胃給藥后出現(xiàn)輕微神經(jīng)癥狀,輕度肌肉抽搐,精神沉郁,身體蜷縮,鉆地扎堆,約2 h后精神恢復(fù)正常,未有死亡狀況出現(xiàn)(表1)。未死亡小鼠1 d后精神活動均恢復(fù)正常??鄥A經(jīng)口灌服半數(shù)致死量LD50為245.0191 mg/kg,其95%置信區(qū)間為201.56 ~297.92 mg/kg。
表1 苦參堿對小鼠急性毒性試驗(yàn)結(jié)果
2.2 苦參堿對小鼠血常規(guī)指標(biāo)和血液生化試驗(yàn)結(jié)果
2.2.1 苦參堿對小鼠血液生理學(xué)試驗(yàn)結(jié)果 由表2可知,給藥7 d后,與對照組相比,各試驗(yàn)組中白細(xì)胞總數(shù)、淋巴細(xì)胞、中間細(xì)胞和血小板總數(shù)降低,差異顯著(P<0.05),粒細(xì)胞、紅細(xì)胞總數(shù)和血紅蛋白數(shù)量升高,差異顯著(P<0.05)。其中中劑量組中各項(xiàng)指標(biāo)升高或者降低程度最為明顯。各試驗(yàn)組相比,中劑量組中白細(xì)胞總數(shù)、淋巴細(xì)胞和中間細(xì)胞數(shù)量顯著低于低劑量組和高劑量組(P<0.05),而低劑量組和高劑量組中各項(xiàng)指標(biāo)差異不顯著(P>0.05)。給藥14 d后,各試驗(yàn)組中血小板數(shù)量降低最明顯。低劑量組血液中白細(xì)胞總數(shù)、中間細(xì)胞、粒細(xì)胞顯著高于對照組(P<0.05),而淋巴細(xì)胞、紅細(xì)胞總數(shù)、血紅蛋白和血小板總數(shù)顯著低于對照組(P<0.05)。 中劑量組血液中各項(xiàng)指標(biāo)顯著低于對照組(P<0.05)。和第7天相比,低劑量組中白細(xì)胞總數(shù)、淋巴細(xì)胞、中間細(xì)胞、粒細(xì)胞顯著升高,紅細(xì)胞總數(shù)、血紅蛋白和血小板總數(shù)顯著降低(P<0.05),而中劑量組和高劑量組中各項(xiàng)生理指標(biāo)總體呈降低趨勢。
2.2.2 苦參堿對小鼠血液生化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果 由表3可知,給藥7 d后,中劑量組和高劑量組中ALKP、UREA、TP含量較對照組顯著增高 (P<0.05),其中高劑量組中ALKP和TP分別是對照組的1.96倍和2.18倍。ALT和GLU含量低于對照組,差異顯著(P<0.05)。低劑量組中除CREA和TP外,其他各項(xiàng)指標(biāo)顯著降低(P<0.05)。各試驗(yàn)組相比,中劑量組中各項(xiàng)指標(biāo)變化最為明顯。給藥14 d后,各試驗(yàn)組中ALKP和GLU含量顯著低于對照組(P<0.05),低劑量組和中劑量組中ALT、UREA、CREA、TP 的 含量 顯著升高 (P <0.05)。各試驗(yàn)組相比,高劑量組中各項(xiàng)指標(biāo)呈下降趨勢,其中ALKP和CREA含量差異顯著(P<0.05)。 和第 7天相比,血清中 ALKP、GLU、TP 呈下降趨勢,ALT、CREA、UREA呈升高趨勢。
表2 苦參堿對小鼠血液生理指標(biāo)的影響
表3 苦參堿對小鼠血液生化指標(biāo)的影響
急性毒性試驗(yàn)是評價(jià)藥物及其制劑安全性的重要指標(biāo),可以根據(jù)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果判斷藥物的毒性大小及其作用的靶器官,并且為亞急性、慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。LD50是評價(jià)急性毒性的重要指標(biāo)。楊良月等(2015)報(bào)道,苦參堿小鼠灌胃的LD50為570.26 mg/kg,其95%置信區(qū)間為487.45 ~ 635.78 mg/kg。 張宏利等(2005)研究表明,苦參堿小鼠灌胃的LD50為64 mg/kg。貝宇飛等 (2012)對小鼠腹腔注射苦參堿得出的LD50為92.56 mg/kg。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,苦參堿小鼠灌胃的LD50為 245.0191 mg/kg,其 95%置信區(qū)間為201.5580~297.9202 mg/kg。表明藥物L(fēng)D50大小與給藥途徑、劑型、藥物純度等因素有關(guān)。此外,本試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)小鼠灌服苦參堿后,大部分小鼠會出現(xiàn)強(qiáng)直性痙攣,肌肉震顫等毒性反應(yīng),時(shí)而會出現(xiàn)上竄下跳,身體蜷縮,喜扎堆等反應(yīng),可見苦參堿毒性會作用于神經(jīng)系統(tǒng)。這與田雪松等(2016)報(bào)道結(jié)果相一致,其原因可能是由于大量使用苦參堿后,會抑制體內(nèi)膽堿酯酶的活性。
血液生理指標(biāo)、生化指標(biāo)是評價(jià)機(jī)體和組織器官病變的重要指標(biāo)。丙氨酸轉(zhuǎn)移酶和堿性磷酸酶是評價(jià)肝是否損傷的指標(biāo),肌酐和尿素是評價(jià)腎是否損傷的指標(biāo)??偟鞍?、血糖可反映體內(nèi)蛋白質(zhì)含量與血液中葡萄糖濃度(戴五好等,2015)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,使用苦參堿能夠提高血液中紅細(xì)胞、粒細(xì)胞的數(shù)量,減少血小板總數(shù),且與藥物濃度呈負(fù)相關(guān),與用藥次數(shù)呈正相關(guān)。此外,剖檢小鼠發(fā)現(xiàn),體內(nèi)組織中有大量充血和出血現(xiàn)象,表明苦參堿產(chǎn)生的毒性反應(yīng)會引起小鼠體內(nèi)產(chǎn)生炎癥或局部感染,這和宋兵(2009)、劉學(xué)楠等(2019)報(bào)道的苦豆子提取物的毒性相似。 研究表明,苦參堿能夠顯著升高血清ALT、AST含量,降低SOD、MDA、GSH 含量,導(dǎo)致肝毒性(郭秋平,2016;李素君,2011)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,給藥7 d后,中劑量組和高劑量組中 ALKP、UREA、TP含量顯著增高,ALT和GLU含量呈下降趨勢,而給藥14 d后,各試驗(yàn)組中ALKP和GLU含量下降,ALT、UREA、CREA、TP的含量升高。表明苦參堿能夠引起肝臟和腎臟毒性,其呈現(xiàn)毒性-時(shí)間-濃度正相關(guān)。這與李素君(2011)的試驗(yàn)結(jié)果相一致,說明苦參堿毒性靶器官主要是肝臟、腎臟和神經(jīng)系統(tǒng)。其毒性機(jī)制有待進(jìn)一步研究。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,苦參堿經(jīng)口灌服半數(shù)致死量 LD50為 245.0191 mg/kg,其 95%置信區(qū)間為201.5580~297.9202 mg/kg,屬中等毒性物質(zhì)。苦參堿能夠升高血液中紅細(xì)胞、粒細(xì)胞的數(shù)量,降低血小板總數(shù)。 血清中 ALKP、GLU、TP、ALT、CREA、UREA總體呈現(xiàn)升高趨勢,且與藥物劑量、給藥時(shí)間呈正相關(guān)。