山药对免疫机能低下小鼠耐缺氧能力的影响*

郑素玲

(唐山师范学院生命科学系,河北唐山 063000)

山药对免疫机能低下小鼠耐缺氧能力的影响*

郑素玲

(唐山师范学院生命科学系,河北唐山 063000)

探讨山药对氢化可的松(HC)诱导的免疫机能低下小鼠耐缺氧能力的影响。按析因分析法设计2×2因子,将40只小鼠分为对照组(A),模型组(B),用药组(C),低下用药组(D),B、D组每天腹腔注射HC(20 mg/kg),连续21 d;自第4天开始,D组注射 HC的同时,C、D组每天灌胃山药水煎液(50 mg/kg);A、B组灌胃等量蒸馏水;第22天进行常压密闭耐缺氧试验,记录小鼠存活时间,后处死小鼠迅速称其脾脏、胸腺重量,计算脾指数、胸腺指数,常规石蜡切片,HE染色。结果显示,山药可延长免疫机能低下小鼠的缺氧耐受时间,提高脾指数、胸腺指数(P＜0.05),改善胸腺脾脏的组织结构。山药对HC有一定的颉颃作用。

山药;胸腺;脾;耐缺氧 ;小鼠

明代医药学家李时珍在《本草纲目》中,将山药功用概括为“益肾气,健脾胃,止泄痢,化痰涎,润皮毛”五个主要方面[1]。急性缺氧可引起免疫机能下降,细胞膜和DNA损伤[2]。研究显示,山药可提高正常小鼠抗氧化能力和免疫机能[3-7]。山药能否提高免疫机能低下小鼠的缺氧耐受能力目前未见报道;本试验利用氢化可的松(hydrocortisone,HC)诱发小鼠免疫机能低下,研究急性免疫功能低下小鼠在山药水煎液的作用下,其缺氧耐受力的变化;用2×2析因法分析山药与HC对小鼠缺氧耐受时间的影响有无相关性,探讨山药对免疫机能低下小鼠耐缺氧能力影响的可能机制。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 1月龄昆明种雄性小鼠40只,购自华北煤炭医学院动物养殖中心,体重18 g±2 g。

1.1.2 药品和试剂 HC为天津药业焦作有限公司生产,批号:04121501。山药购于北京同仁堂唐山远洋城店。甲醛(分析纯),伊红(分析纯),苏木精(分析纯),中性树胶(显微用),无水酒精(分析纯),二甲苯(分析纯),固体石蜡等。

1.2 方法

1.2.1 动物分组 依析因分析法设计2×2处理因子(因子Ⅰ=山药水煎液,因子Ⅱ=HC),将40只小鼠分4组,每组10只(n=10),分别为对照组A,模型组B,用药组C,低下用药组D,基础饲料,分笼饲养。

1.2.2 山药水煎液的制备 称取山药片100 g,粉碎后按1∶8比例加水,浓缩至100 mL,恒温水浴锅中70℃～80℃水浴4 h后过滤,取上清液,70℃～80℃浓缩至100 mL,制成山药水煎液。试验时用生理盐水配成所需浓度。

1.2.3 给药方法 B、D组每天腹腔注射 HC(20 mg/kg),连续21 d;自第4天始,D组注射 HC的同时,C、D组灌胃山药水煎液(50 mg/kg);A、C组灌胃等量蒸馏水,时程相同。

1.2.4 密闭耐缺氧试验和标准耐受时间计算

1.2.4.1 密闭耐缺氧试验 第22天,分别将各组小鼠放入盛有钠石灰的300 mL密闭广口瓶中(每瓶1只),用凡士林涂抹瓶口,封严使之不漏气,立即计时并观察,以呼吸急促喘息时为指标。立即取出断头取血,剖取出脾脏、胸腺,放到盛有9 g/L的生理盐水的小烧杯称湿重。

1.2.4.2 标准缺氧耐受时间计算

T0为小鼠耐缺氧时间(min),V0为瓶子容积(mL),W0为小鼠体重(g);

1.2.5 胸腺脾组织结构观察、指数计算及统计学分析

1.2.5.1 小鼠体重、胸腺和脾脏重量的统计 4组小鼠每天称重,取每组平均值记录。用澳豪斯AdventurerTM天平称胸腺、脾湿重并记录。脏器指数=脏器重量/体重。

1.2.5.2 小鼠胸腺、脾脏组织结构观察 称重后的胸腺、脾脏迅速固定,常规石蜡切片,HE染色,显微镜检并拍照。

1.2.5.3 数据处理 所有数据用SPSS11.5软件包进行处理,采用析因分析和SNK分析。

2 结果

2.1 小鼠缺氧耐受时间的析因分析

小鼠的标准耐缺氧时间分别为:A组13.38 min±1.698 min,B组 7.93 min±0.812 min,C组14.34 min±1.415 min,D组10.58 min±0.799 min。经 LSD检验,B、D组与A组具有显著差异(P＜0.01),而C组与A组不具统计学意义(P＞0.05);A、C、D组与B组均存在极显著差异(P＜0.01)。为了解山药多糖与 HC间是否存在交互作用,进行析因分析,结果见表 1。

表1 小鼠标准缺氧耐受时间的2×2析因分析Table 1 2×2 factorial analysis of Standard hypoxia tolerance time in mice

表1显示,单用山药水煎液或单用HC,都对小鼠的缺氧耐受时间有极显著性影响(P＜0.01),且二者联合使用有很好的交互作用(P＜0.05)。但此表还不能分析出二者的交互作用是相互颉颃还是相互协同。为了明确山药水煎液是否对HC有颉颃作用,继续做统计学分析比较均值差异,结果显示,B组在HC诱导产生免疫机能低下同时,缺氧耐受时间大大缩短;单用山药的C组标准耐缺氧时间最长,耐受值远大于A组;同样受到HC作用的D组耐受时间显著长于B组(P＜0.05),说明山药与HC有较好的颉颃作用。

2.2 小鼠胸腺指数、脾指数的比较

胸腺指数:A、C组间无显著差异(P＞0.05),B、D组间具极显著差异(P＜0.01);脾指数:B组与A组、D组与B组间具有显著性差异(P＜0.05)。灌胃山药水煎液后改善了免疫机能低下小鼠的重要免疫器官——胸腺和脾的形态学指标;提示山药有缓解HC造成的小鼠胸腺、脾组织结构衰退,功能减低的作用。C与A组间差异不显著(表2)。

表2 山药对小鼠胸腺指数和脾指数的影响Table 2 The effect of Rhizoma dioscorese on thymus index and spleen index in mice mg/kg

2.3 小鼠胸腺脾脏组织结构观察比较

组织切片观察显示,A、C组胸腺皮质/髓质比值近似,且C组胸腺小叶更明显;B组皮质/髓质比值较A、C、D组均小,灌胃山药水煎液的D组胸腺皮质明显与对照A组接近。氢化可的松使B组小鼠脾脏结构退化,白髓和红髓间界限不甚清晰,脾小结减少,灌胃山药水煎液的D组小鼠脾脏组织结构有所改善(图1,图2)。

图 1 小鼠胸腺组织切片(HE,100×)Fig.1 Histological sections of thymus in four groups of mice(HE,100×)

图 2 小鼠脾脏组织切片(HE,100×)Fig.2 Histological sections of spleens in four groups of mice(HE,100×)

3 讨论

常压耐缺氧试验是一种全身性缺氧试验,缺氧对机体是一种劣性刺激,近年来研究发现,组织缺氧可引起生物膜、DNA损伤,甚至影响机体的多种调节功能[8];山药水煎液可提高机体的抗氧化和清除自由基的能力[9]。本试验小鼠的耐缺氧时间,A、C、D组与B组均存在极显著差异(P＜0.01),B组缺氧耐受时间最短。显示B组小鼠免疫功能低下同时,耐缺氧时间亦显著缩短,机体免疫机能下降与耐缺氧能力的减低似乎存在着某种相关性;山药水煎剂在提高免疫功能低下小鼠胸腺指数、脾指数的同时,延长了其缺氧耐受时间,经析因分析发现山药水煎剂可颉颃HC对小鼠免疫机能的破坏作用,故推测免疫机能与缺氧耐受能力相关。

胸腺既是T淋巴细胞发育、分化、成熟的场所,同时也是内分泌器官,可分泌胸腺肽;胸腺肽不仅有提高免疫功能作用,而且还有提高超氧化物歧化酶活性,清除自由基的作用[9];免疫抑制剂可使胸腺和脾脏萎缩,免疫器官细胞增殖分化受到抑制,使机体淋巴细胞总数降低,从而使机体免疫功能下降[10]。这与我们的试验结果相近,注射了HC的B组小鼠免疫器官胸腺脾脏的组织结构明显衰退,说明造模成功;由于结构退化,其免疫机能也会受到抑制,同时所分泌的胸腺肽激素亦会减少;山药水煎剂使C、D‵组小鼠胸腺指数提高同时,耐缺氧能力亦增强,由此推测由于D组小鼠胸腺肽的分泌量大于B组,因而提高了机体超氧化物歧化酶的活性和清除自由基的作用,由于及时清除了缺氧时体内增多的自由基,因此,其缺氧耐受时间得到延长,也提示免疫系统与抗缺氧能力间存在着某种联系。由于山药本身也具有清除氧自由基、增加体内超氧化物岐化酶、保护机体正常生理功能的作用[11-12]。因而山药水煎液使免疫机能低下小鼠缺氧耐受能力提高的机制还有待进一步的研究。

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Effect ofRhizoma dioscoreseon the Hypoxia Tolerance in Immunosuppressive Model Mice

ZHENG Su-ling

(Department of Biology,Tangshan Normal College,Tangshan,Hebei,063000,China)

The effect ofRhizoma dioscoreseon the hypoxia tolerance in immunosuppressive model mice caused by hydrocortisone was studied.Forty healthy male Kunming mice were randomly divided into 4 groups:group A and C the peritoneal injection(ip.)of physiological saline;group B and D the ip.hydrocortisone(20 mg/kg),for 21 d.The extract ofRhizoma dioscoresewere given orally in the mice of C and D groups,and distilled water is given in the mice of A and B groups.On the 22d,the closed anoxia tolerance test was conducted,and the survival time of mice was recorded.T he weights of thymus and spleen of killed mice were recorded,and the thymus index and spleen index were calculated.Routine paraffin sections with HE staining were prepared.The results showed thatRhizoma dioscoresecould significantly prolonged hypoxia tolerance time and increased spleen index,thymus index of the mice.The extract ofRhizoma dioscoresecould improve the structure of thymus and spleen of mice,with the role of antagonist to HC.

Rhizoma dioscorese;thymus;spleen;hypoxia tolerance;mouse

S852.4;S859

A

1007-5038(2010)02-0070-04

2009-09-25

郑素玲(1962-),女,河北唐山人,副教授,硕士,主要从事动物生理学研究。