抗热应激药物的研究现状

2013-02-19韩洪军金玉姬王光慧董传兴别鹏飞安家慧吉林医药学院吉林吉林132013

吉林医药学院学报 2013年1期

韩洪军，金玉姬，王光慧，董传兴，别鹏飞，安家慧 (吉林医药学院，吉林吉林 132013)

肢体缺血再灌注损伤是指各种原因(如创伤，断指、肢再植，血管损伤等)致肢体缺血，在血流恢复后肢体及全身组织器官的损伤不仅没有减轻，反而加重的病理生理过程，这种损伤不仅存在于局部缺血的骨骼肌，还可引起远隔器官的损伤，如肝、肺、心、肾等，甚至发生多器官功能障碍综合征，其中肝损伤很常见。近年来，许多学者对肢体缺血再灌注肝损伤的发生机制和防治进行研究，现将其综述如下。

1 目前关于热应激的研究

热应激是指高温环境中的机体对于热环境对机体提出的任何要求所做出的反应的总和。随着全球气候变暖，热应激对人类健康和动物繁殖、饲养的危害越来越受到人们的关注，各项研究也如期而至。

据林飞宏［1］、周宏超［2］等报道，热应激严重影响机体呼吸、循环、消化、免疫和内分泌等系统的功能，如呼吸及心率加快、体温升高、免疫系统受到抑制，使机体新陈代谢发生改变。谢建中［3］的热应激对小鼠血液理化指标的实验数据证明，热应激可导致离子浓度的显著性变化，热应激组的K+、Cl-、谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)浓度显著升高，Na+、血清总蛋白(TP)、血清白蛋白(ALB)、血红蛋白(HB)、碱性磷酸酶(AKP)和超氧化物歧化酶(SOD)的浓度显著降低，从而将热应激的伤害具体化，如消化机能低迷，摄食下降，物质摄入减少，神经、内分泌系统紊乱，新陈代谢发生改变等。

在动物繁殖，尤其是雄性动物方面，关于热应激的研究更是早已成为国内外的研究热点。姜忠玲［4］等实验证明，在42℃的热应激处理下，小鼠附睾内精子密度和顶体完整率，随着热应激持续时间的延长而不断降低，畸形率则不断升高。据李德军等［5-6］实验表明，在36℃、38℃、40℃热应激的不同温度组，小鼠睾丸、附睾指数与对照组相比差异不显著(P＞0.05);同一温度组随着时间的延长，附睾指数差异显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)，睾丸指数无明显变化。即热应激明显地抑制了精子的形成过程及性能，慢性热应激的损伤更明显;热应激组小鼠的精子总数、精子活率显著降低，畸形率明显升高，其中尾部缺失最为常见。

肖汉洪等［6］研究表明将8只小鼠作慢性热应激组置于40℃(相对湿度为53% ～56%)的热应激箱内热应激10 min，连续9 d，到第10天，另取正常8只小鼠作急性热应激组和以上小鼠同上热应激15 min，以上小鼠睾丸重量级指数无明显变化，但精子数量及活动率均比空白对照组小鼠明显低(P＜0.01);畸形率比空白对照组均高，慢性热应激组的精子数量、活动率显著低于急性热应激组，畸形率显著高于急性热应激组;在畸形的精子中，空白对照组主要以头部缺失为主，而慢性热应激组却以尾部缺失为主，急性热应激组头部、尾部缺失相近。即热应激对精子的发生过程有毒性作用，抑制精子的形成，降低精子的数量及活动性能。

至于热应激的模型，很多研究的是温度梯度，因此找不准具体在什么温度下动物会发生热应激。但据温泉法等［7］发现，只有温度达到41～42℃时，睾丸的生精作用才会减弱。据此，即将此温度确定为热应激模型的温度。

2 抗热应激药物的研究

2.1 维生素抗热应激效应的研究

发生热应激时，机体的代谢活动增强，维生素的消耗量增加，同时由于机体多种系统的损坏，可合成的维生素的合成量减少。

维生素C。维生素C是动物合成皮质醇的原料，应激时皮质醇的分泌增加，加剧了维生素C的不足，并抑制免疫机能。据孔祥浩等［8］报道，维生素C可以降低糖皮质激素(GC)的分泌，避免因糖皮质激素分泌过高而造成的免疫抑制，提高动物的抗应激能力，维生素C有杀灭病毒和杀菌作用，降低异嗜白细胞与淋巴细胞比，从而改善热应激引起的抗体反应和细胞介导免疫的反应;Sahin K等［9］试验表明，在31℃的环境温度，添加维生素C 200 mg/kg可降低死亡率，增加单位面积蛋壳重。Amaefule KU等［10］试验结果，添加维生素C可提高产蛋率，增加饲料采食量，改善饲料转化率，并证明添加400 mg/kg的效果最佳。Ayo JO［11］用200只36周龄体重1.0～2.1 kg的来航蛋鸡试验，在炎热夏季(37～43℃)，添加维生素C 125、250及500 mg/kg显著提高产蛋率、蛋重、饲料采食量及饲料转化效率，降低死亡率。并指出，添加维生素C可缓解热应激引起的副作用，250 mg/kg的添加量足以获得最大的经济效益。在炎热夏季，产蛋鸡日粮中添加维生素C是一项必需的措施。Lin H［12］研究表明，在高温时(32～36℃)添加维生素C可显著提高肉鸡4、6、7周龄的体重。另有报道则指出杆菌肽锌(ZBA)用于抗热应激时，可明显降低维生素的需求量。

周显青等［13］对热应激下的小鼠饲喂添加了维生素C多聚磷酸酯的饲料，结果对照组的肝脏脂质过氧化物(LPO)的含量显著升高，随着添加维生素C多聚磷酸酯量的增加，升高越不明显;而实验组的超氧化物歧化酶(SOD)的活性及过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性则显著高于对照组。表明了热应激促进了小鼠肝脏LPO的产生，抑制了抗氧化物酶的活性;而维生素C多聚磷酸酯对热应激造成的不利影响有缓解作用。

维生素E。周宏超等［2］发现，维生素E有保护细胞膜防止氧化的作用。在热应激条件下，高水平的维生素E可降低细胞膜的通透性，减少应激时肌细胞肌酸激酶的释放，从而防止过多的Ca2+内流而造成对正常细胞代谢的干扰。同时维生素E也可以缓解由于高温时肾上腺皮质激素释放而引起的免疫抑制，提高鸡的抗病力。

孔祥浩等［5］报道，维生素E能促进免疫球蛋白的合成，改变免疫细胞的数量以及机体内分泌的调控，降低血液中皮质醇的含量，影响免疫性能;另外通过改善细胞膜的通透性，促进在肝脏中合成的卵黄蛋白原向血液中释放(Balnave D等［14］)，进而发挥抗击热应激效应;温度在32℃时，Kirunda DF等［15］试验中，饲喂含维生素饲料的周龄蛋鸡比不加维生素E的产蛋率(72.6%对 51.2%)、蛋重(66.6 g对63.1 g)明显提高(P＜0.05)，血液中卵黄蛋白原和极低密度脂蛋白的浓度也较高;而Balnave D等［14］试验中，相比饲喂含10、125、500 mg/kg维生素E来说，250 mg/kg效果最佳;余德谦等［16］则建议，应激时雏鸡及肉用仔鸡的维生素E添加量为50～60 IU/kg(相当于 50 ～60 mg DL-α-生育酚醋酸盐/kg)，产蛋鸡及种鸡为60 IU/kg。

2.2 镇静剂类抗热应激效应的研究

中枢神经系统镇静剂如氯丙嗪、利血平、安定、γ-氨基丁酸(GABA)等，能降低代谢率、减少活动量和产热量、维持中枢对机体各系统正常调节机能，从而提高动物耐热性。据李超［17］研究，在饲料和饮水中添加GABA饲喂常温和持续高温条件下的爱拔益加(AA)商品肉鸡，通过观察GABA对肉鸡生产性能和血液指标的影响。得出在高温热应激下，GABA的含量大幅降低，同时鸡的生产性能也大幅降低，如果在饲料中添加GABA，则鸡的生产性能会提高。说明镇静剂类的药物能通过影响中枢神经，继而增强抗应激的能力。

2.3 氨基酸、微量元素等抗热应激效应的研究

氨基酸。氨基酸类的抗热应激药物主要是精氨酸，精氨酸是一种半必需氨基酸，成年动物体在正常生理状态下可以通过自身合成来满足需要，但在应激、创伤或快速生长的情况下，机体对精氨酸的需求则会大大增加。张云山［18］等研究表明，补充适量的L-精氨酸可使大鼠在常温下体重、胸腺指数和脾脏指数有所增加，在热应激条件下，对防止胸腺和脾脏萎缩具有较好的作用。据闫伟［19］等，在对鹅进行免疫应激刺激，并在饲粮中添加精氨酸后，发现精氨酸对免疫应激有一定的缓解作用，可增加免疫力。另据曾春花［20］研究，精氨酸能改善弱精症，但这种作用是通过非激素途径或间接的激素途径进行的。此外，精氨酸在体外能改善弱精子症患者精子运动功能，并且能提高精子的顶体反应率。

微量元素。在人体中，微量元素虽仅占人体总重量的0.05%，但它们在人体的营养中要比维生素重要得多，因为它们不像维生素那样可以在生物体内自然形成，其缺乏或过量均与人的生命休戚相关。近年研究表明:锌、铜、铁、锰等元素与男性生殖系统的功能密切相关，它们的不足或过量可影响精液质量，导致不育或生殖内分泌障碍。

据陈绍坤等［21］研究，通过常规精液分析，男性不育症患者与已育男性相比及不育症患者之间，其血清中微量元素锌、铜、铁、锰含量差异均具有统计学意义(P＜0.01)，即这些微量元素参与生殖系统的形成和代谢过程，对精子生成起重要作用。锌直接参与精子的生成、成熟、激活或获能过程，对精子活力、代谢及其稳定性都具有重要作用，锌能延缓精子膜的脂质氧化，维持胞膜结构的完整性和稳定性，使精子保持良好的活力。

2.4 中药抗热应激效应的研究

热应激综合征实质与传统中医学中肾虚证相似，是动物机体高度紧张、疲劳衰竭症。而天然中草药中的补虚类药多具有激素样作用，可增强抵抗力，提高免疫力，补肾类药中又多对能量代谢和内分泌调节有作用。

罗军德等［22］研究发现，具有滋阴补肾作用的传统中药锁阳能保护和促进免疫系统，清除自由基同时对内分泌系统有调节作用，从而发挥抗热应激效应。随着中药抗应激效应的研究，多种中药被用于提高免疫力、抗菌消炎、保护泌尿系统，进而发挥抗应激效应，但有传统滋阴补肾、固精生精作用的中药，菟丝子、熟地黄、枸杞等在抗热应激，保护生殖系统的作用却并未得到很好的应用。

据孙朝晖［23］研究中，分离并纯化大鼠精子细胞，建立体外大鼠精子细胞氧化损伤模型，在热应激下，肉苁蓉提取物不仅能够显著提高氧化损伤所致大鼠精子细胞存活率，精子尾部低渗总膨胀率和g型精子膨胀率以及精子细胞顶体酶的活性，而且通过提高精子细胞氧化损伤后SOD的活性和降低丙二醛(MDA)含量，对大鼠体外精子细胞的氧化损伤起到较显著的保护作用。此外，肉苁蓉提取物对于棉酚所致的大鼠生精功能障碍具有改善作用，能够显著提高精子数量和活力，改善棉酚所引起的病理改变。肉苁蓉提取物对于雄性大鼠生殖功能的损伤具有明显的保护作用。

环境因素的作用下全球温暖化，男性精液质量和精液数量明显下降，热应激也能使小鼠精液质量下降。研究中药抗应激药物在保护精液质量方面的作用，已经显得尤为重要。

3 菟丝子的药理作用

菟丝子始载于《神农本草经》，为旋花科一年生寄生性蔓草植物菟丝子的成熟种子。菟丝子含生物碱、蒽醌、香豆素、黄酮、苷类、甾醇、鞣酸、糖类等，亦含微量元素以及多种氨基酸。主产于山东惠民、聊城、莱阳，河北沧县、大城、青县及天津、山西、辽宁、河南、江苏等地。

菟丝子具有补益肝肾、固精缩尿的作用。菟丝子化学成分有槲皮素、紫云英苷、金丝桃苷、生物碱、香豆素等。据李炳照等［24］认为，在现代临床机理中，菟丝子可提高巨噬细胞吞噬百分率及吞噬指数，能提高睾丸的重量，增加精子生成量及活力。

据柯江维等［25］研究发现，菟丝子黄酮能促进下丘脑-垂体的促性腺功能，提高垂体对促性腺释放激素的反应性，促进卵泡发育，可明显增加雄鼠睾丸及附睾的重量。潘文灏等［26］报道，菟丝子总提物有免疫调节、抗衰老、保护生殖系统、促进代谢，调节卵巢内分泌、心血管系统、神经系统，并具有记忆改善、抗疲劳及耐缺氧的作用。余白蓉等［27］研究发现菟丝子黄酮能明显促进大鼠腺垂体、睾丸及附睾的发育，能明显促进离体大鼠间质细胞睾酮的基础分泌，还能提高间质细胞对人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotrophin，hCG)的反应性，增加睾丸对hCG的结合力。王晟等［28］通过测定 MDA、总抗氧化能力(T2AOC)、活性氧(ROS)等氧化损伤指标，原位末端标记法检测睾丸细胞凋亡，发现不同剂量的菟丝子总黄酮可抑制无血清培养所诱导的大鼠睾丸细胞氧化损伤和凋亡，且其作用具有剂量依赖性，说明菟丝子总黄酮是一种有效的抗氧化剂，具有抗氧化、抗凋亡的作用。王晟等［29］还通过离体培养小鼠睾丸组织细胞凋亡的实验，研究发现菟丝子总黄酮可抑制无血清培养诱导的睾丸细胞凋亡，降低MDA含量。

颜志中等［30］采用 Pereoll梯度离心法选择具有正常生理功能的精子作为正常精子模型，应用次黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶(HX-XO)体系产生ROS，在有氧环境下，ROS、不同含量的菟丝子与精子共同孵育后，计算精子顶体完整率，透射电镜观察精子预体与超微结构，并与已知的抗氧化剂维生素C对照，结果发现适宜含量(0.25 g/mL)的菟丝子通过其有效的抗氧化作用，拮抗ROS的氧化作用，对ROS造成的精子膜，顶体结构和精子线粒体功能过氧化损伤具有明显的干预作用。杨欣等［31］也发现适宜含量的菟丝子水提物能显著提高精子悬液SOD活力，降低MDA含量，通过其抗氧化作用干预ROS对精子膜的脂质过氧化反应，对ROS造成的精子膜、顶体结构和精子线粒体功能损伤具有明显的保护作用。

4 结语

随着全球气候变暖，热应激的危害越来越受到关注，热应激影响小鼠的精子总数、精子活率显著降低，畸形率明显升高。传统中药菟丝子具有滋阴补肾，生精固精作用的同时，具有明显的睾丸抗氧化、抗凋亡作用，明显改善氧化损伤。作为一个有力的抗热应激候补的传统中药菟丝子在对热应激后的雄性生殖系统影响方面研究并未涉及，因此，其是否有抗应激作用还有待于进一步研究。

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