醒脑丸对气虚血瘀血管性痴呆大鼠的治疗作用研究
2014-01-19徐海蓉
徐海蓉
(中国中医科学院广安门医院,北京 100053)
血管性痴呆(VD)是脑血管病(CVD)后发生的进行性智能障碍综合征,发病率各国报道不一致,在老年痴呆中欧美占15% ~50%,亚洲占60% ~80%[1]。我国11 个城市和农村普查结果显示,大于60 岁人群的患病率为324/10 万,城市人群为428/10 万,农村人群为140/10 万[2]。血管性痴呆的发病率与年龄呈正相关,其中大于60 岁者占79.53%[3],25% ~50%的脑血管病最终导致血管性痴呆。脑梗死痴呆发生率为13.6%,大于出血性痴呆的2.69%,其中多发梗死性痴呆(MID)占15% ~68.7%[4]。虽然现代医学对血管性痴呆的病因病理认识已比较明确,但尚无特效的治疗方法,而中医复方具有整体调节,多层次、多方位、多靶点作用,毒副作用小等特点。为此,本研究中初步探讨了中药醒脑丸对血管性痴呆的治疗作用及机理。
1 材料与方法
1.1 材料
清洁级SD 大鼠48 只,雄性,体重(200 ±20)g,由南京君科生物科技有限公司提供,符合国际动物伦理学标准。醒脑丸(哈药集团世一堂制药厂,国药准字Z23020166,规格为每丸9 g)主要由黄芪、西洋参、当归、川芎、水蛭、地龙、三七、菖蒲、远志、冰片等组方,将药丸溶解、过滤至含生药1 g/mL,置冰箱备用;脑复康片(东北制药集团沈阳第一制药有限公司,国药准字H21021775,规格为每片0.4 g),将药片溶解制成0.032 g/mL 混悬液备用。大鼠血栓素B2(TXB2)ELISA 试剂盒(上海科敏生物科技有限公司);总一氧化氮(NO)试剂盒(碧云天生物研究所);大鼠Bax 免疫组化试剂盒(上海信裕生物科技有限公司)
1.2 方法
动物前期准备:大鼠购回后适应性喂养3 d,进行24 h 饮水量、24 h 食量、自发活动的测定。自发活动量化测定方法[5],将自制的25 cm×25 cm×25 cm 的自发活动箱底部划十字线,分为4等份,置安静环境中,试验前先抚摩动物2 min,使其熟悉试验者,然后将大鼠置测定箱的一角,观察3 min 内动物横向和直向活动,以跨越划线次数为横向活动指标,以前肢抬起或后肢站立的次数为直向活动指标。第4 天开始,进行游泳劳损引起气虚造模。14 d 后,再进行24 h 饮水量、24 h 食量、自发活动的测定。
造模:游泳劳损致气虚模型,将大鼠放入水温(43 ±0.5)℃、水深35 cm 的恒温水槽中游泳,连续游泳14 d;以每只大鼠出现自然沉降的时间为大鼠游泳耐疲劳的时间,当全组50%的大鼠出现自然沉降时,全组动物停止游泳。全脑缺血模型,大鼠用10%水合氯醛腹腔麻醉(每100 g 体重0.3 mL),仰卧位固定,颈正中去毛,碘酒酒精消毒,行颈正中切口,钝性分离肌肉及皮下组织,分别暴露双侧颈总动脉并用丝线结扎,逐层缝合,对齐皮肤;术后给予青霉素20 万U 肌肉注射3 d,注意保持伤口清洁,分笼饲养。
分组:将气虚造模成功的大鼠随机分为4 组,即空白对照组(A 组)、模型组(B 组)、脑复康片组(C 组)、醒脑丸组(D 组),每组12 只。
给药:术后3 d,大鼠伤口愈合,饮食恢复后开始给药,4 组均连续灌胃15 d,每天早晚各1 次。
A 组、B 组均以每次3 mL 生理盐水灌胃,C 组以每次每1 kg体重脑复康片83 mg 溶于3 mL 生理盐水中灌胃,D 组以每次每1 kg 体重醒脑丸0.83 g 体重溶于3 mL 生理盐水中灌胃。
1.3 观察指标
行为学指标:观察大鼠造模及用药后的机体状态,如皮毛、活动量、舌质;大鼠学习获得能力测试,术后21 d 时,4 组大鼠分别进行水迷宫试验,水迷宫由中国医学科学院药物研究所研制,整个迷路设置4 个盲端,终点有一高出水面的安全台,水深18 cm,水温(25±2)℃;每天训练2 次,记录每只大鼠在游泳中进入盲端的次数及游出时间,在水迷宫中进入盲端的次数越少及游出的时间越短,表明动物学习记忆能力越强。采用ELISA 法检测血浆TXB2含量,用硝酸还原酶法测定10%脑匀浆中NO 含量,光镜下观察海马CA1 区神经元形态、数量,采用免疫组化法检测大脑海马促细胞凋亡蛋白Bax 表达。
1.4 统计学处理
2 结果
2.1 气虚模型
与造模前比较,造模后大鼠24 h 饮水量、食量均明显减少,自发活动量也降低,均有极显著性差异(P <0.01),提示游泳劳损致气虚造模成功。见表1。
2.2 大鼠机体状态比较
灌服药物15 d 后观察大鼠,A 组活动灵活,皮毛鲜亮有光泽,舌质淡红;B 组自主活动减少,皮毛色黯不光滑,舌质紫黯;C 组自主活动有所增多,但皮毛色泽与舌质颜色与B 组基本相同;D组自主活动明显增多(接近A 组),皮毛光滑柔顺、色泽鲜亮(与A组无明显差异),舌质较红。
表1 气虚模型评定结果( ± s)
表1 气虚模型评定结果( ± s)
注:与造模前比较,*P <0.01。
类别造模前(n=48)造模后(n=48)24 h 饮水量(mL)13.97 ±1.76 10.29 ±1.05*24 h 食量(g)9.30 ±2.06 7.15 ±1.31*自发活动(次)26.23 ±7.07 21.77 ±6.65*
2.3 观察指标测定
学习获得能力:与A 组比较,B 组水迷宫到达终点时间明显延长,进入盲端的错误次数明显增多,学习能力下降,均有极显著性差异(P <0.01),提示痴呆模型造模成功。与B 组比较,C 组和D 组到达终点时间均明显缩短(P <0.01),D 组进入盲端的错误次数明显减少(P <0.01),提示中药醒脑丸可提高血管性痴呆大鼠的学习获得能力。见表2。
血浆TXB2含量:与A 组比较,B 组血浆TXB2含量明显升高(P <0.01),提示气虚血瘀征象明显,造模基本成功。与B 组比较,C 组血浆TXB2含量无明显变化(P >0.05),D 组则明显降低(P <0.05),提示醒脑丸可降低血管性痴呆大鼠TXB2含量,稳定血小板功能,改善气虚血瘀征象。见表2。
脑组织NO 含量:与A 组比较,B 组脑组织NO 含量明显升高(P <0.01),提示造模基本成功。与B 组比较,C 组和D 组脑组织NO 含量均降低,D 组降低更明显(P <0.01),提示醒脑丸可降低血管性痴呆大鼠脑组织NO 含量,减少过量NO 的毒性作用,减轻脑缺血后期神经元的损害。见表2。
表2 各组大鼠观察指标测定结果( ± s,n=9)
表2 各组大鼠观察指标测定结果( ± s,n=9)
注:与A 组比较,*P <0.01;与B 组比较,△P <0.05,▲P <0.01。
组别 学习获得能力 血浆TXB2 含量(pg/mL)脑组织NO 含量(μmol/L)A 组B 组C 组D 组到达终点时间(s)62.75±15.94 132.00±30.38*66.50±16.20▲65.75±20.01▲错误次数(次)1.38±1.06 3.88±1.13*2.50±1.07△1.63±0.92▲708.21±250.90 1 185.02±198.63*1 058.22±329.44 872.13±211.25△5.56±1.32 9.08±2.30*6.46±1.22△6.00±1.75▲
2.4 海马CA1 区神经元形态学观察
A 组海马CA1 区结构完整,神经元形态、数目正常,锥体细胞排列整齐;B 组海马CA1 区结构不完整,锥体细胞排列紊乱,神经元数目明显减少,部分细胞周围出现间隙,细胞脱失明显,胶质细胞大量增生形成结节;C 组海马CA1 区结构欠完整,锥体细胞排列不整齐,神经元数目减少,但较B 组多,细胞有脱失,胶质细胞增生明显;D 组海马CA1 区结构较完整,锥体细胞排列基本整齐,神经元数目较B 组增多,细胞脱失较少,胶质细胞轻度增生。见图1。结果提示,醒脑丸对海马CA1 区神经元的损伤有保护作用。
2.5 大脑海马促细胞凋亡蛋白Bax 的表达
Bax 免疫阳性细胞呈黄褐色,未加Bax 抗体的阴性对照为淡蓝色。在A 组中,非缺血大鼠的海马区极少见Bax 免疫阳性细胞,仅存在于个别皮层区域,且从形态学上看出,此表达局限于锥体细胞和中间神经元中。而在B 组中,可发现海马CA1 及CA4 区出现明显的Bax 免疫阳性反应;脑皮层也呈现与海马区类似的Bax免疫阳性反应,呈散在较均匀地分布。C 组Bax 的表达较B 组有一定减少。D 组Bax 的表达明显减少,特别是海马CA1 区及大脑皮层区。见图1。结果提示,醒脑丸能下调脑缺血后Bax的表达,从而发挥其抗细胞凋亡的神经保护作用。
图1 各组大鼠海马CA1 区神经元形态学光镜图
3 讨论
中医对痴呆的认识,早在先秦时期《左传》中就有“不慧,盖世所谓白痴”的记载,汉代华佗始称之为“痴呆”,此后亦有愚痴、痴证、呆痴、呆病、神呆等不同名称[6]。其成因在《医林改错》中已有“灵机记性在脑,年高无记性者,脑髓渐空”的概述,并说明痴呆与脑髓充盈的程度有直接关系,即脑髓充盈则人的脑神具有灵性智慧,神机聪颖,否则神机衰退以至不慧而成痴呆。
中风痴呆是痴呆的一个重要类型,其发病于中风之后,出现“迷惑善忘”“言善误”“语无伦次”“懈怠安卧”“苦忧悲”等一系列精神异常症状。《金匮要略·中风历节病》:“邪入于腑,即不识人。”《临证指南医案·中风》:“或风阳上僭,痰火阻窍,神识不清……”,均明言中风时神志受累之实[7]。中风痴呆的发病机制,不可脱离“年老体衰”“发于中风”这两个特点。
血管性痴呆的发生与脑动脉硬化、颈内动脉闭塞及基底动脉硬化关系密切[8]。本病病因为内有所伤,外有所扰。人至老年,体力渐衰,五脏皆虚,尤其是心、肾、脾、胃等脏气亏虚,则脑髓渐空,复因将息失宜、烦劳过度等,致使人体阴阳失调、气虚血瘀、脑络不通、脑脉失养、神明失用,遂痴呆、善忘。病性为本虚标实,五脏气虚为本,瘀血闭阻脑脉为标,虚瘀并见,以益气养血、活血化瘀为其治疗的有效方法。
醒脑丸方中,黄芪大补元气,使气旺以促血行,祛瘀而不伤正;西洋参助黄芪补气,有人参之功,无温燥之弊,补气而不伤阴,与黄芪共为君药;当归为臣,能补血又能行血,可攻可补,有祛瘀而不伤好血之妙;川芎、三七活血化瘀,地龙通络之功无处不到,水蛭性寒、入血分而长于逐瘀、性迟缓则不伤正气,菖蒲、远志化痰开窍、安神益智,共为佐药;冰片为使,香窜善行,通诸窍更能清心醒脑。全方构思周密、精巧,共奏益气活血开窍之功[9]。
现代药理研究证明[10],黄芪能加强学习记忆能力,有利于大脑对信息的贮存作用。黄芪总黄酮可降低细胞脂质过氧化物的生成,升高细胞超过氧化物歧化酶(SOD)的活性,维持细胞正常代谢。西洋参可调节大脑皮层的兴奋、抑制过程,西洋参茎叶皂苷能增加循环血容量,减少休克时去甲肾上腺素的合成和释放,从而改善微循环的灌流状态,显示出良好的全身性抗缺氧作用。当归能明显改善大鼠试验性脑缺血症状,抑制TXB2产生,纠正脑缺血血检素A2/前列环素I2(TXA2/PGI2)比值,对急性脑缺血大鼠具有明显的治疗作用。当归、黄芪均能抑制大鼠血小板聚集,二者合用时作用更强,具明显的协同作用。川芎嗪可通过血脑屏障,能抗血栓形成,显著减轻兔脑组织缺血性损害和神经系统功能障碍。水蛭可明显增加脑血流量,给试验性脑水肿的家兔静脉注射水蛭水提醇沉液,可减少脑切片的血肿面积、促进脑血肿吸收。地龙提取液能明显延长血小板血栓和纤维蛋白血栓的形成时间,减少血栓长度和干重。三七能抑制血小板聚集,降低血液黏度,能阻止再灌注时Ca2+内流,对脑缺血损伤起保护作用。三七茎叶皂苷能提高脑组织SOD 活性,起到抗衰老作用。菖蒲水、醇提取物对中枢神经系统有镇静作用,并能明显促进正常小鼠的记忆获得,并可对抗亚硝酸钠或乙醇对记忆的不良作用。
本研究结果表明,醒脑丸能有效抑制脑缺血时体内血小板的激活,降低血浆TXB2的水平,减轻微循环障碍,提示醒脑丸对缺血性脑血管病具有积极的防治作用,对气虚血瘀的病理状态有明显改善作用。同时,醒脑丸可降低血管性痴呆大鼠脑组织NO 含量,减少过量NO 的毒性作用,减轻脑缺血后期神经元的损害,这可能是醒脑丸治疗血管性痴呆的作用机理之一。
本研究中,血管性痴呆大鼠脑切片用HE 染色后,光镜结果证实了缺血对海马的损伤,也表明了醒脑丸对血管性痴呆大鼠海马CA1 区神经元的缺血性损伤具有保护作用,这可能是该药治疗血管性痴呆的主要作用机制之一。采用免疫组织化学方法研究发现,应用醒脑丸后,Bax 免疫阳性细胞数目明显减少,证实醒脑丸能下调脑缺血后Bax 蛋白的表达,从而发挥其抗细胞凋亡的神经保护作用。但关于醒脑丸对缺血后脑细胞中Bax 的表达发挥调节作用的确切机制尚待进一步研究。
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