针药并用对慢性高眼压兔视网膜NO 和GLU 含量的影响*
2015-07-11赵晓龙
孙 河,赵晓龙
(1.黑龙江中医药大学附属第一医院,黑龙江 哈尔滨150040;2.黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨150040)
青光眼(glaucoma)以其不可逆性和高致盲性备受眼科界的关注,而视网膜神经节细胞(RGCs)凋亡[1]则是其主要机制。在诱导RGCs 凋亡的诸多因素中,谷氨酸(Glu)[2]和一氧化氮(NO)[3]在视网膜中含量的变化为当前研究热点。有研究发现,即使眼压控制后视功能仍不断损失[4],故如何有效保护视神经非常重要,中医药在改善视功能、保护视神经方面疗效独到。笔者前期就针刺、中药通窍明目IV 号分别进行了实验研究,通过影响NO、Glu 在视网膜中的含量,而对视神经有保护作用。本研究探讨针药并用对慢性高眼压兔视网膜NO 和Glu 含量的影响,探讨其作用机制。
1 材料与方法
1.1 实验动物
由黑龙江中医药大学实验动物中心提供的日本纯种健康大耳白兔60 只,体重2.5 ~3.5 kg,兔龄12 ~16个月,雌雄兼用。
1.2 实验药物
通窍明目IV 号由柴胡、葛根、当归、郁金等中药按一定比例配伍而成,由黑龙江中医药大学附属一院药剂科提供中药材,并由本校制剂室负责加工的浓度为每1 ml 含生药1 g 的混悬液,保持无菌密封,冰箱4℃保存备用;西药脑蛋白水解物注射液(曲奥)由哈尔滨松鹤制药有限公司提供。
1.3 仪器及试剂
眼科手术显微镜(苏州医疗器械设备厂,型号:YZZOT);眼科显微手术器械(苏州医疗器械厂);TONG-PEN 笔式眼压计(美国Medtronic solar 公司,型号:XL);一氧化氮试剂盒(南京建成生物工程研究所);卡波姆-940(北京国人逸康科技有限公司);谷氨酸标准品(江西本草天工);戊巴比妥钠(上海化学试剂厂分装)等。
1.4 造模与分组
造模:①麻醉:实验兔以耳缘静脉注射法予以全身麻醉(2%戊巴比妥钠20 mg/kg),并予0.4%倍诺喜眼液(盐酸奥布卡因)滴眼行局部麻醉;②高眼压造模:造膜眼抽取房水0.15 ml 后,前房内注射0.3%复方卡波姆(0.3%卡波姆和0.25%地塞米松的复方卡波姆溶液,PH 值为4)0.15 ml;③眼压监测:以Tong-pen眼压计每日行眼压监测,慢性高眼压模型标准为眼压>22 mmHg(2.93 kPa)并维持20 天,如眼压<22 mm-Hg (1 mmHg=0.133 kPa),7 天后按上述方法重复注药1 次;④降眼压:慢性高眼压维持28 天后行改良小梁切除术。即制备巩膜瓣后于瓣下角膜缘切一小口,缓慢放出房水,待眼压下降后冲洗前房,清除卡波姆,并行小梁及周边虹膜切除术,术后结膜下注射地塞米松1 mg、庆大霉素0.5 万U,眼压降至正常,观察1 周。
分组:随机将60 只实验兔分出20 只作为正常对照组,其余40 只造模成功后随机分为模型组和治疗组,每组20 只。共120 只眼。
1.5 治疗方法
正常对照组不予治疗。
治疗组:①针刺治疗:双侧球后、风池及行间穴,常规消毒后,球后进针时沿眶壁刺入至眶尖部,风池、行间进针约0.5 寸(腧穴定位以中国针灸学会实验针灸研究会制定的“动物针灸穴位图谱”进行);②中药治疗:通窍明目IV 号3 g/kg·d 灌胃(根据体表面积计算法,相当于成人等效治疗量);③神经营养剂治疗:脑蛋白水解物注射液0.2 ml/kg·d,于实验兔臀部或股部肌肉注射。
模型组:①生理盐水灌胃,剂量为4 ml/kg·d;②0.9%生理盐水注射液0.2 ml/kg·d,于实验兔臀部或股部肌肉注射。
以上治疗均为每日1 次,持续1 个月。
1.6 观测指标与测试方法
治疗1 月后,采用耳缘静脉空气栓塞法处死各组动物。
NO 标本制备及测定:各组随机取10 只动物摘除眼球(20 只眼),立即在冰上沿角膜缘剪开眼球,去除晶体、玻璃体,剥取视网膜,滤纸吸干表面水分并称重,以湿重按1:20 用冰生理盐水稀释,并用玻璃匀浆器于冰水中匀浆。组织匀浆液10 000 转/min,离心10 min,取上清液,沸水浴3 min,10 000 转/min,离心5 min,取其上清液采用一氧化氮酶法测定。
Glu 标本制备及测定:各组余下10 只动物(20 只眼)去除晶体、玻璃体后,立即用无水乙醇固定30 s。剥离视网膜并称重。转移至匀浆器加无水乙醇1 ml冰上匀浆,匀浆充分后转入离心管,4℃15 000 转/min,离心20 min。取上清液采用邻苯二甲醛柱前衍生法,高效液相色谱仪与荧光光度检测器测定样品中的氨基酸,根据氨基酸的色谱峰面积,采用外算法计算样品中的Glu 含量。
1.7 统计学方法
2 结果
2.1 针药并用对兔视网膜NO 含量的影响
表1 各组兔视网膜NO 含量比较(±s)
表1 各组兔视网膜NO 含量比较(±s)
注:与对照组比较,▲▲P <0.01;与模型组比较,* P <0.05。
组别 眼数(n) NO(u mol/g)对照组40 22.24 ±3.68模型组 40 37.41 ±4.67▲▲治疗组 40 31.89 ±3.58▲▲*
由表1 可见,与对照组相比,治疗组和模型组兔视网膜中NO 含量均有升高。模型组与对照组比较,视网膜中NO 的含量差异有显著性(P <0.01)。治疗组与模型组之间差异有显著性(P <0.05)。治疗组与对照组之间差异有显著性(P <0.01)。
2.2 针药并用对兔视网膜Glu 含量的影响
由表2 可见,与对照组比较,兔视网膜中Glu 的含量均升高。模型组与对照组比较,视网膜中Glu 的含量差异有显著性(P <0.01)。治疗组与模型组之间差异有显著性(P <0.01),治疗组与对照组之间差异有显著性(P <0.01)。
表2 各组兔视网膜Glu 含量比较(±s)
表2 各组兔视网膜Glu 含量比较(±s)
注:与对照组比较,▲▲P <0.01;与模型组比较,* P <0.01。
组别 眼数(n) Glu (10 -5 mmol/g)对照组40 25.28 ±4.58模型组 40 53.01 ±6.86▲▲治疗组 40 42.58 ±4.15▲▲*
3 讨论
NO 是体内重要的信使分子和效应分子,是近年来研究较多的一种神经递质,对眼内压和眼血流有调节作用[5]。生理状态下,NO 主要由一氧化氮合成酶催化生成,发挥神经递质的作用,但在病理状态下如创伤、缺血、细胞因子等被诱导后可产生过量NO,线粒体膜去极化,自由基生成增多,使细胞内Ca2+浓度增加,破坏呼吸链,加速能量消耗,损伤DNA,导致神经细胞死亡[6]。
Glu 是大量存在于脑部中枢神经系统中的兴奋性神经递质,具有含量最高、分布最广、作用最强等特点。生理状态下谷氨酸作为一种神经递质,传递生物信号;在病理情况下,谷氨酸大量释放而摄取减少,与视网膜神经节细胞表面的N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体结合,经胞内信号传导,引起细胞内钙离子超载,并随之激活一氧化氮合成酶,诱导NO 过量生成,具有氧化特性的一氧化氮与线粒体释放的超氧阴离子结合,形成具有强毒性的过氧亚销酸根离子,致使RGCs抵抗力下降,细胞膜通透性增强,促使凋亡发生,同时,凋亡的RGCs 又释放高浓度的谷氨酸,兴奋性谷氨酸再损伤RGCs,形成恶性循环。
目前尚无确切药物对视神经保护具有明确作用,中医药治疗显示出独特的优势。通窍明目IV 号即为本课题组多年临床验方,前期临床研究表明用药后患者视力提高,视野平均光敏度增强,视野缺损面积减小,视神经电生理活动增强,同时还具有扩张外周血管、改善微循环、抗氧化、抗血小板聚集的作用[7]。实验研究中发现,其可减轻高眼压兔视网膜及视神经超微结构的损伤程度,抑制NO、Glu 的毒性作用,对视网膜抗凋亡基因Bcl-xl 和神经营养因子BDNF 的表达亦有上调作用,并可明显改善VEP 的P1 波潜伏期及振幅[8]。
针刺为祖国医药的重要部分,被视为“绿色医疗”,就其对视神经的保护作用,本课题组在大量临床研究中发现针刺可以提高患者视力,视觉诱发电位振幅也相应提高,潜伏期缩短;视野平均光敏度显著增加,平均缺损率减少;而视网膜神经纤维层的厚度影响均不明显[9]。实验研究中显示针刺治疗后视网膜增厚,外核层亦可见增厚,内核层空泡结构减少,细胞数量亦增加;兔视网膜中NO 及Glu 含量明显降低;兔节细胞BDNF 蛋白表达显色强度加强,Bcl-xl 表达阳性反应范围扩大,节细胞、视杆内节出现较强的阳性反应;节细胞层出现部分空泡,内核层及内网状层部分萎缩,视细胞内外节水肿、断裂或溶解等均有减轻。
针药结合对视神经保护的临床研究中显示,针药治疗组提高视力的有效率达86.67%,西药对照组有效率达63.33%,治疗组优于对照组;视野变化,治疗对照两组均出现平均光敏度增强、平均缺损降低;视诱发电位方面,治疗对照两组均有P100 振幅增加、潜伏期缩短。实验研究表明,针药并用可以增强视网膜上Bcl-xl 蛋白、BDNF 的表达,且优于单纯针刺组[10-11]。
青光眼归类于中医学之“五风障”,属瞳神疾病,根据其发展不同程度晚期亦可归属“青盲”、“视瞻昏渺”等范畴。笔者依据肝窍学说,认为青光眼为七情所犯,肝郁气结,气郁不得疏泄,无以助血运行,导致眼部气血瘀滞闭塞目窍,神光不得发越,致使视物昏蒙,因此以“疏肝开窍”为法,采用针刺结合通窍明目IV号及神经营养剂进行实验研究,探讨其对青光眼视神经保护的作用机制。本实验的动物模型制备采用课题组多年临床经验,即兔眼前房注射0.3%复方卡波姆溶液制作慢性高眼压模型[12],而后采用改良小梁切除将眼压恢复正常。此种造模成功率高,造模稳定,制备方法与人类青光眼发病特点相似,为课题的顺利完成提供了保障。通过本研究证实,针刺联合通窍明目IV 号及神经营养剂综合治疗能有效减少NO、Glu 在视网膜中的含量,从而发挥其对视神经的保护作用。就其作用机理可能是通过影响视网膜微环境,改善微循环,维持其能量供给,抑制钙离子的细胞内流,减少一氧化氮合成酶的生成,阻断NO 和Glu 恶性循环的产生,阻止RGCs调亡,进而产生视神经保护作用。本研究样本基数大,但未能进行各组单一治疗及联合治疗对比,有待今后实验研究中得以进一步的完善。
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