葡萄酒协同洋葱对大鼠痛风症作用的研究
2016-03-16王四旺孙纪元第四军医大学药学院天然药物学教研室西安7002秦巴山区中药发展协同创新中心西安7002西安市中心医院心内科西安7008
华 菲,曹 宇,宋 凡,张 环,王四旺,孙纪元*(.第四军医大学药学院天然药物学教研室,西安 7002;2.秦巴山区中药发展协同创新中心,西安 7002;.西安市中心医院心内科,西安 7008)
葡萄酒协同洋葱对大鼠痛风症作用的研究
华菲1,2,曹宇1,宋凡1,2,张环3,王四旺1,2,孙纪元1,2*(1.第四军医大学药学院天然药物学教研室,西安 710032;2.秦巴山区中药发展协同创新中心,西安 710032;3.西安市中心医院心内科,西安 710018)
摘要:目的通过尿酸钠(monosodium urate monohydrate,MSU)晶体诱导炎症动物模型,探讨红酒泡洋葱对急性痛风性关节炎(acute gouty arthritis, GA) 的治疗作用。方法选用48只健康雄性SD大鼠,随机分为6组:空白组,模型组,阳性组,葡萄酒协同洋葱低剂量组,葡萄酒协同洋葱中剂量组和葡萄酒协同洋葱高剂量组。采用MSU晶体制备大鼠GA模型。空白组和模型组给予生理盐水,阳性组给予雷公藤多苷片,低、中、高剂量组分别给予不同剂量的葡萄酒+洋葱,检测血清中UA、IL-1β和CAT活性水平。取踝关节滑膜,观测其病理变化。结果低剂量(3 mg·kg-1) 能够显著降低GA模型大鼠的踝关节肿胀度及白细胞介素浓度(P<0.01),提高CAT活性 (P<0.01);低、中(6 mg·kg-1)剂量能够显著降低血清中尿酸的含量(P<0.01);尿酸钠所致痛风症大鼠的关节滑膜病变显著,经给药后各组大鼠的关节滑膜病理情况均有所缓解。结论葡萄酒泡洋葱可降低MSU晶体诱导的GA大鼠血清中尿酸及白细胞介素的水平,增强过氧化氢酶活性,对关节滑膜有保护和修复作用,其机制可能与抗氧化作用有关。
关键词:葡萄酒;洋葱;尿酸钠;痛风
痛风性关节炎(gouty arthritis,GA)是尿酸钠晶体(monosodium urate crystals,MSU)沉积在关节囊、滑膜、软骨、骨质中,刺激关节而引起反复性发作的炎症反应。目前治疗药物有秋水仙碱、非甾体抗炎药和皮质类固醇等,这些药物具有显著和严重的不良反应,如胃肠毒性、肾毒性或胃肠道出血等,尤其是对老年患者来说难以适应。因此,在自然产物中,特别是食物中,发现能够治疗痛风性关节炎的、高效低毒的食疗药物具有重要意义。
葡萄酒是抗氧化的良品[1]。葡萄酒中具有抗氧化活性的主要物质, 包括多酚类、类黄酮、黄烷醇和花色苷物质。单宁酸为葡萄酒中的多酚类物质,动物实
验显示,单宁酸能加强人体细胞的抗氧化活性,抑制细胞突变,阻止细胞癌变[2-3]。洋葱,百合科,鳞茎为食用或入药部分, 有发散风寒、防癌抗癌、降血压、降血糖、清血脂、消炎抑菌、活血化瘀以及预防心血管疾病等功效,其中类黄酮化合物由于含有酚羟基结构而呈现出较强的抗氧化作用[4]。葡萄酒泡洋葱是在西方国家盛行的一种食疗方法[5],但其作用及其作用机制一直没有实验证实。
本实验通过科学实验方法研究痛风症与葡萄酒协同洋葱的抗炎抗氧化作用间的联系,初步探讨了葡萄酒协同洋葱对SD大鼠急性痛风症的作用机制。
1仪器与材料
1.1仪器离心机(德国Eppendorf);680酶标仪(美国Bio-Rad);AUW2200型分析天平(日本岛津); KH5200DB型数控超声波清洗器,RT-9600型生化分析仪(深圳雷杜生命科学股份有限公司)。
1.2试药葡萄酒协同洋葱,红皮洋葱250 g,切成约为0.5 cm2的小块,置于 500 mL葡萄酒中密封,阴凉处浸泡1周,过滤,滤液在4 ℃中保存[6-7]。尿酸钠(Sigma公司,批号A-7413);葡萄酒(卢克鲁纳酒庄舍拉子干红葡萄酒,2011 SHIRAZ);雷公藤多苷片(上海复旦复华药业有限公司,130903);甲醛(天津市富宇精细化工有限公司);ELISA试剂盒(伊莱瑞特生物科技有限公司);CAT活性试剂盒(南京建成生物科技有限公司);尿酸试剂盒(南京建成生物科技有限公司);水合氯醛(分析纯,上海山浦化工有限公司,140307)。
1.3实验动物昆明种小鼠,雄性,体质量20±2 g,购自第四军医大学实验动物中心,合格证号:SCXK(陕)字第2014-002号。
2实验方法
2.1痛风症大鼠模型的制备痛风动物模型制作方法在国外Coderre[8-10]等经典方法的基础上略作改进:雄性SD大鼠,适应性饲养3 d,禁食(不禁水)12 h,乙醚麻醉,大鼠仰卧固定,右后肢踝关节周围脱毛,碘伏消毒,踝关节弯曲,在踝关节背部,用6号注射针从45度方向插入,感觉有落空感后,注射30 g·L-1尿酸钠溶液100 μL,关节囊鼓起。空白对照组注射等体积的生理盐水[11]。
2.2治疗方法将48只大鼠随机分为6组,每组8只,分别为空白对照组、模型对照组、阳性对照组(雷公藤多苷片)、葡萄酒协同洋葱低剂量组、葡萄酒协同洋葱中剂量组和葡萄酒协同洋葱高剂量组。定时灌胃给药,连续7 d。阳性对照组是8 mg·kg-1的雷公藤多苷片。葡萄酒协同洋葱低、中、高剂量组分别按照3,6和9 mL·kg-1的剂量给予葡萄酒协同洋葱,正常对照组与模型组按照9 mL·kg-1给予生理盐水[12]。
2.3观察指标
2.3.1一般体征观察大鼠肢体的活动情况以及右后肢踝关节的外观等[13]。
2.3.2IL-1β、UA和CAT的测定在给药第7天,水合氯醛合剂麻醉后,腹主静脉取血,以3 000r·min-1离心10 min,取上清液,测定血清中IL-1β(白细胞介素1β)、UA(尿酸)和CAT(过氧化氢酶)的水平。
2.3.3组织病理学检查取右后肢踝关节关节滑膜组织,中性甲醛固定、脱钙、石蜡包埋、切片、HE染色。显微镜下观察关节滑膜组织形态学变化[14]。
3结果
3.1动物一般体征在被注射尿酸盐溶液后第2 天,痛风症模型大鼠肢体不愿着力负荷,且足爪卷曲、行走迟缓,踝关节均出现不同程度的肿胀。有个别动物后肢过度俯屈,甚至跛行。实验结束时,正常对照组大鼠精神状态好,生长发育情况好。模型对照组大鼠毛色暗淡,不爱运动,精神状态不佳,足踝关节肿胀明显。阳性对照组大鼠的运动情况得到良好改善,与模型组大鼠相比,踝关节肿胀情况情况有所缓解和恢复。葡萄酒协同洋葱低、中、高剂量组大鼠的精神以及运动情况,随剂量递减而得到相应的改善,踝关节肿胀情况也有所改善。
3.2 IL-1β、UA和CAT的检测结果与空白对照组相比,模型对照组血清中UA和IL-1β水平都明显升高(P<0.05或0.01)。阳性对照组、葡萄酒协同洋葱低剂量组、葡萄酒协同洋葱中剂量组和葡萄酒协同洋葱高剂量组与模型对照组相比,腹膜巨噬细胞产生的IL-1β炎性介质的水平和血清中UA含量明显降低(P<0.05或0.01),并接近正常水平,缓解机体的炎症反应,见图1(A和B)。与空白对照组相比,模型对照组血清中CAT水平显著降低(P<0.01)。阳性对照组、葡萄酒协同洋葱低剂量组、葡萄酒协同洋葱中剂量组和葡萄酒协同洋葱高剂量组与模型对照组相比,都能够显著升高血清中CAT抗氧化酶活性(P<0.01),并接近正常水平,见图1(C)。
图1葡萄酒协同洋葱对大鼠血清中尿酸、 白介素和过氧化氢酶的影响
注: 与模型组比较*P<0.05,**P<0.001
Fig.1 Effect of red wine combined with onion on the UA, IL-1βand CAT in rats
3.3踝关节滑膜病理切片检查正常对照组(A)大鼠踝关节滑膜组织中细胞分布均匀,边缘界限整齐,结构清晰可见,胞浆丰富,核圆居中,且大小均一。模型对照组(B)大鼠滑膜组织中,细胞萎缩,边缘界限不清晰,结构紊乱松散。大部分细胞核固缩变小,脱颗粒明显。阳性对照组(C)大鼠滑膜,细胞结构清晰,边缘整齐,滑膜组织完整,细胞体积较正常,但也有少量细胞呈萎缩状,细胞核略有缩小,与正常对照组的滑膜组织相似;葡萄酒协同洋葱低剂量组(D)大鼠滑膜细胞结构不清晰,有一定数量细胞核固缩,损伤程度较模型对照组轻。葡萄酒协同洋葱中剂量组(E)大鼠滑膜细胞结构不清晰,部分细胞核固缩,未见其他明显病变。损伤程度较葡萄酒协同洋葱高剂量组轻。葡萄酒协同洋葱高剂量组(F)大鼠滑膜组织部分细胞核固缩,细胞结构不清晰,未见其他明显病变。见图2。
图2葡萄酒协同洋葱对大鼠滑膜病理切片的影响(HE, ×200)
a.正常对照组;B.模型对照组;C.阳性对照组;D.葡萄酒协同洋葱小剂量组;E.葡萄酒协同洋葱中剂量组;F.葡萄酒协同洋葱大剂量组
Fig.2 The effect of red wine combined with onion on the pathological section of synovial in rats(HE,×200)
a. control group: the structure of synovial was normal;B. model group: the structure of synovialwasdisorder and cell shrinkage, and inflammatory cell infiltration;C. positive control group: the structure of synovial was normal;D. wine combined with onion group (low);compared with model group, the structure of synovial and cell shape improved, inflammatory cells reduced;E.wine combined with onion group (middle): compared with model group, the structure of synovialand cell shape improved, inflammatory cells reduced;F.wine combined with onion group (high):compared with model group, the structure of synovial and cell shape improved, inflammatory cells reduced
4讨论
痛风是由于嘌呤代谢异常、尿酸合成增加或排泄不良导致血中尿酸升高。肾功能异常时,由于肾脏代谢障碍,尿酸清除率下降,会引起尿酸水平上升[15],血浆中的尿酸达到饱和时,会引起尿酸钠结晶沉积在血管相对缺乏的远端关节周围组织中,这种结晶的蓄积可导致单关节或者多关节的急性炎性滑膜炎。表现为受累关节严重的疼痛、肿胀、红斑、僵硬和发热,且症状发生较突然。目前该疾病的治疗包括大剂量非甾体抗炎药或者秋水仙碱,以及关节清理术、植入式关节成形术和关节融合术等方法[16]。
近年来,许多研究报道, 葡萄酒和洋葱都具有抗炎、 抗氧化作用。葡萄酒中的花青素、 单宁酸和白藜芦醇等,都是抗氧化剂,可有效降低病变部位的炎症反应[17]。洋葱中的槲皮素和硒元素是有效的抗氧化剂,能刺激人体免疫反应[18]。中医学中亦有痛风病名,且历代医学家对此有所论述。主要分为湿热阻痹、瘀热内郁、痰湿阻滞、肝肾阴虚、风寒湿痹型。主要原因是: 风、寒、湿三气杂至,侵袭机体,痹阻经络,气血运行不畅,不通则痛,故见肢体、关节疼痛。风邪偏胜者则关节呈游走性痛;寒偏胜者则见关节剧痛,痛有定处;湿邪偏胜者则以关节肿胀肿痛、肌肤麻木为主,寒湿之邪均为阴邪,故见阴雨天加重。而洋葱味甘、微辛、性温,入肝、脾、胃、肺经,具有润肠、理气和胃、健脾进食、发散风寒、温中通阳、消食化肉、提神健体和散瘀解毒的功效,对于痛风症具有显著的疗效[19]。
该实验运用尿酸钠破坏大鼠踝关节滑膜引起实验性痛风症[20]。尿酸钠被认为与痛风性关节病的发病机制有关。痛风发作时,尿酸钠晶体蓄积在滑膜组织和关节软骨处,继而被关节液中的白细胞吞噬,随后白细胞破裂,关节液中蓄积大量的蛋白酶和炎性因子,促使关节液中的白细胞增多,白细胞继续吞噬了尿酸盐结晶,再破裂释放出酶和炎性成分,因而形成恶性循环[21],进一步加剧了急性滑膜炎和关节软骨的破坏[22-23]。尿酸在组织中的浓度很低,用尿酸钠造模方便、有效、快捷,是实验性痛风症模型普遍使用的药物。
葡萄酒协同洋葱对急性痛风症模型小鼠治疗进行实验研究,发现葡萄酒协同洋葱低、中剂量组与模型对照组相比,可显著降低腹膜巨噬细胞产生的IL-1β炎性介质的水平和血清中UA含量(P<0.05或0.01),显著升高血清中CAT抗氧化酶活性(P<0.01),这表明葡萄酒协同洋葱对大鼠的痛风症具有明显的治疗作用,且低剂量组优于高剂量组。究其原因,可能与葡萄酒、洋葱可减弱尿酸钠对关节滑膜的损伤或减轻痛风部位的炎症反应有关,但其作用机制仍待进一步研究。根据以上实验结果,可以推断出葡萄酒协同洋葱的作用:①抗氧化作用,提高过氧化氢酶的活性,提高痛风部位的抗氧化效率,可能加速过氧化氢等氧自由基的分解,减缓痛风部位的氧化反应,改善病情;②抗炎作用:显著降低血液中白细胞介素含量,可能降低痛风部位的炎症反应,消肿、 止痛,改善病情;③对尿酸的清除作用:血液中的尿酸含量减少,可能对关节囊、关节液及关节滑膜中的尿酸结晶起清除作用,消除了病因并改善病情,但其具体机制还有待进一步研究。
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Study on wine combined with onion in the treatment of acute gouty arthritis
HUA Fei1,2, CAO Yu1, SONG Fan1,2, ZHANG Huan3, WANG Siwang1,2, SUN Jiyuan1,2*(1.Department of Natural Medicine, School of Pharmacy, the Fourth Military Medical University, Xi′an 710032, China; 2. Collaborative Innovation Center for Chinese Medicine in Qinba Moutains, the Fourth Military Medical University, Xi′an 710032, China; 3.Department of Cardiovascular Medicine, Xi′an Central Hospital, Xi′an 710018, China)
Abstract:ObjectiveTo study the therapeutic effect of wine combined with onion on acute gouty arthritis (GA) in the animal model of sodium urate (monosodium urate monohydrate, MSU) crystal-induced inflammations. Methods 48 healthy male SD rats were randomly divided into six groups: control group, model group, positive group, low dose group, middle dose group and high dose group. GA models were made by using MSU. Control group and model group were given normal saline, positive group were given Tripterygiumwilfordii Glycosides Tablets, and low dose group, middle dose group and high dose group were given different doses of wine (onion). Wine (onion), Tripterygiumwilfordii Glycosides Tablets or normal saline was given orally. The 1evels of UA, IL-1β and CAT in plasma were determined with thiobarbituric acid (TBA).The pathological changes of ankle synovial were observed with microscope. Results Low dose of 3 mg·kg-1wine (onion) significantly reduced ankle swelling and the contents of IL-1β (P<0.01) in GA rat, increased the activity of CAT (P<0.01); Low and middle (6 mg · kg-1) dose significantly declined the level of serum UA (P<0.01); Ankle synovial showed remarkable lesions in MSU-induced GA rats, treated with wine combined with onion, and the pathology of ankle synovial were alleviated. Conclusion Wine combined with onion can reduce the levels of serum UA and IL-1β in MSU-induced GA rats, enhance the activity of CAT, indicating the therapeutic effect of protecting and repairing the ankle synovial disease, the mechanism of which may be related to the antioxidant effects.
Key words:wine; onion; sodium urate; gouty arthritis
(收稿日期:2015-07-12)
*通信作者:孙纪元,男,副教授
作者简介:华菲,女,硕士研究生
中图分类号:R965
文献标志码:A
文章编号:1004-2407(2016)02-0168-04
doi:10.3969/j.issn.1004-2407.2016.02.017