开通玄府法对脑出血后血脑屏障双向调节的作用❋
2018-12-17,
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(西南医科大学附属中医医院心脑病科,四川 泸州 646000)
出血性脑卒中是临床常见的危急重症,而脑出血后脑水肿是导致病情进一步加重甚至死亡的关键因素[1],其水肿的发生发展又与血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的破坏与功能障碍密切相关。然而目前尚未发现具有调节BBB功能障碍的西药,但已有研究发现芳香开窍类中药对BBB通透性具有双向调节作用[2]。本课题组继承全国名老中医王明杰的“玄府理论”学术思想,发现脑之玄府在结构与功能上均与BBB具有着明显的相关性[3],但是尚不明确以开通玄府为法的风药组方是否如同芳香开窍药对BBB仍具有双向调节的作用,是否能双向调节脑出血后BBB的功能障碍,从而减轻脑水肿。因此,本实验在前期研究成果及临床经验的基础上,拟定风药、虫类药组方以开通脑之玄府,研究开通玄府法对脑出血后BBB所具有双向调节的作用。
1 材料与方法
1.1 实验动物
清洁级健康雄性SD大鼠60只,体质量270~320 g,由西南医科大学动物实验中心提供(许可证号SCXK(川)2013-17)。
1.2 主要药物及试剂
祛风通窍方组成:麻黄 10 g,麝香0.1 g,水蛭3 g,地龙10 g,全蝎5 g,茯苓15 g,石菖蒲10 g。其中水蛭、地龙、全蝎经醇化提取,石菖蒲提取挥发油,除麝香外全方药味水煎并浓缩至2 g/ml,麝香研磨加入浓缩液。试剂:水合氯醛:Solarbio(批号421E021);戊巴比妥钠,由西南医科大学药理实验室提供;0.5%伊文思蓝(Evens blue):Solarbio(批号20170412)。
1.3 主要实验仪器
大鼠脑立体定位仪,由西南医科大学神经生物学教研室提供;50 μl微量进样器,上海高鸽工贸有限公司;Multiskan FC 酶标仪,Thermo;FA2204B电子天平,上海精科天美科学仪器有限公司。
1.4 动物分组及给药
将60只SD大鼠按随机数字表法分为假手术组、模型组、加减祛风通窍方低、中、高剂量组(分别简称为“低剂量组”“中剂量组”“高剂量组”)每组各12只。大鼠造模前12 h灌胃1次,造模后每天灌胃1次,共灌胃7次。给药剂量换算:大鼠的剂量(mg/kg)=折算系数(W=6.25)×人的剂量(mg/kg),即低、中、高剂量组分别为2.77、5.53、11.06 g/kg·d-1。
1.5 动物造模及模型评估
大鼠术前禁食禁饮12 h,称重后2%戊巴比妥钠(40 mg/kg)、10%水合氯醛(200 mg/kg)分别腹腔麻醉,俯卧位固定于脑立体定位仪,头部及尾部备皮消毒,沿头皮正中纵行切开约1 cm,双氧水腐蚀骨膜,参照《大鼠脑立体定位图谱》[4]进行尾壳核定位(前囟前0.2 mm,中线右侧旁开3.0 mm处),12号针头钻孔直径约1 mm,暖水袋包裹鼠尾2~3 min,距鼠尾尖3~4 cm用10号刀片尖切断尾动脉,微量进样器取不抗凝血50ul,针尖中点自钻孔处颅骨表面进5.5 mm,按20ul/min匀速注血,留针15 min缓慢退针,骨蜡封孔,缝合头皮,青霉素8U腹腔注射。假手术组以生理盐水代替自体血。参照Zea Longa[5]5分制法制定神经功能缺损评分:无神经功能缺损症状,记0分;提尾倒挂时血肿对侧前肢紧贴胸壁或不能伸展,记1分;行走时向一侧转圈追尾,且血肿对侧前肢长拖或蜷缩,或有上述1分症状伴侧推时轻瘫侧抵抗力减弱,记2分;行走或站立时向血肿对侧倾倒,记3分;意识障碍且不能行走,记4分,1~3分者为模型成功纳入实验。死亡大鼠及造模不成功大鼠随机补充。
1.6 标本采集
术后6 h、3 d、7 d 3个时点取各组内4只大鼠,0.5%伊文思蓝(6 ml/kg)经尾静脉注射见巩膜及皮肤变蓝,循环1 h后10%水合氯醛(40 mg/kg)腹腔麻醉,迅速开胸暴露心脏,用接有输液器的磨钝10号针头与心尖左缘成 45°向上进针,插送至主动脉起始部,止血钳固定针头,剪开右心耳,4 ℃生理盐水100 ml快速滴注,并用止血钳夹闭腹主动脉,至右心耳流出清澈液,改用4%多聚甲醛50 ml先快后慢滴注,待大鼠上肢及颈部明显僵硬,断头器断头开颅取脑,在冰块托盘内进行取材。
1.7 检测伊文思蓝含量(Evens blue,EB)反映血脑屏障通透性
图1显示,冠状位切取针孔后约3 mm脑组织,沿矢正中线切分出血侧与未出血侧,称重后放入组织匀浆器中,加入1.5 ml PBS液,将脑组织制成匀浆液,离心机4 ℃,2000 r/20 min,取上清1 ml加入1 ml 100%三氯乙酸,4 ℃孵育 24 h后,2000 gr/20 min。取上清液200 μl移入酶标板,用酶标仪测620 nm处吸光值(OD值)。EB标准曲线绘制:配置空白对照液(1 ml PBS液:1 ml 100%三氯乙酸)及EB标准液,微量移液器取0.5%伊文思蓝0.1 ml加入0.4 ml空白对照液中配置成第一管液(1000 μg/ml),取第一管液0.1 ml加入0.1 ml空白对照液配置成第二管液(500 μg/ml),以此类推,每次稀释2倍,至第十四管液(0.122 μg/ml)。选择第九管至十四管液的OD值,绘制EB标准曲线,计算每克脑组织EB含量,结果以 μg/g表示(与血脑屏障通透性呈正相关)。
图1 伊文思蓝含量标准曲线( μg/ml)
1.8 统计学方法
2 结果
2.1 神经功能缺损情况
造模后假手术组大鼠无神经功能缺损体征,模型组及各给药组大鼠出现反应迟钝、摄食和自由活动减少及神经功能缺损体征。大鼠造模清醒1 h后偏瘫体征明显,表现为左前肢蜷缩不能完全伸展或长拖,行走向一侧转圈或向偏瘫侧倾倒等。评分1分的大鼠,术后1~2 d偏瘫体征稳定后逐渐改善。模型组及低剂量组内评分2~3分的大鼠,术后2~3 d偏瘫体征加重,部分死亡,术后4 d后偏瘫体征逐渐改善。与模型组比较,中、高剂量组大鼠自主活动恢复较快,神经缺损症状较轻,大多数表现为左前肢不能完全伸展或长拖,无意识障碍及死亡。
2.2 出血侧脑组织EB比较
表1显示,与假手术组比较,模型组、低剂量组、中剂量组在各个时间点EB均升高,差异有统计学意义(P<0.05);高剂量组在6 h、3 d时EB升高,差异有统计学意义(P<0.05)。与模型组比较,低剂量组在6 h、3 d时EB降低,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,中、高剂量组在3个时点EB均降低,差异有统计学意义(P<0.05)。
表1 各组大鼠脑出血侧脑组织EB(μg/g)比较
注:与假手术组比较:aP<0.05;与模型组比较:bP<0.05;与低剂量组比较:cP<0.05;与中剂量组比较:dP<0.05
2.3 未出血侧脑组织EB比较
表2显示,与假手术组比较,模型组、低剂量组、中剂量组、高剂量组在各个时间点EB均升高,差异有统计学意义(P<0.05)。与模型组比较,低、中剂量组在3 d时EB升高,差异有统计学意义(P<0.05);在7 d时EB降低,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,高剂量组在6 h、3 d时EB升高,差异有统计学意义(P<0.05);在7 d时EB降低,差异有统计学意义(P<0.05)。
表2 各组大鼠未出血侧脑组织EB(μg/g)的比较
注:与假手术组比较:aP<0.05;与模型组比较:bP<0.05;与低剂量组比较:cP<0.05;与中剂量组比较:dP<0.05
3 讨论
脑出血后脑水肿与BBB破坏[6]及其双向调节功能障碍[7]密切相关,而BBB是位于脑组织和外周血液之间的复杂细胞结构,能调节和保证大脑内环境的稳定[7]。BBB损坏后,其双向调节功能障碍会导致其通透性增加,水分容易进入脑内形成脑水肿。然而目前尚未发现具有改善BBB功能并调节其通透性的西药,因此探究具有多靶点、多方面、整体调节改善BBB功能以减轻脑出血后脑水肿的中药汤剂具有重要意义。
玄府起源于《黄帝内经》,亦有“汗空”“腠理”“气门”“鬼门”等称谓,金元医家刘完素在《素问玄机原病式》中提出:“玄府者,无物不有,人之脏腑,皮毛,肌肉,筋膜,骨髓,爪甲,至于世之万物,尽皆由之,乃气出入升降之道路门户也。”基于目前玄府理论的诸多研究,可以认为玄府是遍布全身的最为细小的微观结构,而其所具有的广泛性、微观性、开阖性和通利性均与BBB结构及功能有着明显的相关性。从“玄府-血脑屏障”的角度对脑出血后脑水肿进行中医病机分析,脑中气机逆乱是引发中风病的始动因素,玄府失司、开阖失常是中风病的基本病机,水瘀内停、玄府郁闭是导致后期病情加重的重要因素。
导师白雪继承全国名老中医王明杰“玄府理论”学术思想,根据多年的临床经验,以风药、虫类药组方“祛风通窍方[8]”论治脑病,并已获得较多的科研成果。根据“玄府以通为用”“以通为顺,以闭为逆”等原则,治以风药、虫类药开通玄府,则可减轻脑水肿。本实验化裁上方重用麻黄治疗脑出血,既源于玄府理论对麻黄的认识,亦借鉴祛外风药治疗中风的经验,如小续命汤。
肖农等[9]研究发现,麻黄碱可促进脑缺血大鼠中枢神经系统内多种神经递质的释放,提高参与神经元重塑的蛋白分子表达;麝香具有改善脑循环及抗炎的作用,其组分麝香酮能可逆性下调紧密连接蛋白Claudins家族基因表达[10],使紧密连接结构疏松,开启BBB;水蛭治疗脑出血具有抗凝血酶、调节Claudin-5的表达[11]、改善BBB通透性的作用[12]。地龙能溶解体内血栓、抗自由基、保护内皮细胞[13];全蝎具有抗凝、抗氧化作用;茯苓具有抗氧化、抗炎作用。吴启端等[14]发现,石菖蒲挥发油、β-细辛醚能明显提高BBB通透性,从而提高脑部的药物浓度。
实验结果显示,加减祛风通窍方能降低脑出血后出血侧BBB通透性,抑制脑水肿加重,并存在一定的量效关系。从现代药理研究分析,可能与麻黄、水蛭、地龙、全蝎抗凝血作用减少凝血酶的产生,减少基质金属蛋白酶激活,抗氧化、减少自由基的产生有关,亦与水蛭素提高紧密连接相关蛋白Claudin-5的表达,改善BBB的作用有关。研究还发现,脑出血后未出血侧的BBB通透性亦会升高,可能是脑出血后大量自由基、血管活性物质等循环到未出血侧脑组织导致的。此方能够使未出血侧BBB通透性在脑出血后的某段时期进一步升高,可能与石菖蒲、麝香酮下调Claudins蛋白的表达,致使紧密连接结构疏松、提高BBB通透性有关。因此,风药、虫类药组方开通玄府对脑出血后BBB具有双向调节作用,即一方面能降低病理性BBB通透性,另一方面能够使未出血侧BBB通透性在脑出血后某段时期进一步升高,但其开放作用可能属于病理状态与药理作用的共同结果。此开放作用能否促进药物进入脑组织以增强疗效,以及此双向调节作用是否与水蛭素、石菖蒲、麝香酮的“相反作用”有关,均需今后深入研究。