甘西鼠尾草对大鼠高原缺氧性组织损伤的保护作用※

王亚峰，王爱霞，严英俊，王生彪，朵德龙，李 茜

(青海省人民医院，810007)

甘西鼠尾草(Salvia przewalskii.SP)作为青藏高原丹参的代用品，在防治急慢性高原病方面的应用，学界仍存争议。本研究就SP对高原缺氧性大鼠多个器官损伤的系统性作用开展相关研究，现将有关结果报告如下。

1 材料与方法

1.1 动物

SD大鼠，SPF级，雄性，体重120～160 g，购自西安交通大学实验动物中心，许可证号：SCXK(陕)2017-003。

1.2 药品与试剂

SP药液制备：药材采自青海省民和县前河乡境内，并由青海师范大学陈志教授鉴定为唇形科植物甘西鼠尾草。药材以根入药，经阴干、粉碎和过筛处理，所得粉末用70%的乙醇溶液超声提取(功率：180W，频率：40kHz)50 min，离心(3000r/min)取上清液，通过旋蒸干燥得浸膏粉，用前用蒸馏水配成所需浓度的混悬液。

其他药品和试剂：氨基甲酸乙酯(乌来糖)购自上海展云化工有限公司，批号：171101；4%多聚甲醛固定液购自福州飞净生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 分组与给药

大鼠分成4组(每组10只)：对照组(饲养于青海大学医学院，海拔2260m)，缺氧组、缺氧+SP剂量组(0.5、2g·kg-1，剂量分别为临床成人常用剂量的等效剂量的0.5倍和1倍。均饲养于青海省果洛州玛多县人民医院，海拔4260m)，大鼠均适应性喂养3天后灌胃给药(对照组和缺氧组给予相应体质量的蒸馏水)，连续4 w，其间所有大鼠均予自由饮食饮水。

1.3.2 组织取材、HE染色及图像采集

4 w后组织取材、HE染色及图像采集参照文献方法[1-2]。

2 结果

2.1 对肺组织的作用

如图1所示，对照组肺泡结构完整，形态规则，大小均匀，肺泡腔清晰，肺泡间隔较薄，可见毛细血管；缺氧组肺组织肺泡数量减少，部分肺泡腔体积缩小，且结构紊乱，肺间质及肺泡腔内可见红细胞漏出，肺泡间隔增厚，毛细血管严重充血且管壁增厚；缺氧+0.5 g·kg-1SP组肺泡壁较缺氧组薄，肺泡结构和形态较缺氧组相对正常，肺泡间隔增厚和毛细血管充血较缺氧组有所减轻；缺氧+2g·kg-1SP组肺泡细胞结构清晰完整，大小均匀，肺泡间隔较缺氧组明显变薄，毛细血管充血明显减轻，趋于正常。

A：Lung tissue in control group；B：Lung tissue in hypoxia group；C：Lung tissue in hypoxia+0.5 g·kg-1SP group；D：Lung tissue in hypoxia+2g·kg-1SP group

图1肺组织HE染色图(×200)

Figure1HE staining of lung tissue in different group(×200)

2.2 对心肌组织的作用

如图2所示，对照组心肌细胞和纤维排列整齐，紧密，连续性较好；缺氧组心肌纤维界限不清，心肌间隙增大，整体排列紊乱；缺氧+0.5 g·kg-1SP组心肌细胞和纤维的排列较缺氧组整齐，心肌间隙变小；缺氧+2g·kg-1SP组心肌细胞和纤维形态及排列均较缺氧组明显改善，趋于正常。

A：Myocardial tissue in control group；B：Myocardial tissue in hypoxia group；C：Myocardial tissue in hypoxia+0.5 g·kg-1SP group；D：Myocardial tissue in hypoxia+2 g·kg-1SP group

图2心肌组织HE染色图(×200)

Figure2HE staining of myocardial tissue in different group(×200)

2.3 对肝组织的作用

如图3所示，对照组肝细胞形态正常，结构清晰；缺氧组肝细胞肿胀且排列紊乱、肝窦和中央静脉严重充血；缺氧+0.5 g·kg-1SP组肝细胞形态和肝窦充血情况较缺氧组无明显变化；缺氧+2 g·kg-1SP组肝细胞形态较缺氧组明显正常化，结构较清晰，肝窦充血明显减轻。

A：Liver tissue in control group；B：Liver tissue in hypoxia group；C：Liver tissue in hypoxia+0.5 g·kg-1SP group；D：Liver tissue in hypoxia+2 g·kg-1SP group

图3肝组织HE染色图(×200)

Figure3HE staining of liver tissue in different group(×200)

2.4 对脾组织的作用

如图4所示，对照组脾脏被膜正常且细胞排列整齐有序，红髓和白髓数量结构正常；缺氧组脾脏被膜明显增厚且细胞排列紊乱，红髓中可见脾窦严重充血；缺氧+0.5 g·kg-1SP组脾脏被膜厚度和细胞排列较缺氧组改善，脾窦轻度扩张充血；缺氧+2 g·kg-1SP组脾脏被膜明显变薄，细胞排列整齐，红髓和白髓数量结构趋于正常。

A：Spleen tissue in control group；B：Spleen tissue in hypoxia group；C：Spleen tissue in hypoxia+0.5 g·kg-1SP group；D：Spleen tissue in hypoxia+2 g·kg-1SP group

图4脾组织HE染色图(×200)

Figure4HE staining of spleen tissue in different group(×200)

2.5 对肾组织的作用

如图5所示，对照组肾小球和肾小管结构清晰；缺氧组肾小球代偿性肥大，肾小球囊管腔变小，系膜细胞增多，毛细血管袢增厚，肾小管上皮细胞肿胀，胞质疏松化，管腔变小；缺氧+0.5 g·kg-1SP组较缺氧组无明显改善；缺氧+2 g·kg-1SP组较缺氧组肾小球明显缩小，肾小球囊管腔趋于正常，肾小管上皮细胞肿胀明显减轻。

A：Kidney tissue in control group；B：Kidney tissue in hypoxia group；C：Kidney tissue in hypoxia+0.5 g·kg-1SPgroup；D：Kidney tissue in hypoxia+2 g·kg-1SP group

图5肾组织HE染色图(×200)

Figure5HE staining of kidney tissue in different group(×200)

3 讨论

久居海拔2500 m以上的高原地区，缺氧可直接影响肺血管和全身阻力血管的血管张力，从而导致呼吸系统、心血管系统等发生一系列的生理改变[3]。短暂性缺氧造成的轻微损伤机体可在缺氧初期作生理性调整[4]，但长期缺氧造成的机体多个器官损伤须作药物性干预。

肺是对缺氧响应敏感的器官之一，肺泡中氧分压降低至一定水平后可迅速引起肺血管收缩和肺泡发生相应的改变[5]。本研究发现，在海拔4300 m左右的玛多县连续低氧处理4 w，大鼠肺组织出现肺泡数量减少、肺泡腔体积缩小、肺泡间隔增厚、毛细血管严重充血等病变。研究发现[6]肺泡间隔增厚可引起肺气血屏障功能减弱，进而通气及气体交换功能下降，并进一步形成恶性循环。而缺氧+SP组大鼠的肺泡结构、肺泡隔增厚及毛细血管充血较缺氧组明显改善，且以缺氧+2 g·kg-1SP组的效果最显著，提示SP可通过保护肺泡的正常结构、改善肺通气功能而防止高原缺氧性肺损伤。

心脏是机体耗氧耗能最大的器官之一，连续充足的供氧是维持心肌活力和功能的重要因素，而高原缺氧可引起心血管循环系统中的氧含量降低，进而影响正常的心肌代谢[7]。本研究发现，缺氧组大鼠出现心肌纤维界限不清、心肌间隙增大和排列紊乱的情况，而缺氧+SP组大鼠心肌纤维形态和排列较缺氧组明显改善，且以缺氧+2 g·kg-1SP组的改善效果更佳，提示SP提取物可通过保护心肌的正常形态免遭破坏而防止高原缺氧性心肌损伤。

肝脏是机体的重要代谢器官，缺氧不仅造成肝细胞的损伤和炎症，而且抑制肝细胞再生，此外肝细胞的病变可进一步促进肝脏缺氧，形成恶性循环[8]。本研究发现连续高原低氧处理4 w的大鼠肝细胞发生肿胀和坏死，排列紊乱且肝窦和静脉区域充血严重，与文献报道一致[9]。而缺氧+SP组大鼠肝细胞病理改变较缺氧组为轻，且以缺氧+2 g·kg-1SP组减轻效果更明显，提示SP提取物可通过维持肝细胞形态、减少肝窦及静脉充血而防止机体发生高原缺氧性肝损伤。

脾脏通常被认为是机体红细胞的动态储存器[10]，高原持续低氧环境可导致脾脏充血和网状内皮系统增生，引起脾脏代偿性肿大[11]。本研究中缺氧组大鼠脾脏内膜增厚且细胞排列紊乱，而缺氧+SP组大鼠脾脏的病理改变随SP浓度升高而明显减轻，提示SP可能通过抑制内皮系统的异常增生而防止脾脏发生高原缺氧性损伤。

肾脏在高原缺氧条件下，因机体循环系统内的氧分压和氧含量均降低，无法满足正常代谢的氧需求，引起肾小球通透性增加和肾小管重吸收减少，从而导致肾功能降低[12-13]。本研究发现，缺氧组大鼠发生肾小球代偿性肥大，系膜细胞增多，毛细血管袢增厚，肾小管上皮细胞肿胀和胞质疏松化等病理改变，与文献报道[14]一致。而缺氧+SP组大鼠肾小球和肾小管病变及毛细血管充血随SP浓度升高而明显减轻，提示SP提取物可通过保护肾小球和肾小管正常形态、减轻毛细血管充血而防止肾脏发生高原缺氧性损伤。

本研究发现即使是同组的大鼠，相同组织的病理损伤程度并非完全一致，亦存在轻重差异，主要原因可能是个体差异引起的机体对高原环境的耐受程度和适应能力不同所致，但多数大鼠在高原环境处理4 w后均出现不同程度的器官损伤。

综上所述，慢性高原缺氧对大鼠肺、心、肝、脾、肾等多个器官均可造成不同程度损伤，进而影响各组织的正常功能。而SP可通过保护上述组织的正常形态和结构免遭高原缺氧环境的破坏而发挥疗效。但目前其发挥药理作用的主要成分及分子机制尚不清楚，有待进行进一步的研究。