北五味子多糖抗焦慮和鎮靜催眠作用

王春梅，李　賀，孫靖輝，孫紅霞，賈　昊，陳建光，范新田*

（北華大學藥學院，吉林 吉林 132013）

北五味子多糖抗焦慮和鎮靜催眠作用

王春梅，李賀，孫靖輝，孫紅霞，賈昊，陳建光，范新田*

（北華大學藥學院，吉林 吉林 132013）

目的：觀察北五味子多糖（Schisandra chinensis polysaccharide，ScP）的抗焦慮和鎮靜催眠作用并初步探討其作用機制。方法：將40 只ICR小鼠隨機分為空白對照組、ScP低劑量組（75 mg/kg，以體質量計，下同）、ScP中劑量組（150 mg/kg）、ScP高劑量組（300 mg/kg），每天兩次灌胃給藥，連續7 d，采用自主活動記錄儀觀察北五味子多糖對小鼠自主活動的影響；觀察北五味子多糖對閾下劑量戊巴比妥鈉誘導小鼠睡眠只數、睡眠潛伏期以及對閾劑量戊巴比妥鈉誘導小鼠睡眠時間的影響；采用國際通用的高架十字迷宮（elevated plus maze，EPM）焦慮動物模型，觀察北五味子多糖的抗焦慮作用。采用酶聯免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）檢測小鼠腦組織中γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）和谷氨酸（glutamate，Glu）含量，初步探討其作用機制。結果：北五味子多糖明顯減少小鼠自主活動次數（P＜0.05或P＜0.01），增加閾下劑量戊巴比妥鈉誘導小鼠睡眠只數，縮短小鼠睡眠潛伏期（P＜0.05），顯著延長閾劑量戊巴比妥鈉誘導的小鼠睡眠時間（P＜0.05或P＜0.01），增加EPM模型小鼠進入開放臂次數（open arm entry，OE）（P＜0.01）和開放臂停留時間（open arm time，OT）（P＜0.05），并可明顯降低小鼠腦組織中谷氨酸含量（P＜0.05）。結論：北五味子多糖具有鎮靜、催眠及抗焦慮作用，其機制可能與減少腦組織中谷氨酸含量有關。

北五味子多糖；鎮靜；催眠；抗焦慮

現代社會快節奏的生活導致睡眠障礙和焦慮癥的人數越來越多，嚴重危害了人類的健康［1］。目前臨床治療失眠和焦慮的藥物普遍存在宿醉、耐受性、依賴性等不同程度的不良反應［2］。因此，尋找既安全又有效的鎮靜催眠、抗焦慮藥物具有重要意義。北五味子（Schisandra chinensis Baill.）是我國著名的傳統中藥，為長白山道地藥材，具有益氣生津、收斂固澀、寧心安神等作用，且對五臟發揮平衡作用，是一種值得研發的中草藥［3］。已有研究證明北五味子本品及其提取物具有鎮靜催眠作用［4-7］，但均未對其具體成分進行深入研究。本實驗對北五味子多糖（Schisandra chinensis polysaccharide，ScP）的鎮靜催眠及抗焦慮作用進行研究，并初步探討其作用機制。

1　材料與方法

1.1動物、材料與試劑

清潔級健康ICR小鼠，體質量（20±2） g，由長春億斯實驗動物研究中心提供，許可證號為SCXK-（吉）2012-0005，合格證號為0007195。分籠飼養小鼠，飼料供給充足、不限飲水，室溫20～25 ℃，適應環境7 d后使用。

北五味子多糖由北華大學林學院食品科學與工程實驗室優選新品種北五味子制得，首先通過超臨界CO2流體萃取將北五味子中水溶性成分和脂溶性成分分離，然后利用超聲波產生的強烈振動、高加速度、強烈空化效應及攪拌作用，經超聲波預處理40 min后進行浸提，再經酶法與三氯乙酸結合脫蛋白得北五味子粗多糖，提取率為77.6%，純度可達50%以上［8］。

戊巴比妥鈉（批號：090919） 北京化學試劑公司；小鼠γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）酶聯免疫吸附（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）試劑盒、谷氨酸（glutamate，Glu）ELISA試劑盒 美國GBD公司。

1.2儀器與設備

YLS-1A多功能小鼠自主活動記錄儀和小動物行為學系統 成都太盟科技有限公司；JY92-IID超聲波細胞粉碎儀、S10手提式高速分散器 寧波新生生物科技股份有限公司；全自動酶標儀 瑞士Tecan集團。

1.3方法

1.3.1動物分組及處理

ICR小鼠200 只，雌雄各半，分5 批進行實驗，每批40 只，隨機分成4 組，分別為空白對照組、ScP低劑量組（75 mg/kg，以體質量計，下同）、ScP中劑量組（150 mg/kg）、ScP高劑量組（300 mg/kg），每組10 只。各給藥組分別灌胃給予相應劑量北五味子多糖，空白對照組給予相同體積蒸餾水，每天早、晚2 次，灌胃容量均為0.1 mL/10 g，連續灌胃7 d，于末次給藥前8 h禁食，分別進行如下實驗。

1.3.2ScP對小鼠自主活動的影響

末次灌胃給藥40 min后，將各組小鼠置于自主活動儀中，適應5 min后，開始測定各組小鼠的自主活動情況，分別記錄5 min內小鼠的自主活動次數和站立次數。

1.3.3ScP對閾下劑量戊巴比妥鈉誘導小鼠睡眠的影響

經預實驗確定小鼠戊巴比妥鈉閾下劑量為37.5 mg/kg。末次給藥40 min（峰作用出現前10～15 min）后，各組小鼠腹腔注射戊巴比妥鈉37.5 mg/kg，然后記錄30 min內小鼠翻正反射消失1 min以上的數量，并記錄小鼠的睡眠潛伏期。

1.3.4ScP對閾劑量戊巴比妥鈉誘導小鼠睡眠持續時間的影響

經預實驗確定小鼠戊巴比妥鈉閾劑量為49.5 mg/kg。末次給藥40 min（峰作用出現前10～15 min）后，各組小鼠腹腔注射戊巴比妥鈉49.5 mg/kg，然后記錄小鼠的入睡時間和睡醒時間，計算小鼠睡眠持續時間。

1.3.5ScP對高架十字迷宮（elevated plus maze，EPM）焦慮小鼠行為學的影響

末次給藥40 min后，將小鼠從中央格面向閉合臂放入迷宮，記錄5 min內小鼠的活動情況。觀察指標包括：進入開放臂次數（open arm entry，OE）（必須有兩只前爪進入臂內）、開放臂停留時間（open arm time，OT）、進入閉合臂次數（close arm entry，CE）、閉合臂停留時間（close arm time，CT）。記錄并計算進入開放臂次數比例（占進入開放臂和閉合臂次數總和的比例），開放臂停留時間比例（占進入開放臂和閉合臂停留時間總和的比例）。實驗完成后將小鼠取出，將兩臂清理干凈，噴灑酒精除去氣味，最后用Xeye動物行為學軟件進行數據分析。

1.3.6小鼠腦組織中GABA和Glu含量測定

末次灌胃給藥40 min后，所有小鼠于同一時間內（9：00—10：00）斷頸處死，于冰浴皿上快速取出大腦，剝去腦膜，用預冷的生理鹽水洗凈，濾紙吸干，稱質量后置于試管中，加入腦質量9 倍的生理鹽水，高速勻漿制成質量分數10%的腦組織勻漿，4 ℃、2 750 r/min離心30 min，取上清液，采用ELISA法檢測小鼠腦組織中GABA和Glu含量，具體方法參照試劑盒說明書進行。

1.4統計學方法

2　結果與分析

圖1　ScP對小鼠自主活動的影響（x±s，n=10）Fig.1　Effect of Schisandra chinensis polysaccharide on autonomic activities in mice

2.1ScP對小鼠自主活動產生的影響由圖1可知，與空白對照組比較，ScP中、高劑量組小鼠自主活動的次數均明顯減少（P＜0.05或P＜0.01），這說明ScP具有一定的鎮靜作用。

2.2ScP對閾下劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠只數和睡眠潛伏期的影響

表1　ScP對閾下劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠只數和睡眠潛伏期的影響Table1　Effect of Schisandra chinensis polysaccharide on sleeping number and latency in mice induced by sub-threshold dose of sodium pentobarbital

表1　ScP對閾下劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠只數和睡眠潛伏期的影響Table1　Effect of Schisandra chinensis polysaccharide on sleeping number and latency in mice induced by sub-threshold dose of sodium pentobarbital

注：a. 與空白對照組比較，差異顯著（P＜0.05）。下同。

睡眠潛伏期/min空白對照組17.06±1.32組別劑量/（mg/kg）睡眠只數（30 min內）7536.09±1.64 15035.45±0.43 30043.33±0.40aScP組

由表1可知，與空白對照組比較，ScP可以增加閾下劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠只數并縮短小鼠睡眠潛伏期，ScP高劑量組（300 mg/kg）有顯著差異（P＜0.05）。

圖2　ScP對閾劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠持續時間的影響（xFig.2　Effect of Schisandra chinensis polysaccharide on the sleeping time of mice induced by threshold dose of sodium pentobarbital

2.3ScP對閾劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠持續時間的影響由圖2可知，與空白對照組比較，ScP可延長閾劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠持續時間（P＜0.05或P＜0.01），并呈劑量依賴性，結合2.2節實驗結果，說明ScP具有促進小鼠睡眠的作用。

2.4ScP對EPM焦慮小鼠行為學產生的影響由表2可知，與空白對照組比較，ScP低、中、高劑量均對小鼠行為學產生了顯著影響，可增加小鼠進入開放臂次數（P＜0.01）和開放臂停留時間（P＜0.05），說明其具有一定抗焦慮作用。

表2　ScP對EPM焦慮小鼠行為學的影響（xTable2　Effect off Schisandra chinenssiiss polysaccharide on behavior in mmiiccee

表2　ScP對EPM焦慮小鼠行為學的影響（xTable2　Effect off Schisandra chinenssiiss polysaccharide on behavior in mmiiccee

注：b. 與空白對照組比較，差異極顯著（P＜0.01）。下同。

組別劑量/（mg/kg）OE比例/%OT比例/%空白對照組19.21±2.1639.73±2.00 7528.62±3.37b44.84±2.75 15043.81±4.21b49.28±3.12a30049.04±3.56b52.28±2.92aScP組

2.5ScP對小鼠腦組織中GABA和Glu含量的影響

表3 ScP對小鼠腦組織中GABA和Glu含量的影響（x±s， n = 10）Table3　Effect of Schisandra chinensis polysaccharide on GABA and Glu in brain tissues of mice （x±s， n =

表3 ScP對小鼠腦組織中GABA和Glu含量的影響（x±s， n = 10）Table3　Effect of Schisandra chinensis polysaccharide on GABA and Glu in brain tissues of mice （x±s， n =

Glu含量/（nmol/g）空白對照組33.65±1.5314.34±2.56組別劑量/（mg/kg）GABA含量/（nmol/g）ScP組7531.15±2.4312.82±1.25 15031.29±2.228.42±0.89a30032.39±1.176.21±0.42b

由表3可知，與空白對照組比較，ScP對小鼠腦組織中GABA含量無明顯影響，但可降低小鼠腦組織中Glu含量（P＜0.05或P＜0.01）。

3　討 論

現今，植物多糖以其優秀的生物學活性日益受到關注［9-11］。有關北五味子的藥理學研究大多集中于木脂素及其單體成分方面，而多糖作為北五味子的主要活性成分之一，并未得到足夠重視。本課題組對北五味子多糖的藥理學活性成分進行了篩選，發現北五味子多糖具有一定的中樞抑制作用。

小鼠自主活動實驗是評價中樞神經系統興奮狀態的一項重要指標［12］。大腦皮層興奮性與小鼠自主活動次數成正相關［13］。本實驗觀察了不同劑量北五味子多糖對小鼠自主活動的影響，結果顯示北五味子多糖可減少小鼠自主活動次數，證明其能抑制大腦皮層興奮性，具有一定的鎮靜作用。

巴比妥類藥物戊巴比妥鈉具有廣泛的中樞抑制作用，隨著其劑量的增加會顯現出不同的作用效果，其作用機制是阻斷腦干網狀結構上行激活系統的多突觸傳遞，加強對中樞神經抑制過程，延長睡眠時間［14］。大多數催眠實驗是建立在實驗藥物與巴比妥類藥物作用的基礎上［15］。本實驗采用協同閾/閾下劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠實驗，通過觀察小鼠的睡眠只數、睡眠潛伏期、睡眠持續時間等來研究北五味子多糖對小鼠睡眠的影響。結果表明，北五味子多糖可增加閾下劑量戊巴比妥鈉誘導小鼠睡眠的只數、縮短睡眠潛伏期、延長閾劑量戊巴比妥鈉致小鼠睡眠持續時間，說明其具有明顯的催眠作用。

高架十字迷宮是利用動物對新異環境的探究特性和對高懸敞開臂的恐懼形成矛盾沖突行為來考察動物的焦慮狀態，是國際通用的實驗方法［16-17］。一般認為進入開放臂次數比例（OT比例）和開放臂停留時間比例（OE比例）能夠反映動物趨近規避沖突的結果，與焦慮的程度直接相關，OT比例和OE比例上升則表明所進行的預處理具有抗焦慮效應［18］。本研究結果表明，北五味子多糖可增加小鼠的OT比例和OE比例，說明其具有一定的抗焦慮作用。

為了初步探討北五味子多糖的作用機制，本實驗采用ELISA法測定了小鼠腦組織中兩種重要的神經遞質的含量，一種是興奮性氨基酸Glu，另一種是抑制性氨基酸GABA［19-20］。結果表明，北五味子多糖各劑量對小鼠腦中GABA含量均無明顯影響，但可明顯減少小鼠腦中Glu含量，說明北五味子多糖發揮中樞抑制作用可能與其減少腦中興奮性神經遞質有關，其具體作用機制還有待進一步深入研究。

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Antianxiety， Sedative and Hypnotic Effects of Schisandra chinensis Polysaccharides

WANG Chunmei， LI He， SUN Jinghui， SUN Hongxia， JIA Hao， CHEN Jianguang， FAN Xintian*
（College of Pharmacy， Beihua University， Jilin 132013， China）

Objective： To investigate antianxiety， sedative and hypnotic effects of Schisandra chinensis polysaccharides（ScP）， and to explore the underlying mechanisms. Methods： Totally 40 ICR mice were randomly divided into 4 groups，namely， control （distilled water）， low-dose ScP （75 mg/kg）， moderate-dose ScP （150 mg/kg） and high-dose ScP （300 mg/kg）groups. The mice were orally administrated with ScP for 7 consecutive days. After the last administration， the effect of ScP on autonomic activities of the mice was observed with an independent activity recorder and the effect of ScP on the sleeping number， sleeping latency and sleeping time of the mice treated with the sub-threshold and threshold dose of sodium pentobarbital was observed respectively. Moreover， the elevated plus maze （EPM） was used to establish an anxiety mice model for observing the antianxiety effect of ScP in mice. Enzyme-linked immune assay （ELISA） was applied to detect the contents of neurotransmitters GABA and Glu in the brains of the mice for exploring the underlying mechanisms. Results：ScP could significantly reduce the number of autonomic activity （P ＜ 0.05 or P ＜ 0.01）， increase the sleeping number，shorten the sleeping latency of the mice treated with sub-threshold dose of sodium pentobarbital （P ＜ 0.05）， and prolong the sleeping time of the mice treated with threshold dose of sodium pentobarbital （P ＜ 0.05 or P ＜ 0.01）. ScP showed a confi rmed anxiolytic effect by increasing the open arm entry （OE） （P ＜ 0.01） and the open arm time （OT） （P ＜ 0.05） in EPM mice. ScP signifi cantly decreased Glu contents in the brain tissue of mice （P ＜0.05）， but did not affect GABA contents signifi cantly. Conclusion： ScP has an antianxiety， sedative and hypnotic effect in mice， which may be related to the reduction of Glu in mouse brain.

Schisandra chinensis polysaccharide； sedation； hypnosis； antianxiety

R285.5

A

1002-6630（2015）13-0239-04

10.7506/spkx1002-6630-201513044

2014-08-11

吉林省教育廳“十二五”科學技術研究項目（吉教科合字［2012］第156號；吉教科合字［2013］第185號）

王春梅（1974—），女，副教授，博士，研究方向為內分泌藥理學。E-mail：wangcm74@126.com

范新田（1954—），男，教授，碩士，研究方向為神經藥理學。E-mail：fanxintian@126.com