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消癰潰得康及其拆方抗氧化預(yù)防應(yīng)激性大鼠胃黏膜損傷*

2016-02-14 09:30:30才麗平董文秀孫云峰TimothyHelland林庶茹鄭洪新周學(xué)文
關(guān)鍵詞:胃潰瘍血清模型

花 夢,才麗平**,董文秀,李 寧,,孫云峰,蔣 寧,Timothy Helland,林庶茹,鄭洪新,周學(xué)文

(1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)分子生物實驗室 沈陽 110084;2.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臟象理論及應(yīng)用教育部重點實驗室 沈陽 110084;3.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床學(xué)院 沈陽 110032)

消癰潰得康及其拆方抗氧化預(yù)防應(yīng)激性大鼠胃黏膜損傷*

花 夢1,才麗平1**,董文秀1,李 寧1,2,孫云峰1,蔣 寧1,Timothy Helland3,林庶茹1,鄭洪新1,周學(xué)文3

(1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)分子生物實驗室 沈陽 110084;2.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臟象理論及應(yīng)用教育部重點實驗室 沈陽 110084;3.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床學(xué)院 沈陽 110032)

目的:探討消癰潰得康及其拆方對水-束縛應(yīng)激引起的大鼠胃黏膜損傷的保護作用及機制。方法:將大鼠隨機平均分為正常組、模型組、消癰潰得康組、清熱解毒組、和血止血組、托里生肌組。每天早晚兩次灌胃,正常組和模型組給予等體積生理鹽水,連續(xù)5天,末次給藥1h后造模。取大鼠血、胃,將胃拍照、分割。結(jié)果:水-束縛應(yīng)激引起大鼠胃及血清中谷胱甘肽(Glutataione,GSH)含量降低、脂質(zhì)過氧化物(Lipid Hydroperoxide,LPO)含量升高,谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GPX)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase,iNOS)酶活力降低。消癰潰得康及各拆方均能夠抑制水-束縛應(yīng)激引起的大鼠胃黏膜損傷,提高水-束縛應(yīng)激引起的大鼠胃組織及血清中GSH含量及GPX、iNOS酶活力;降低LPO含量。結(jié)論:消癰潰得康及其拆方對水-束縛應(yīng)激引起的大鼠胃黏膜損傷起到保護,其中托里生肌組藥物作用最明顯,抗氧化作用可能是其重要的機制之一。

消癰潰得康 水-束縛應(yīng)激 胃黏膜損傷 抗氧化

應(yīng)激性胃損傷是臨床常見的應(yīng)激相關(guān)性消化系統(tǒng)疾病。應(yīng)激性胃損傷是指機體在強烈而持久的應(yīng)激狀態(tài)下引起的胃黏膜保護機制和損傷機制失衡而出現(xiàn)的疾病,以胃黏膜出血、糜爛乃至潰瘍?yōu)橹饕憩F(xiàn),甚者穿孔,引起急腹癥,病死率高, 預(yù)后不良。復(fù)方中藥消癰潰得康根據(jù)活動期胃潰瘍的“毒熱”病因理論[1,2],以黃芪、黃連為君藥,苦參、浙貝母、蒲公英等為臣藥,佐以白及、柴胡、人參,使以甘草,共奏清熱解毒、消癰生肌之功效[3],對胃潰瘍活動期患者具有較好的治療作用[4],實驗證明能夠促進乙酸所致大鼠胃潰瘍的愈合[5]。消癰潰得康及其拆方對水-束縛應(yīng)激引起的大鼠胃黏膜損傷是否具有保護作用有待進一步研究。

應(yīng)激性胃黏膜損傷涉及多種機制,包括神經(jīng)內(nèi)分泌失調(diào)、胃黏膜保護屏障破壞、胃黏膜損傷因素增強等。應(yīng)激引起胃黏膜損傷的重要機制之一是活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)使脂質(zhì)過氧化作用增強;應(yīng)激誘發(fā)iNOS的產(chǎn)生,促進NO大量合成,過度產(chǎn)生的NO與超氧陰離子反應(yīng)產(chǎn)生過氧亞硝基陰離子,后者進一步促進細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化,加重細(xì)胞膜損傷。GSH-PX通過使GSH氧化,而將過氧化氫分解為水,消除ROS的傷害性作用。本實驗擬進一步研究中藥消癰潰得康及其拆方水煎劑是否通過降低胃組織iNOS、提高GPX活性和還原型GSH水平,降低脂質(zhì)過氧化水平,起到保護胃黏膜的作用。

1 材料與方法

1.1 藥品和試劑

消癰潰得康組藥物由黃芪、黃連、苦參、浙貝母、白及、海螵蛸、蒲公英、柴胡、丹參、人參、甘草、三七組成;清熱解毒組藥物由蒲公英、苦參、柴胡、浙貝母、黃連組成;和血止血組藥物由海螵蛸、白及、丹參、三七組成;托里生肌組藥物由黃芪、人參、甘草組成。以上藥物均購自于北京同仁堂藥店。GSH(批號:20151102)、GSH-PX(批號:20150518)、LPO(批號:20151104)、iNOS(批號:20150728)檢測試劑盒均購自于南京建成生物工程研究所;BCA(批號:56100160)蛋白定量試劑盒購自于北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 實驗動物分組及模型制備

雄性SPF級Wistar大鼠48只(購于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司),體質(zhì)量為300±20 g,許可證號:SCXK(京)2012-0001。隨機平均分為6組:正常組、模型組、消癰潰得康組、清熱解毒組、和血止血組、托里生肌組。除正常組、模型組外,各給藥組大鼠按藥物成人臨床用藥劑量6.25倍、每天早晚兩次灌胃,連續(xù)5天。正常組和模型組給予等體積生理鹽水。末次給藥24 h前給予大鼠禁食、營養(yǎng)液支持,末次給藥1 h后,將模型組和各給藥組大鼠依次放入束縛籠并浸于23±1℃冷水至胸部,6 h后依次取出。

1.3 標(biāo)本采集和處理

依次按0.35 mL/100 g大鼠體質(zhì)量腹腔注射10%水合氯醛進行麻醉;打開腹腔,腹主動脈取血,分離胃。將血離心,取血清。將胃剪開,沖洗食物殘渣,平展于展板上,以數(shù)碼相機拍照。將一部分胃組織放入4%多聚甲醛溶液中固定,另一部分存于-70℃冰箱保存。

1.4 觀測指標(biāo)和方法

1.4.1 胃黏膜大體情況及損傷面積計算

按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對胃進行拍照,記錄胃黏膜損傷情況,在顯微圖像分析與處理系統(tǒng)(Image-Pro Plus6.0)中計算胃損傷指數(shù)以及損傷抑制率。

1.4.2 組織病理學(xué)檢查

將固定的胃組織梯度脫水,石蠟包埋,制成5 μm切片,常規(guī)脫蠟脫水,進行蘇木精-伊紅染色,顯微鏡下觀察各組胃組織切片。

1.4.3 樣品準(zhǔn)備及檢測

將胃組織取出,按質(zhì)量/g:體積/mL=1:4的比例加入生理鹽水,冰水浴勻漿,離心,制備成20%的組織勻漿,取上清液;將血清取出后置于4℃冰箱解凍。胃組織、血清中各指標(biāo)檢測同時按操作規(guī)程進行。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 17.0軟件處理,one-way ANOVA進行分析,方差齊采用LSD-t檢驗,方差不齊采用Tamhane's方法,數(shù)據(jù)以表示,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義,P<0.01為統(tǒng)計學(xué)差異顯著。

圖1 各組大鼠胃黏膜大體標(biāo)本觀察

2 結(jié)果

2.1 各組藥物對大鼠胃黏膜的損傷情況

以水-束縛應(yīng)激的方法造成大鼠胃黏膜損傷后,模型組大鼠胃黏膜出現(xiàn)大面積出血、糜爛,血色呈褐色甚至黑色,部分皺襞消失;各給藥組大鼠胃黏膜出血情況均有不同程度的減輕,其中托里生肌組大鼠胃黏膜保護情況最好(見圖1)。

圖像分析結(jié)果顯示:與正常組相比,模型組大鼠胃黏膜損傷指數(shù)顯著增大(P<0.01);與模型組相比,消癰潰得康組、清熱解毒組、和血止血組、托里生肌組大鼠胃黏膜損傷指數(shù)均顯著降低(P<0.01)。見表1,圖2。

胃組織HE染色可見模型組大鼠胃組織黏膜上皮細(xì)胞脫落,黏膜表面出血、水腫,各給藥組大鼠胃黏膜上皮細(xì)胞脫落少,完整性較好(圖3)。

2.2 生化指標(biāo)的變化

2.2.1 GSH含量

胃組織中:與正常組相比,模型組大鼠胃組織GSH含量顯著降低(P<0.01),托里生肌組大鼠胃組織中GSH含量顯著升高(P<0.01);與模型組相比,給藥組GSH含量顯著升高(P<0.01)。血清中:與正常組相比,模型組GSH含量顯著降低(P<0.01);與模型組相比,各給藥組組GSH含量顯著降低(P<0.01)。見表2,圖4。

2.2.2 GSH-PX酶活力

胃組織中:模型組GSH-PX酶活力與正常組相比顯著降低(P<0.01);與模型組相比,消癰潰得康組、和血止血組GSH-PX酶活力升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),托里生肌組GSH-PX酶活力顯著升高(P<0.01),清熱解毒組GSH-PX酶活力變化不顯著(P>0.05)。血清中:模型組與正常組相比GSHPX酶活力顯著降低(P<0.01);與模型組相比,清熱解毒組大鼠胃組織GSH-PX酶活力升高(P<0.05),消癰潰得康組、和血止血組、托里生肌組大鼠胃組織GSH-PX酶活力顯著升高(P<0.01)。見表3,圖5。

2.2.3 LPO含量

胃組織中:與正常組相比,模型組大鼠胃組織中LPO含量顯著升高(P<0.01);與模型組相比,消癰潰得康組、清熱解毒組、和血止血組大鼠胃組織中LPO含量降低(P<0.05),托里生肌組大鼠胃組織中LPO含量顯著降低(P<0.01)。血清中:與正常組相比,模型組大鼠血清中LPO含量顯著升高(P<0.01);與模型組相比,各給藥組大鼠血清中LPO含量均降低(P<0.05)。見表4,圖6。

2.2.4 iNOS酶活力

胃組織中:與正常組相比,模型組大鼠胃組織中iNOS酶活力顯著升高(P<0.01);與模型組相比,各給藥組大鼠胃組織中iNOS酶活力顯著降低(P<0.01)。血清中:與正常組相比,模型組大鼠血清中iNOS酶活力顯著升高(P<0.01);與模型組相比,各給藥組大鼠血清中iNOS酶活力均顯著降低(P<0.01)。見表5,圖7。

表1 各組大鼠胃黏膜損傷指數(shù)(n=8)

圖2 各組大鼠胃黏膜損傷指數(shù)

圖3 各組大鼠胃組織的形態(tài)學(xué)變化(HE×10)

表2 各組藥物對胃組織和血清中GSH含量的影響(n=8)

3 討論

氧化應(yīng)激是水-束縛應(yīng)激性胃潰瘍發(fā)生發(fā)展的主要機制,其過程中大量形成的超氧陰離子能夠和細(xì)胞脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng),形成大量LPO,降低胃黏膜的抗氧化防御機能,從而導(dǎo)致胃黏膜損傷;脂質(zhì)過氧化物在體內(nèi)代謝為丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和4-羥基壬烯酸,進一步加劇細(xì)胞膜的損傷。氧化應(yīng)激能夠誘發(fā)iNOS產(chǎn)生,促進NO大量合成,過度產(chǎn)生的NO與超氧陰離子反應(yīng)產(chǎn)生過氧亞硝基陰離子,進一步促進細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化,加重細(xì)胞膜損傷。

圖4 各組藥物對胃組織和血清中GSH含量的影響

表3 各組藥物對胃組織和血清中GSH-PX酶活力的影響(n=8)

表4 各組藥物對胃組織和血清中LPO含量的影響(n=8)

圖5 各組藥物對胃組織和血清中GSH-px酶活力的影響

圖6 各組藥物對胃組織和血清中LPO含量的影響

還原型GSH是抵抗ROS的第一道防線,是機體內(nèi)最重要的非酶性抗氧化物,能夠保護胃黏膜不受自由基損傷[6]。GSH是一種低分子清除劑,可清除超氧陰離子、過氧化氫和脂質(zhì)過氧化物,因而GSH含量的多少是衡量機體抗氧化能力的重要因素。本實驗中,模型組大鼠胃組織和血清GSH含量較正常組均顯著降低,消癰潰得康組、清熱解毒組、和血止血組、托里生肌組大鼠胃組織和血清中的GSH含量較應(yīng)激模型組均顯著升高。以上表明消癰潰得康及各拆方組藥物均可以顯著抑制水-束縛應(yīng)激引起的GSH含量的降低,具有顯著的抗氧化能力。

GPX的主要作用是催化過氧化氫分解。硒是GPX酶系的組成成分,它能催化還原型GSH變?yōu)檠趸虶SH(也稱作谷胱甘肽二硫化物,GSSG),使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物,把脂質(zhì)氫過氧化物還原成相對穩(wěn)定的醇類,從而保護細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過氧化物的干擾及損害。人體有8種GPX同型抗原,它們的活性部位中大多包含硒代半胱氨酸殘基。其中GPX-1普遍存在,GPX-2僅在上皮中特異性表達,能夠抵抗食物中的氫過氧化物,在胃癌細(xì)胞中也可誘導(dǎo)產(chǎn)生。本實驗結(jié)果表明,消癰潰得康方中托里生肌組藥物對抑制水-束縛應(yīng)激造成的GPX酶活力降低作用最為顯著,故該復(fù)方抗氧化作用的主要藥物可能主要是黃芪、人參、甘草,藥中發(fā)揮作用的具體成分還需進一步的實驗探討。

NOS包括鈣依賴的原生型一氧化氮合酶(cNOS)和鈣非依賴性的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS),由cNOS催化產(chǎn)生的正常濃度的NO具有胃腸保護作用,而由iNOS催化的過度產(chǎn)生的NO與超氧陰離子反應(yīng)產(chǎn)生過氧亞硝基陰離子,能夠啟動細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化,引起細(xì)胞膜損傷[7]。已有研究表明水-束縛應(yīng)激大鼠胃黏膜iNOSmRNA表達增加[8];iNOS活性增強且與胃黏膜損傷呈正相關(guān),投與選擇性iNOS抑制劑可以減少水-束縛應(yīng)激大鼠胃黏膜NO的產(chǎn)生,減輕胃黏膜損傷[9]。本實驗中,模型組大鼠胃組織和血清中iNOS酶活力顯著高于正常組;給藥組與模型組相比均顯著抑制了iNOS酶活力,減少了NO的合成,減低了脂質(zhì)過氧化損傷,對水-束縛應(yīng)激導(dǎo)致的胃黏膜損傷起到保護作用。

表5 各組藥物對胃組織和血清中iNOS酶活力的影響(n=8)

圖7 各組藥物對胃組織和血清中iNOS酶活力的影響

細(xì)胞膜磷脂中含有大量的不飽和脂肪酸,其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,容易被過氧化。脂質(zhì)過氧化反應(yīng)能夠引起細(xì)胞膜的流動性降低、離子轉(zhuǎn)運功能降低、細(xì)胞膜的完整性遭到破壞,最終引起細(xì)胞功能下降[10]。應(yīng)激性胃潰瘍的主要機制是氧化應(yīng)激,氧化應(yīng)激過程中形成的超氧陰離子能夠和細(xì)胞脂質(zhì)發(fā)生反應(yīng),形成大量脂質(zhì)過氧化物,降低胃黏膜的防御機能,從而導(dǎo)致胃黏膜損傷[11]。水-束縛應(yīng)激模型大鼠胃組織勻漿脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物明顯增高[12]。水-束縛應(yīng)激大鼠胃黏膜iNOS活性增加產(chǎn)生過量的NO參與了脂質(zhì)過氧化的形成。本實驗參照Guo等[13]的造模方法造成水-束縛應(yīng)激性胃潰瘍模型,結(jié)果符合胃潰瘍的病理組織學(xué)質(zhì)量評價。實驗結(jié)果中,模型組胃組織和血清中LPO含量均顯著高于正常組,與以往報道相一致[10];各給藥組大鼠胃組織和血清中LPO較模型組均降低,以托里生肌組大鼠胃組織中LPO降低最為明顯,接近正常組。表明水-束縛應(yīng)激可以引起大鼠胃組織和血清中脂質(zhì)過氧化水平增加,托里生肌組藥物對抑制這種由氧化應(yīng)激引起的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)最為明顯,起到保護細(xì)胞損傷的作用。

胃潰瘍屬于中醫(yī)“胃癰”范疇,病因是由于感受外邪、情志不暢、飲食失常、脾胃虛弱等因素引起脾胃功能受損,導(dǎo)致胃腸功能紊亂、脈絡(luò)受損,從而形成潰瘍。病機變化可由氣到血,由實轉(zhuǎn)虛,或虛中夾實等。周學(xué)文教授提出“以癰論治”胃潰瘍,擬定具有清熱解毒、和血止血、托里生肌功效的消癰潰得康復(fù)方,在臨床治療“毒熱證”胃潰瘍中取得良好療效[2]。本實驗結(jié)果表明,消癰潰得康復(fù)方對水-束縛應(yīng)激性胃潰瘍的防治效果不及方中托里生肌藥物,以方測證,可見水-束縛應(yīng)激胃潰瘍大鼠模型不屬于中醫(yī)“毒熱證”范疇。托里生肌組藥物黃芪,人參,甘草均為補益類中藥,推測水-束縛應(yīng)激胃潰瘍大鼠模型當(dāng)屬于“虛證”胃潰瘍模型。研究表明,黃芪可以改善水-束縛應(yīng)激大鼠胃黏膜出血情況,降低胃潰瘍指數(shù),減輕胃黏膜損傷程度和毛細(xì)血管及其周圍間質(zhì)水腫[14]。黃芪總苷可以升高大鼠胃黏膜SOD酶活力、降低MDA含量、增加褪黑素受體1、2的表達[15]。人參頭提取物可以增加大鼠胃黏液的分泌,人參根提取物可以誘導(dǎo)HSP27的表達,從而保護大鼠胃黏膜[16,17]。甘草可促進損傷黏膜的修復(fù),可能與提高多胺含量和酸脫羧酶表達有關(guān)。甘草酸鉍可改善水-束縛應(yīng)激小鼠黏膜腺區(qū)局部充血、條索狀和點狀出血、糜爛情況,機制可能與抑制胃酸分泌、降低胃蛋白酶活性, 改善胃黏膜微循環(huán)有關(guān)[18]。3種藥物是否對臨床虛證胃潰瘍具有防治作用,其機制如何,怎樣的劑量配伍更有效將是本課題下一步工作的重點。

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2 周學(xué)文.胃潰瘍活動期的中醫(yī)證治.中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2007,25(9):1775-1776.

3 鄭洪新,王垂杰,王文萍,等.胃潰瘍活動期“毒熱”創(chuàng)新病因的系統(tǒng)研究.世界中醫(yī)藥,2014,9(5):557-560,567.

4 劉林,王垂杰,鄭洪新,等.“以效證因”消癰潰得康治療胃潰瘍胃毒熱證的隨機雙盲對照臨床試驗.世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2012,14(2):1399-1404.

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Effects and Mechanisms of Xiao Yong Kui De Kang (XYKDK) on Water Immersion Restraint Stress-Induced Gastric Mucosal Injury in Rats

Hua Meng1, Cai Liping1, Dong Wenxiu1, Li Ning1,2, Sun Yunfeng1, Jiang Ning1, Timothy Helland3, Lin Shuru1, Zheng Hongxin1, Zhou Xuewen3
(1. Laboratory of Molecular Biology, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110847, China; 2. Key Laboratory of Ministry of Education for TCM Viscera-State Theory and Applications, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110847, China; 3. The First Clinical Medical Institute, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110032, China)

This ostudy aimed at exploring the effects and mechanisms of XYKDK and its dissected constituents on water immersion restraint stress-induced gastric mucosal injury in rats. Wistar rats were randomly divided into the following 6 groups: the normal group, the model group, XYKDK group, Qing Re Jie Du (QRJD) group, He Xue Zhi Xue (HXZX) group and Tuo Li Sheng Ji (TLSJ) group. The rats in the XYKDK, QRJD, HXZX and TLSJ groups were pretreated with their corresponding medicine, while the normal and model groups received equal administration with normal saline, twice a day, for 5 days; An hour after the final dosing, the rats were caused acute gastric mucosa injury. Six hours later, the stomachs of the rats were removed, photographed and cut. As a result, water immersion restraint stress caused gastric mucosa damage and reduced the content of glutataione (GSH) and the corresponding enzyme activity of glutataione peroxidase (GSH-PX), and inducible nitric oxide syntahse (iNOS), while increasing lipid hydroperoxide (LPO) content in gastric and serum. XYKDK and its dissected constituents all can alleviated water immersion restraint stress-induced gastric mucosal injury in rats, increased the content of GSH, decrease LPO, and improve GSH-PX and iNOS activity. In conclusion, XYKDK and its dissected constituents presented protective effects on water immersion restraint stress-induced gastric mucosal injury in rats. The medicine used in the TLSJ group showed marked effects, an antioxidant effect may be the mechanisms behind this.

Xiao Yong Kui De Kang, water immersion restraint stress, gastric mucosal injury, anti-oxidation

10.11842/wst.2016.12.015

R229

A

(責(zé)任編輯:朱黎婷,責(zé)任譯審:朱黎婷)

2016-10-21

修回日期:2016-12-13

* 國家自然科學(xué)基金委面上項目(81173380):基于表觀遺傳學(xué)技術(shù)研究“以癰論治”胃潰瘍的分子機制,負(fù)責(zé)人:才麗平;遼寧省教育廳高等學(xué)校優(yōu)秀人才支持計劃(LR2012032):胃潰瘍毒熱病因及中藥治療分子機制研究,負(fù)責(zé)人:才麗平;沈陽市科技局重點實驗室建設(shè)項目(F13-285-1-00):沈陽市中醫(yī)藥重點實驗室建設(shè)項目,負(fù)責(zé)人:才麗平。

** 通訊作者:才麗平,醫(yī)學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師,主要研究方向:中藥抗胃潰瘍分子機制的研究。

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