益氣健脾方對脾氣虛證模型大鼠心肌細胞線粒體呼吸鏈酶復合物活性的影響

李思琦，張哲，楊關林，宋囡，閔冬雨，王鳳榮

（遼寧中醫藥大學1.研究生學院，沈陽110847；2.附屬醫院中醫藥實驗中心，沈陽110032；3.附屬醫院心內一科，沈陽110032）

益氣健脾方對脾氣虛證模型大鼠心肌細胞線粒體呼吸鏈酶復合物活性的影響

李思琦1，張哲2，楊關林1，宋囡1，閔冬雨2，王鳳榮3

（遼寧中醫藥大學1.研究生學院，沈陽110847；2.附屬醫院中醫藥實驗中心，沈陽110032；3.附屬醫院心內一科，沈陽110032）

目的探究益氣健脾方對脾氣虛證模型大鼠心肌細胞線粒體呼吸鏈酶復合物活性的影響。方法將30只SD大鼠隨機分為正常組、模型組、治療組，每組10只，對3組大鼠進行分籠飼養。模型組和治療組大鼠采取飲食干預聯合極限游泳法進行脾氣虛造模，于實驗第15天對3組大鼠的體質量、肛溫、食量、飲水量及脾氣虛癥狀積分進行測評。造模成功后，正常組和模型組采用常規飼養方式聯合生理鹽水灌胃，治療組采用常規飼養方式聯合益氣健脾中藥湯劑灌胃，時間為8周。之后分別取3組大鼠的心肌線粒體，測定心肌組織線粒體呼吸鏈酶復合物活性。結果模型組大鼠的線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ和復合物Ⅳ活性明顯低于正常組（P＜0.05）；治療組大鼠的線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ和復合物Ⅳ活性與模型組比較差異具有統計學意義（P＜0.05）。結論脾氣虛能夠造成心肌細胞線粒體發生突變和缺失，導致呼吸鏈酶復合物活性下降，益氣健脾中藥能夠調節心肌組織線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ和復合物Ⅳ活性。

益氣健脾；脾氣虛；線粒體；呼吸鏈酶復合物

我國傳統醫學認為，脾為后天之本，氣血生化之源，脾主運化，運化血液和水谷精微［1］。脾臟在人體生命活動具有不可代替的位置和作用［2-3］。通過大量研究［4-5］發現，脾臟的生理功能對于解釋現代醫學的某些特征同樣適用，當脾氣虛衰時，人體的氣化無源，肌肉血脈濡養失司，人體會有虛衰的表現，機體各臟器生理功能、新陳代謝速率、免疫及循環系統均受到影響。若脾氣虛衰則機體臟器生命活動異常，甚至進入衰老階段［6-7］。

線粒體是細胞合成及儲藏能量的場所，是體內能量交換及各物質間進行氧化的地點［8］。線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅰ是機體內部能量物質轉化合成三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）的橋梁，線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅳ穩定性較差，受到活性氧自由基攻擊后，細胞色素氧化酶結合電子的能力下降，導致ATP合成減少，而損傷呼吸產能過程［9-10］。本研究采用脾氣虛證大鼠造模，探討益氣健脾方對脾氣虛證模型大鼠心肌細胞線粒體呼吸鏈酶復合物活性的影響。

1 材料與方法

1.1 動物的選擇與分組

實驗選擇SD大鼠30只，雄性，體質量（210.34± 14.38）g，隨機分為正常組、模型組、治療組，每組10只，由遼寧本溪長生生物有限公司提供。模型組和治療組大鼠采取飲食干預聯合極限游泳法進行脾虛證造模，3組大鼠進行分籠飼養，除造模干預外，3組大鼠的飼養方式相同，對大鼠進行顆粒飼料喂藥并供其自由飲水，定時對實驗室進行溫度、濕度、光線等控制，實驗過程中嚴格遵守動物實驗的3R原則［10］。

1.2 方法

1.2.1 造模方法：1～14 d，模型組單日對大鼠進行1次甘藍喂養（18 g/只），自由飲水，進食后對大鼠采用極限游泳法，即將大鼠置于水中，使其自由游泳，直至大鼠首次出現口鼻進入水面之下；雙日對大鼠采用豬油脂灌胃（3.0 mL），自由飲水［11］。第15天對模型組大鼠進行脾虛證造模評估，以《實用中醫基礎學》［12］、全國老年病學會制定的“中醫脾虛證參考標準”［13］、大鼠生物學特征以及《實用中醫證候動物模型學》［14］為參考標準：（1）體質量明顯下降；（2）糞便溏泄、排便次數增多、肛溫變化不顯著；（3）食欲不振、進食量明顯降低；（4）倦怠無力、毛皮失去光澤、蜷縮弓背；（5）睡眠時間增多、游泳時間顯著縮短。

1.2.2 治療方法：造模成功后，正常組和模型組采用常規飼養方式聯合生理鹽水灌胃，治療組采用常規飼養方式聯合益氣健脾中藥方［由黃芪10 g、黨參10 g、茯苓10 g、白術10 g、炙甘草3 g、丹參10 g、清半夏6 g、瓜蔞10 g組成，以上中藥購自遼寧中醫藥大學附屬醫院草藥局，經生藥學鑒定均為合格藥材，均按常規煎法并濃縮成含生藥（3 g/mL）的濃縮藥液備用］灌胃，灌胃劑量為6 g/kg，2次/d，治療時間為8周。

1.2.3 儀器及試劑：精密數字電子天平、低速離心機、恒溫水浴箱、高速離心機（德國公司生產）、DY89-I型電動玻璃勻漿機（寧波儀器研究所）、蛋白核酸分析儀（美國）、電泳、電泳槽。LA TaqDNA（聚合酶寶生物工程有限公司）、EB蔗糖、細胞色素C、甘露糖、肝素、瓊脂糖等。

1.2.4 指標測評：實驗第15天對各組大鼠進行取材及指標測評。

1.2.4.1 脾氣虛癥狀評分滿分為10分。糞便溏泄，2分；毛質無光，2分；倦怠無力，2分；蜷縮弓背，2分；食量減少，1分；形體消瘦，1分。得分越高說明脾氣虛證越典型［13］。

1.2.4.2 呼吸鏈酶復合物活性測定將大鼠心肌組織放入液體氮中，并置于-70℃冰箱中冷凍儲存備用。（1）心肌組織線粒體溶液的制備，從冰箱中取出0.6 g心肌組織，在0℃以下的冷凍中將其切碎，加入分離介質6 mL，0℃以下離心，4 000 r/min持續4 min，取上部清液，0℃離心，10 000 r/min持續15 min。取下層沉淀物用洗液洗滌干凈后，離心并置于0.5 mL的分離介質中保存備用。（2）呼吸鏈酶復合物的測定，取干凈燒杯，加入濃度為0.20 mol/L的磷酸緩沖液2.0 mL、濃度為1.25 mol/L的還原性細胞色素C 0.05 mL。倒入蒸餾水使燒杯內溶液體積達到3.0 mL，用經過波長為0.55 mm的連續波照射的心肌線粒體溶液進行動力學測定后，加入固定維生素C及高鐵氰化鉀，最后測出細胞色素C完全和不完全氧化的光吸收，算出細胞色素C的數值。另取一個干凈燒杯，加入分離介質代替心肌線粒體溶液，不加入LTris調配液，其余溶液與第一個燒杯中的溶液相同。計算出每mg心肌線粒體蛋白每分鐘消耗還原性細胞色素體積。

1.3 統計學分析

選用SPSS 17.0統計軟件進行統計學分析，計量數據以表示。組間比較應用方差分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.13 組大鼠體質量、肛溫（肛周溫度）、食量、飲水量及脾氣虛癥狀積分比較

結果顯示：與正常組比較，模型組大鼠體質量、食量減少，脾氣虛癥狀積分評分升高（P＜0.05）；與模型組比較，治療組大鼠體質量、食量升高，脾氣虛癥狀積分評分顯著降低（P＜0.05）。見表1。

2.23 組大鼠心肌線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ及Ⅳ活性比較

表1 3組大鼠體質量、肛溫、食量、飲水量及脾氣虛癥狀積分的比較Tab.1 Comparison of body weight，rectal temperature，food intake，water intake，and spleen qi deficiency syndrome in three groups of rats

表1 3組大鼠體質量、肛溫、食量、飲水量及脾氣虛癥狀積分的比較Tab.1 Comparison of body weight，rectal temperature，food intake，water intake，and spleen qi deficiency syndrome in three groups of rats

1）P＜0.05 vs normal group；2）P＜0.05 vs model group.

GroupnBody weight（g）Perianal temperature（℃）Food intake（g/d）Water intake（mL/d）Symptom points Normal10240.02±12.0336.42±1.0210.02±2.1823.03±6.021.11±0.22 Model10150.68±12.411）35.74±1.037.82±2.011）21.44±6.448.83±1.111）Treatment10238.55±13.372）36.05±1.129.51±2.022）22.42±6.111.45±0.632）

表2 3組大鼠心肌線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ及Ⅳ活性的比較（s）Tab.2 Comparison of the activity of mitochondrial respiratory chain enzyme complexesⅡandⅣin three groups of rats

表2 3組大鼠心肌線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ及Ⅳ活性的比較（s）Tab.2 Comparison of the activity of mitochondrial respiratory chain enzyme complexesⅡandⅣin three groups of rats

1）P＜0.05 vs normal group；2）P＜0.05 vs model group.

GroupnComplexⅡComplexⅣNormal104.89±1.0124.56±7.72 Model101.87±0.591）14.42±4.281）Treatment104.68±0.862）22.97±7.562）

結果顯示：與正常組比較，模型組心肌線粒體呼吸鏈復合物Ⅱ和Ⅳ表達下降，差異具有統計學意義（P＜0.05）；治療后，與模型組比較，治療組心肌線粒體呼吸鏈復合物Ⅱ和Ⅳ表達上升，差異具有統計學意義（P＜0.05），見表2。

3 討論

當脾氣虛衰時，線粒體功能會發生異常。大量動物實驗研究［16］發現，脾氣虛大鼠心肌、肝和小腸等細胞線粒體含量明顯減少，線粒體結構異常。線粒體內膜中存在特殊的由蛋白質組成的能量傳遞鏈，包括呼吸鏈酶復合物Ⅱ、Ⅳ等，這些復合物按照其氧化還原電位順序排列于線粒體內膜，構成兩條呼吸鏈。氧化反應是人體活性氧的重要來源，當能量傳遞鏈功能損傷時，會源源不斷的生成羥自由基等，而線粒體自身清除自由基能力下降，則會導致線粒體出現氧化性損傷。復合物Ⅳ是性質最不穩定的、易受損傷的酶，當遭到自由基的破壞時，會導致整個呼吸鏈結構損傷，進而造成復合物Ⅱ、Ⅳ功能損害，導致整條呼吸鏈的瓦解，使得呼吸功能發生不可逆的損傷［17］。

線粒體是儲藏人體能量的場所，提供生物體內的生物合成、呼吸、分泌及機械運動等全部細胞活動所需要的化學能［18］，在功能上與脾的“后天之本”極為相似。當脾氣虛時，細胞內部線粒體功能也同樣發生變化，有學者［19］在對脾氣虛大鼠線粒體進行觀察時發現，脾氣虛大鼠線粒體數目較正常大鼠明顯減少，且線粒體結構亦發生了內膜損傷、DNA突變、基質外滲等改變。

本研究對大鼠脾氣虛證采用飲食干預+極度疲勞法進行造模，成模效果較好，造模大鼠出現脾虛表現，實驗結果顯示，模型組大鼠的線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ和復合物Ⅳ活性與治療組比較，差異具有統計學意義（P＜0.05），說明大鼠在脾氣虛狀態下呼吸鏈酶復合物活性下降，線粒體功能出現異常，同時說明了益氣健脾中藥能夠逆轉脾虛大鼠的線粒體功能損傷。線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ、Ⅳ活性治療組略低于正常組，但差異不具有統計學意義（P＞0.05），說明益氣健脾中藥能夠改善大鼠心肌功能，調節線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅱ、Ⅳ升高。

綜上所述，脾氣虛可導致大鼠心肌組織線粒體呼吸鏈酶復合物活性下降，而益氣健脾中藥能夠有效緩解、逆轉，因此臨床中可使用益氣健脾中藥預防和治療脾氣虛證，改善患者的線粒體功能。機體脾虛則濕邪易困，本研究對濕邪困脾的因素研究甚少，還有待進一步深入探討。后續將探索“脾喜燥惡濕”與“線粒體內膜外表面pH變化”可能存在的關聯機制，為更深入探討脾虛與線粒體相關的生物學機制及從脾立論防治相關系列疾病提供有力實驗證據。

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（編輯 武玉欣）

Effect of a Decoction to Nourish Qi and Invigorate the Spleen on the Activity of Mitochondrial Respiratory Chain Enzyme Complexes in Cardiomyocytes of Rats with Spleen Qi Deficiency Syndrome

LI Siqi1，ZHANG Zhe2，YANG Guanlin1，SONG Nan1，MIN Dongyu2，WANG Fengrong3

（1.Graduate School of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Shenyang 110847，China；2.The Center of Traditional Chinese Medicine，Affiliated Hospital of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Shenyang 110032，China；3.Department of Cardiology，Affiliated Hospital of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Shenyang 110032，China）

Objective To investigate the effect of a decoction to nourish qi and invigorate the spleen on mitochondrial respiratory chain enzyme complex activity in cardiomyocytes of rats with spleen qi deficiency syndrome.MethodsRats were randomly divided into normal，model，and treatment groups.The model and treatment groups were treated by diet intervention combined with the limit swim method.The general condition and spleen qi deficiency syndrome were assessed on day 15.After the success of the model，the normal and model groups were treated with a conventional feeding method combined with normal saline，and the treatment group was treated by diet intervention combined with a decoction to nourish qi and invigorate the spleen for 9 weeks.The activity of two mitochondrial respiratory chain enzyme complexes was observed.ResultsThe activity of mitochondrial respiratory chain enzyme complexⅡand complexⅣin the model group was significantly lower than the activity in the normal and treatment groups（P＜0.05）.The activity levels of complexⅡand complexⅣwere significantly different between the model group and the treatment group（P＜0.05）.ConclusionSpleen qi deficiency can cause decreased activity of mitochondrial respiratory chain enzyme complexes in myocardial cells.The decoction to nourish qi and invigorate the spleen can modulate the activity of myocardial mitochondrial respiratory chain enzyme complexesⅡandⅣ.

nourishing qi to invigorate spleen；spleen qi deficiency；mitochondria；respiratory chain enzyme complex

R541

A

0258-4646（2017）06-0515-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2017.06.008

遼寧省教育廳科學技術研究一般項目（L2014365）作者簡介：李思琦（1983-），女，主治醫師，碩士研究生.

王鳳榮，E-mail：wfr925@126.com

2017-01-08

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