艾葉油治療慢性支氣管炎的實驗研究

劉泱泱

艾葉是菊科艾藁的干燥葉,中醫認為其可散寒止痛、溫經止血［1］。民間還用其治療濕疹、出血、痛經及多種慢性病,如骨關節炎、哮喘、胃腸疾病和失眠等。艾葉具有多種藥理活性,包括抗炎、抗菌、鎮痛、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤和免疫調節效果。慢性支氣管炎是指氣管、支氣管黏膜及其周圍組織的慢性非特異性炎癥,是一種嚴重危害人類健康的常見病［2］。艾葉是一種傳統的草藥,最近的研究揭示了該植物提取物中的成分具有抗炎作用［3］。盡管很多科研人員已經深入研究了蒿屬植物的抗炎活性,也分離出了幾種抗炎化合物,但是沒有多少實質性證據支持這種草藥的抗炎性能,此外因現階段對其作用機制仍然不清楚,限制了其在臨床實踐中的應用［3-6］。因此,本研究旨在評估艾葉油的抗炎潛力,基于艾葉油的體外抑菌、鎮咳、祛痰及平喘實驗,探究艾葉油對慢性支氣管炎的治療效果,并基于臨床數據,分析艾葉油治療慢性支氣管炎的治療效果作。

1 材料與方法

1.1 實驗藥品艾葉油。

1.2 菌株 大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、乙型溶血性鏈球菌、甲型溶血性鏈球菌、流感桿菌。

1.3 動物 125 只昆明種健康小鼠,雌雄各半,體重16～24 g；80 只健康大鼠,雌雄各半,體重200～250 g。

1.4 主要儀器設備 氣相色譜-質譜聯用儀(Gas chromatography-mass spectroscopy,GC-MS)；超凈工作臺;細菌培養箱；721 型分光光度儀；402 型超聲霧化器；人工呼吸機(DH-140)；微壓測定儀；二氧化硫(SO2)刺激裝置。

1.5 方法

1.5.1 艾葉油GC-MS 分析實驗 用Clevenger 儀器按照說明書提取艾草油。隨后將得到的油用無水硫酸鈉干燥,密封并在制冷下置于黑暗中直至使用。在具有TR-5MS 毛細管柱(30 m×0.2 mm×0.25 μm,Thermo,USA)的GC-MS(Thermo Trace GC Ultra-ISQ 質譜儀)上進行精油的GC/MS 分析,電子沖擊模式(電離能量：70 eV),相關數據被記錄在全掃描采集模式中,范圍為M/Z 40～500。載氣為氦,流速1.0 ml/min。以1∶20 的分裂比進行分裂注射(1 μl),注射器溫度設定在260℃。質譜儀的離子源溫度為200℃。溫度程序＜60℃開始,在該溫度下留在2 min,并在5℃/min 的5℃至170℃下加熱2 min,然后將20℃/min 達到250℃并保持2 min。通過將分析物的質譜與NIST 和WIley 圖書館的真實標準進行比較來鑒定艾葉油化合物。

1.5.2 體外抑菌、殺菌實驗 選擇臨床5 種常見菌。采用標準微量肉湯稀釋法稀釋艾葉油和雙黃連口服液,確定最小抑菌濃度(minimal inhibit concentration,MIC)和最小殺菌濃度(minimum bactericidal concentration,MBC)。

1.5.3 艾葉油的鎮咳、祛痰、平喘等藥理實驗

1.5.3.1 枸櫞酸噴霧引咳法 預實驗：取健康小鼠75 只,雌雄各半,將小鼠放置于5 L 密閉的玻璃實驗測試箱內,用超聲霧化器噴入17.5%枸櫞酸溶液的霧化氣體60 s,剔除噴霧后 2 min 不咳的小鼠,休息2 d 后用于正式實驗。將小鼠隨機分為A 組 (生理鹽水對照),B 組(中藥急支糖漿陽性對照) 和C1 組(艾葉油低劑量)、C2 阻(艾葉油中劑量)、C3 (艾葉油高劑量),每組15 只。連續灌胃給藥,同上法對小鼠進行引咳實驗,記錄小鼠咳嗽潛伏期時間結果。

1.5.3.2 氣道酚紅排泄法 另選取50 例健康小鼠,隨機分為D 組 (鮮竹瀝口服液)、E 組(生理鹽水對照) 及F1 組(艾葉油低劑量)、F2 組(艾葉油中劑量)、F3 組(艾葉油高劑量),每組10 只。每組各灌胃給藥 1 次,第2 天給藥30 min 后,腹腔注射 0.25%苯酚紅溶液,用5%碳酸氫鈉溶液反復沖洗氣管,收集沖洗液,利用721 分光光度計,測量吸光度(波長546 nm),計算酚紅濃度。

1.5.3.3 平喘實驗 選取80 只大鼠,構造慢性支氣管炎大鼠實驗模型,測定模型大鼠的支氣管平滑肌張力。將組織胺注射入大鼠的頸靜脈,收縮支氣管,升高溢流壓力,致使氣喘效果。選擇固本平喘片作為對照。將大鼠隨機分成慢性支氣管炎模型組、艾葉油低劑量組(150 mg/kg)、艾葉油大劑量組 (300 mg/kg)、實驗對照固本咳喘片組(160 mg/kg),每組20 只［4］。

1.6 觀察指標 分析艾葉油GC-MS 結果、艾葉油體外抑菌試驗結果(液體試管法)；比較A 組、B 組、C1 組、C2 組、C3 組小鼠咳嗽潛伏期；比較E 組、D 組、F1組、F2 組、F3 組小鼠酚紅排泄量；比較慢性支氣管炎模型組、艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組、實驗對照固本咳喘片組大鼠肺溢流壓力及注射組織胺后溢流壓力變化。

1.7 統計學方法 采用SPSS19.0 統計學軟件處理數據。計量資料以均數±標準差(±s)表示,采用t檢驗。P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 艾葉油GC-MS 結果分析 見表1。

表1 艾葉油GC-MS 結果分析

2.2 艾葉油體外抑菌實驗(液體試驗法)結果分析見表2。

表2 艾葉油體外抑菌實驗(液體試管法)結果分析

2.3 A 組、B 組、C1 組、C2 組、C3 組小鼠咳嗽潛伏期比較 艾葉油的止咳實驗結果表明：艾葉油各組咳嗽潛伏期均明顯延長,且一定程度上呈劑量依賴性,B 組、C1 組、C2 組、C3 組咳嗽潛伏期分別為(51.79±18.61)、(44.14±7.99)、(57.60±7.82)、(62.98±23.47)min,均長于A 組的(18.79±9.43)min,差異具有統計學意義(P＜0.05)；B 組與C1 組、C2 組、C3 組咳嗽潛伏期比較,差異均無統計學意義(P＞0.05)。見表3。

表3 A 組、B 組、C1 組、C2 組、C3 組小鼠咳嗽潛伏期比較(±s)

表3 A 組、B 組、C1 組、C2 組、C3 組小鼠咳嗽潛伏期比較(±s)

注：與A 組比較,aP＜0.05

2.4 E 組、D 組、F1 組、F2 組、F3 組小鼠酚紅排泄量比較 艾葉油的祛痰實驗結果表明：各組小鼠氣道酚紅排泄量均增加,且一定程度上呈劑量依賴性。D組、F1 組、F2 組、F3 組酚紅排泄量均高于E 組,差異均具有統計學意義(P＜0.05)；D 組與F1 組、F2 組、F3組酚紅排泄量比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。見表4。

表4 E 組、D 組、F1 組、F2 組、F3 組小鼠酚紅排泄量比較(±s)

表4 E 組、D 組、F1 組、F2 組、F3 組小鼠酚紅排泄量比較(±s)

注：與E 組比較,aP＜0.05

2.5 慢性支氣管炎模型組、艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組、實驗對照固本咳喘片組大鼠肺溢流壓力及注射組織胺后溢流壓力變化比較 艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組肺溢流壓力均低于慢性支氣管炎模型組和實驗對照固本咳喘片組,差異均具有統計學意義(P＜0.05)；慢性支氣管炎模型組與實驗對照固本咳喘片組肺溢流壓力比較及艾葉油低劑量組與艾葉油大劑量組肺溢流壓力比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。注射組織胺后,艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組肺溢流壓力升高時間長于慢性支氣管炎模型組,差異有統計學意義(P＜0.05)；慢性支氣管炎模型組與實驗對照固本咳喘片組肺溢流壓力升高時間比較及艾葉油低劑量組與艾葉油大劑量組肺溢流壓力升高時間比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組肺溢流壓力升高值均小于慢性支氣管炎模型組與實驗對照固本咳喘片組,差異有統計學意義(P＜0.05)；慢性支氣管炎模型組與實驗對照固本咳喘片組肺溢流壓力升高值比較及艾葉油低劑量組與艾葉油大劑量組肺溢流壓力升高值比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組肺溢流壓力持續時間均短于慢性支氣管炎模型組,差異有統計學意義(P＜0.05)；艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組、實驗對照固本咳喘片組注射組織胺后肺溢流壓力變化持續時間比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。見表5。

表5 慢性支氣管炎模型組、艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組、實驗對照固本咳喘片組慢性支氣管炎大鼠的肺溢流壓力及注射組織胺后肺溢流壓力變化比較(±s)

表5 慢性支氣管炎模型組、艾葉油低劑量組、艾葉油大劑量組、實驗對照固本咳喘片組慢性支氣管炎大鼠的肺溢流壓力及注射組織胺后肺溢流壓力變化比較(±s)

注：與慢性支氣管炎模型組比較,aP＜0.05；與實驗對照固本咳喘片組比較,bP＜0.05

3 討論

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD) 目前被列為第四大死因,全世界每年有3.28 億患者被確診［7］。COPD 患者臨床上多出現呼吸困難、肺氣腫、慢性支氣管炎和肺組織的慢性炎癥等癥狀,一旦并發心血管疾病、肺癌,患者生存率將大大下降［2］。目前治療慢性支氣管炎選擇的藥物主要為支氣管擴張劑、皮質類固醇等,但使用后極易出現病情反復發作。皮質類固醇還會給患者帶來多種副作用,例如患肺炎和骨質疏松癥的風險顯著增加,皮膚角質層薄化,皮膚屏障受損等。中醫專家認為,慢性支氣管炎主要是患者腎、肺、脾等臟器出現器質性或功能性疾病,肺脾腎功能衰退,導致患者氣血不足、炎癥加劇［8-10］。艾葉作為傳統中藥材,具有多種藥物活性,包括抗炎、抗菌、鎮痛、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤和免疫調節效果等。艾葉油為艾葉主要的作用成分［11］,具有明顯抗菌作用,在臨床上是主要用于瘡瘍、皮膚真菌感染、呼吸道感染等的治療［12］。

本研究中的GC-MS 分析提供艾葉油的詳細化學成分,其中發現包括鱗粉、冰片、樟腦和硫靜脈的幾種主要化學品,根據之前的研究結果其具有抗炎效應。本研究旨在評估艾葉油的抗炎潛力,基于艾葉油的體外抑菌、鎮咳、祛痰及平喘實驗,探究艾葉油對慢性支氣管炎的治療效果,并基于臨床數據,對艾葉油治療慢性支氣管炎的治療效果作了研究［13-15］。結果發現艾葉油能顯著降低臨床上多種重要病原菌對抗菌藥物的MIC 和MBC,其具有抑菌、殺菌作用；延長咳嗽潛伏期,可促進小鼠氣道酚紅排泄,肺溢流壓力顯著下降。艾葉油具體外抑菌效果,并且呈現劑量依賴性。此外,目前艾葉揮發油在臨床、化妝品開發、保健品研發、農藥等領域中也被廣泛應用,但欲開拓中國市場還需解決原料來源、艾葉油生產質量管理規范和提取加工技術規范等一系列問題。

綜上所述,艾葉油具有抑菌、殺菌、鎮咳、祛痰、平喘作用,且呈劑量依賴性。