针药结合干预大鼠局灶性脑缺血组织ATP酶活性及能量代谢的研究
作者:严文广,谢雪姣,黄政德,司友琴
【摘要】 目的 探讨针药结合干预大鼠局灶性脑缺血组织ATP酶活性及能量代谢的研究。方法 将大鼠大脑中动脉阻塞(MCAO)持续脑缺血模型为研究对象,实验设假手术组、模型组、血塞通组、针刺组、针药组,观察术后4、24、72 h的神经功能缺损评分,比较各组的脑梗死体积,用分光光度法检测钠钾离子泵(Na+,K+-ATPase)、钙离子泵(Ca2+-ATPase)、镁离子泵(Mg2+-ATPase)的活性,用高效液相色谱法检测三磷酸腺苷(ATP)、总腺苷酸(TAN)的含量。结果 ①各组梗死灶体积明显小于模型组(P<0.01);针药组梗死灶体积明显小于血塞通组、针刺组(P<0.01)。②除假手术组外,各组动物从4 h至72 h神经功能缺损评分均有所降低,其中针药组神经功能缺损评分较针刺组低(P<0.01)。③假手术组、治疗组Na+,K+-ATPase,Mg2+-ATPase,Ca2+-ATPase活性均较模型组高(P<0.05);针刺组与假手术组比较差异有统计学意义(P<0.05),针药组、血塞通组与假手术组比较差异无统计学意义(P>0.05)。④模型组、血塞通组、针刺组ATP均较假手术组低(P<0.01),针药组ATP值比假手术组低,但差异无统计学意义(P>0.05),与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05);针药组ATP较血塞通组、针刺组高(P<0.05)。模型组、血塞通组TAN较假手术组和针药组低(P<0.05)。结论 血塞通组、针刺组、针药组均能改善急性脑缺血大鼠神经功能。针药组优于针刺组和血塞通组。
【关键词】 针刺;血塞通;脑卒中;大鼠;缺血模型;督脉;风府;人中
〔Abstract〕 Objective To investigate the actions of therapy combined acupuncture and medicine for pathogenesis of cerebral ischemic stroke and the effect of that on energy metabolism. Methods Eighty SD rats were randomly divided into 5 groups: fake surgery group, model group, Xuesaitong group, acupuncture group, Xuesaitong+acupuncture group. The score of the deficient neural function and the behavior were observed at 4th, 24th and 72th hour after operation; The volume of cerebral infraction was compared; The activities of Na+, K+-ATPase, Ca2+-ATPase and Mg2+-ATPase were detected with spectrophotometry. The levels of ATP, ADPm, AMP and TAN were detected with high-performance liquid chromatography. Results ① The volumes of cerebral infarcts in all therapeutic groups were lower than that in model group (P<0.01). That in Xuesaitong+acupuncture group was lower than those in Xuesaitong group and the acupuncture group (P<0.01). ② In all the groups except for fake surgery group, the neural function grades and the behavior grades were reduced from 4th to 72th hour. The neural function grades in Xuesaitong+acupuncture group was lower than those in acupuncture group (P<0.01). The behavior grades in Xuesaitong + acupuncture group was lower than those in Xuesaitong group and the acupuncture group (P<0.05). ③ The activities of Na+, K+-ATPase, Ca2+-ATPase and Mg2+-ATPase in fake surgery group and therapeutic groups were higher than those in model group (P<0.05); The activities in acupuncture group were significant statistically compared with fake surgery group(P<0.05); The activities in Xuesaitong+acupuncture group and Xuesaitong group were not significant statistically with fake surgery group (P>0.05). ④ The difference of AMP and ADP was not significant statistically in all groups (P>0.05); The ATP levels in model group, Xuesaitong group and acupuncture group were lower than those in fake surgery group (P<0.01), the difference between them was not statistically significant(P>0.05), but was statistically significant(P<0.05); ATP in Xuesaitong+acupuncture group was higher than that in Xuesaitong group and acupuncture group (P<0.05) and TAN in model group and Xuesaitong group were lower than those in fake surgery group and the Xuesaitong+acupuncture group (P<0.05). Conclusion All Xuesaitong, acupuncturing in point Renzhong, Baihui, Fengfu and Dazhui, Xuesaitong+acupuncture are effective to improve the nerve function of acute local cerebral ischemic rats. The curative effect of Xuesaitong+acupuncture is better than that of Xuesaitong or acupuncture only.
〔Key words〕 acupuncture; Xuesaitong; cerebral stroke; rats; cerebral ischemic model; Meridi
中风病(Stroke)是人类三大死亡原因之一,致残率高居第一位[1]。我国中风病的年发病率为110~180/10万,每年新发病例约130万人,死于中风者近100万人,患病人数高达500万人以上,约3/4的幸存者有不同程度的残疾,且近年来发病率有逐步上升的趋势[2]。缺血性脑卒中(cerebral ischemic stroke, CIS)又称脑梗死,是好发于中老年人的一种常见病,其高发病率、高致残率给社会和家庭带来了沉重的负担。笔者前期研究发现中药血塞通对缺血性脑卒中有较好的治疗效果[3],为进一步观察其与针刺督脉经穴(人中、百会、风府、大椎)合用的治疗效果,探讨了不同的干预方法对急性局灶性脑缺血模型的调节及可能的作用机制,现将实验方法及结果报道如下。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 动物 4~6月龄SD系大鼠80只,雌雄各半,体质量200~250 g,由湖南中医药大学实验动物中心提供,合格证号:20-004。
1.1.2 药物及试剂 血塞通注射液为黑龙江珍宝岛药业有限公司产品(批号040505),红四氮唑(TTC)、ATP酶试剂盒、考马斯亮兰(G-250)、标准牛血清蛋白为武汉博士德生物试剂公司产品(批号分别为030116、040816、030913、040717)。
1.1.3 仪器 G6805-A型电针刺激仪(上海医疗仪器厂);721B型紫外分光光度计(上海仪器三厂);LC-6A高效液相色谱仪(日本岛津公司);MIAS医学图像分析管理系统(北航);AEU-210分析天平(湘仪天平仪器厂)。
1.2 方法
1.2.1 分组 将大鼠随机分为假手术组、模型组、血塞通组、针刺组、血塞通+针刺组(下称针药组)共5组,每组16只,雌雄各半。
1.2.2 造模 插线制备:插线选用进口高碳素钓鱼线,直径0.22~0.26 mm,长度40~50 mm,并在距前端15 mm、20 mm处作标记,以液态硅胶处理后置肝素盐水中浸泡备用。
模型制备:参照Koizumi的方法[4],制备模型。术后各组大鼠切口严格络合碘消毒,青霉素肌注(每次4万U/只)抗炎。
1.2.3 给药方法 各组均从造模后10 min开始腹腔注射给药,2次/d,连续3 d。假手术组、模型组和针刺组,每天分2次腹腔注射相应体积生理盐水,血塞通组和针药组腹腔注射血塞通50 mg/kg,剂量按人鼠体表面积折算,均相当于成人临床等效剂量,所有大鼠均单笼饲养,自由饮水摄食。
1.2.4 针刺方法 根据报道[5],选用治疗缺血性脑卒中最常使用的督脉经穴(风府、人中、百会、大椎)4个穴位。实验过程中,针刺组、针药组所有大鼠均于造模后10 min开始电针治疗,刺法参照《实验针灸学》[6]。以1寸毫针,沿皮斜刺人中、百会、风府、大椎四穴,将针柄分别连接至电针仪的电极上,频率5~10次/s, 电针刺激强度以肌肉轻微抽动或耳廓轻微抖动为度,一般3~5 V,时间持续30 min,24 h重复1次,共3次。
1.2.5 神经功能缺损评分方法 神经功能缺损评分[7]:在造模前、造模后4、24、48、72 h分别进行评分,评分标准为:0分,无神经损伤症状;0.5分,竖毛,轻度运动低下;1分,前肢屈曲,运动障碍;2分,行动不协调,屈曲姿势,旋转运动;3分,偏瘫,不能站立行走;4分,痉挛,嗜睡;5分,死亡。本实验入选实验动物评分均为1~3分。
1.2.6 脑梗死体积的检测 各组实验动物均取6只,于造模后72 h造成神经功能缺损后,立即断头取脑,用生理盐水洗净,放入冰箱冷藏5 min后取出,平放于鼠脑垫上,拿出两片刀片,将其中一片固定一端,另一刀片沿鼠脑垫垂直均匀切片,每片厚2 mm,将其放入盛有2%红四氮唑溶液中,置于37 ℃恒温箱中水浴孵育30 min后,置于4%中性多聚甲醛溶液中固定,梗死部分呈白色,正常部分呈红色。取出平置于载玻片上,以刻度尺标记,电镜摄像, 病理图像分析软件出脑梗死体积,占同侧大脑半球百分比例。
1.2.7 Na+,K+-ATPase,Ca2+-ATPase,Mg2+-ATPase活性测定
各组实验动物10只,断头取脑后,用生理盐水洗净,冰上分离取海马,吸干水分,取约2/3海马组织,迅速置天平上称量,记录后用冻存管保存于-80 ℃超低温冰箱,用作ATP酶检测。迅速取出冻存管,将标本放入匀浆管,按10 mg/100 μL加入匀浆液,置高速匀浆机充分匀浆后取上清备用。取标准牛血清蛋白配成480 μL标准对照品;Bradford法[8]配制蛋白质浓度检测液:50 mg考马斯亮兰(G-250)溶于25 mL 95%乙醇中,加入50 mL 85%(V/V),双蒸水稀释到500 mL。根据ATP酶试剂盒说明书配制试剂和0.5 mmol/L标准磷应用液(应为浅黄色,若无色则试剂失效,若为蓝色则为磷污染,定磷剂现用现配),按照规范操作步骤完成(1)酶促反应:将上清液分别加入不同试剂,混匀,37 ℃水浴准确反应10 min;再将试剂混匀,3 000~4 000 r/min离心10 min取上清200 μL定磷。(2)定磷:取上清液与试剂混匀,37 ℃水浴准确反应30 min,冷却至室温,在660 nm处,蒸馏水调零比色,在595 nm处采用Lowry法检测蛋白质浓度。计算公式
组织中ATPase活性umolPi/(mgprot·h)=×标准管浓度(0.5umol/mL)×反应体系中样本稀释倍(2.5)×
计算出Na+,K+-ATPase,Ca2+-ATPase,Mg2+-ATPase值,其中OD值用紫外分光光度计测定。
1.2.8 ATP,TAN含量的测定 各组实验动物断头取脑后,取海马的另1/3,在冻结状态下破碎,称取10 mg脑组织于离心管中,加入经预冷的0.42 mol/L高氯酸500 μL混匀,旋涡振荡置冰箱中,间断振荡3次,提取15 min,于-10 ℃以3 800 r/min离心10 min,取200 μL上清液加85 μL KOH(1 mol/L),旋涡振荡1 min,再于-10 ℃以4 000 r/min离心10 min,取20 μL上清液上样,进行高效液相色谱分析。色谱条件为:色谱柱系Diamsonil C18(200 mm×4.6 mm,i.d. 5 μm,迪马公司),流动相:100 mmol/L K2HPO4/KH2PO4(pH6.0,内含5 mmol/L四丁基硫酸铵):甲醇(86∶14),应用前经过0.45 μm的过滤膜过滤,超声脱气,流速:1.0 mL/min,进样量为20 μL,柱温为27 ℃,检测波长:254 nm。
1.3 统计学分析
数据以均数±标准差(x±s)表示,采用SPSS 13.0统计软件包进行统计学分析。神经功能缺损评分采用重复测量设计的两因素方差分析,脑梗死体积、Na+,K+-ATPase,Mg2+-ATPase,Ca2+-ATPase,ATP,TAN多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用SNK-q法,组间比较采用析因设计的方差分析。
2 结果
2.1 各组神经功能缺损评分比较
与模型组同时间点比较:各组4、24 h神经功能缺损评分差别无统计学意义(P>0.05);48、72 h时血塞通组、针刺组、针药组均有降低,差异均有统计学意义(P<0.01)。各组组内比较:48 h 与4 h 比较,血塞通组、针药组差别有统计学意义(P<0.05);72 h与4 h、24 h比较,血塞通组、针刺组差别有统计学意义(P<0.05),针药组差别有显著统计学意义(P<0.01);72 h与48 h比较,针刺组、针药组差异有统计学意义(P<0.05)。在72 h时,针药组与针刺组差别有统计学意义(P<0.05)。见表1。
2.2 各组脑梗死体积比较
模型组大鼠经TTC染色后,均发现左侧MCA供血区出现梗死边界清晰、范围较恒定的苍白梗死灶,梗死灶占同侧大脑比例为(34.06±7.33)%;血塞通组、针刺组和针药组梗死灶边界模糊不清,边界线不规则,梗死灶占同侧大脑比例分别为(19.17±4.74)%、(17.33±5.48)%和 (11.24±4.16)%,均明显小于模型组(P<0.01);针药组脑梗死体积与血塞通组、针刺组显著缩小,差异有统计学意义(P<0.01)。模型组、血塞通组、针刺组、针药组经析因设计的方差分析,发现血塞通组与针刺组之间存在交互作用(P<0.01)。见表2。
2.3 各组Na+,K+-ATPase,Mg2+-ATPase,Ca2+-ATPase结果
假手术组、血塞通组、针刺组、针药组Na+,K+-ATPase,Mg2+-ATPase,Ca2+-ATPase活性均较模型组高(P<0.05);血塞通组、针药组Na+,K+-ATPase,Mg2+-ATPase,Ca2+-ATPase与假手术组比较均有不同程度下降,但差异无统计学意义(P>0.05);针刺组Na+,K+-ATPase,Mg2+-ATPase,Ca2+-ATPase与假手术组比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。
2.4 各组ATP,TAN含量测定结果
模型组、血塞通组、针刺组ATP均较假手术组低(P<0.01);针药组与模型组、血塞通组、针刺组比较,差异有统计学意义(P<0.05);针药组,TAN较血塞通组、针刺组高(P<0.05);模型组、血塞通组TAN较假手术组低;说明血塞通和针刺有协同效用。见表4。
3 讨论
急性缺血性脑卒中是临床常见病,预后差,病情复杂,又缺乏特异有效的方法。ATP酶活性下降和能量供应障碍是急性脑缺血的重要机理之一,可引发和加重脑水肿及脑梗死。脑组织中高能化合物ATP为维持脑功能和细胞内外离子恒定所必须,其含量变化是反映脑组织能量生成及利用的重要指标。在缺血缺氧时,脑细胞内ATP逐渐耗竭,依靠ATP运转的离子泵(ATPase)活性因能量障碍而受到抑制,同时因为钠、钾泵(Na+,K+-ATPase)、钙泵(Ca2+-ATPase)等活性降低,导致胞内Na+、Ca2+等超载,引起迟发性细胞损伤。
针刺疗法作为早期治疗和早期康复的积极有效的手段,有研究表明[9-11],无论出血性中风,还是缺血性脑卒中,在急性期针刺,其疗效优于在恢复期针刺。针刺治疗能够增加脑血流量,改善脑氧代谢,缩小梗死体积,抑制脑细胞凋亡,对缺血的脑组织起到一定的保护作用[12]。具有扶正固本,疏通经络,调理气血,活血化瘀,扩张血管,改善微循环的作用。而血塞通注射液是三七提纯制成的,主要成分三七总皂苷(Pamx Notogin senosides,PNS)。它具有成分明确,纯度高,剂量准确,疗效稳定,使用方便的特点,是一种很有前途的新型神经保护剂。
实验结果显示,血塞通组、针刺组、针药组各项指标均优于模型组,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);而针药组神经功能缺损改善优于针刺组(P<0.01),也优于血塞通组,但差异无统计学意义(P>0.05),可能与样本含量不够有关;针药组脑梗死体积小,均与针刺组和血塞通组差异有统计学意义(P<0.05);针药组ATP、TAN含量均较其余各治疗组和模型组升高(P<0.05)。与司全明[13]报道相一致。说明血塞通和针刺督脉经穴均能改善急性脑缺血损伤,且两者之间有协同效用,其疗效显著优于单纯血塞通或针刺治疗。其可能的作用机制是血塞通有消肿、止痛的功效,能诱导神经干细胞特异性分化成非成熟神经元,可以明显提高成熟神经元比例[14]。二者协同作用,标本兼治,在疾病发生、演变、转归中发挥了多靶点、多效应的有效治疗,从整体上改善损伤后神经修复再生,对缺血后脑组织起保护作用。因而有提高治愈率,减少病死率和病残率的显著疗效。
【】
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