王凌志,柴紀嚴,劉旭東,劉文俊,趙金茹,王守巖,單德紅,張立德,王德山
β-內啡肽過度釋放參與脾氣虛納少和腹脹的形成?
王凌志,柴紀嚴,劉旭東,劉文俊,趙金茹,王守巖,單德紅,張立德,王德山△
納少與腹脹是脾氣虛證的常見癥狀,二者常常同時出現,其生物學機制目前尚不清楚?,F代醫(yī)學認為,進食行為主要受控于下丘腦的攝食中樞與飽中樞,二者相互拮抗,前者啟動進食行為,后者中斷進食。前阿黑皮素(proopiomelanocortin,POMC)神經元為厭食神經元,其合成分泌的 β-內啡肽(βendorphin,β-EP)能夠作用于攝食神經元,降低其興奮性,抑制食欲,中斷進食[1-2]。這些中樞信號傳至外周后,能夠影響腸神經系統(tǒng)分泌β-EP,進而通過抑制胃腸平滑肌興奮性和Cajal細胞等多條途徑降低胃腸動力[3-4]。飲食不節(jié)和過度疲勞是誘發(fā)脾氣虛證的常見病因,而這兩個因素也能誘發(fā)β-EP過度釋放[5-6],因此推測β-EP過度釋放在脾氣虛納少與腹脹的發(fā)生中起重要作用。為證實此假說,特開展本實驗。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 SPF級雄性SD大鼠20只,體質量(200±10)g,購于遼寧省本溪巿實驗動物中心(SCXK(遼)-2010-0001),飼養(yǎng)于遼寧中醫(yī)藥大學實驗動物中心(合格證號SYXK(遼)-2013-000-9),室溫18~23℃,相對濕度45%~55%,自由飲水進食,適應性飼養(yǎng)1周后開始實驗。
1.1.2 試劑 β-EP檢測試劑盒和兔抗大鼠β-EPμ受體多克隆抗體購于北京博奧森生物技術有限公司(中國),羊抗兔IgG、S-P超敏試劑盒和DAB均購于福州邁新生物技術開發(fā)有限公司(中國)。
1.1.3 儀器 BIO-RAD iMark酶標儀(美國伯樂公司),BI-2000圖像分析系統(tǒng)(中國成都泰盟科技有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 動物分組和模型復制及評價 大鼠按隨機數字表法分為對照組和脾氣虛組(模型組)各10只。對照組不造模,模型組按文獻方法[7-8]復制大鼠脾氣虛模型并評價,即在15 d內先飽食1 d再禁食2 d,共5個循環(huán),同時每日水溫35~37℃游泳至力竭;評價標準:大鼠出現消瘦、食少、神疲乏力、毛色枯槁無光澤等。
1.2.2 大鼠“納少”評價 主要檢測24 h進食/水量,即大鼠單只放入代謝籠24 h后,測量投食/水量和剩余食/水量,二者差值即為其24 h進食/水量。
1.2.3 大鼠“腹脹”評價 采用炭末推進法檢測胃殘留率和小腸推進率。大鼠禁食不禁水24 h后,給予10%炭粉混懸液(5%活性炭和10%阿拉伯膠)灌胃(1 mL/100 g),30 min后10%水合氯醛麻醉大鼠(0.35 mL/100 g),打開腹腔分別取胃與小腸,量取胃內炭末量與總灌胃量相比為胃殘留率;量取小腸內炭粉前端至幽門距離,與幽門至小腸末端距離之比為小腸推進率。
1.2.4 組織β-EP水平檢測 取麻醉大鼠的下丘腦、胃和幽門下1~2 cm小腸,制備組織勻漿,凍存?zhèn)溆?。采用ELISA方法,嚴格按試劑盒說明書操作,檢測上述組織β-EP水平。
1.2.5 μ受體表達 采用免疫組化法。取麻醉大鼠的全腦、胃和小腸4%多聚甲醛固定后,制備石蠟切片,常規(guī)脫蠟至水,雙氧水封閉,PBS洗3 min ×3次,檸檬酸緩沖液(0.01 mol/L,pH6.0),微波爐中高火3 min,低火維持15 min,冷卻至室溫后PBS 洗3 min×3次;滴加血清封閉液,37℃水浴30 min,棄血清,滴加兔抗大鼠μ受體多克隆抗體(1∶300) 4.0℃過夜,37℃水浴2 h;PBS洗3 min×3次,滴加羊抗兔IgG,37℃水浴30 min;PBS洗3 min×3次,DAB顯色,蘇木素復染,梯度乙醇二甲苯脫水,中性樹膠封片。陰性對照采用抗體稀釋液代替一抗,步驟同上。μ受體表達呈棕黃色,位于細胞膜上,采用BI-2000圖像分析系統(tǒng)分析其平均光密度(MOD)。
1.2.6 統(tǒng)計學方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析,數據以均數±標準差(±s)表示,P <0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 一般情況
實驗過程中無動物死亡及脫失情況發(fā)生。對照組大鼠體格健壯,飲食正常,反應敏捷,被毛緊密有光澤;模型組大鼠則明顯消瘦食少,神疲乏力,反應遲鈍,被毛蓬起無光澤,達到模型評價標準。
2.2 大鼠“納少”和“腹脹”情況
表1顯示,與對照組比較,模型組進食量和進水量顯著減少(P<0.05,P<0.01),表明該組大鼠出現“納少”;胃殘留率雖有下降但不明顯,小腸推進率顯著下降(P<0.01),提示該組大鼠存在“腹脹”現象。
2.3 大鼠相關組織β-EP水平和μ受體表達
表2顯示,模型組大鼠下丘腦、胃和小腸組織的β-EP水平和μ受體表達均顯著高于對照組(P<0.05,P<0.01)。
表1 大鼠“納少”和“腹脹”評價(±s)
表1 大鼠“納少”和“腹脹”評價(±s)
注:與對照組比較:*P<0.05,**P<0.01
表2 2組大鼠相關組織β-EP水平及μ受體表達(±s)
表2 2組大鼠相關組織β-EP水平及μ受體表達(±s)
注:與對照組比較:*P<0.05,**P<0.01
中醫(yī)認為脾主運化,為氣血生化之源,實際上認為脾主導機體的能量攝入,是維持能量穩(wěn)態(tài)的重要因素。從神經生理學的角度來說,能量穩(wěn)態(tài)主要受控于下丘腦的攝食神經元和厭食神經元[9]。POMC神經元為厭食神經元,能夠合成釋放β-EP抑制攝食神經元,降低食欲,減少食物攝取。腸神經系統(tǒng)受下丘腦影響,除合成釋放經典的神經遞質外,還能夠通過釋放β-EP,直接或間接地抑制胃腸電活動,減少乙酰膽堿分泌,增強環(huán)形肌張力,減弱縱行肌收縮力,引起胃腸運動停滯[4]。因此,β-EP可以在中樞和胃腸道兩個方面影響進食行為。
研究發(fā)現,禁食和運動能夠誘發(fā)β-EP過度釋放。自愿堅持5 d以上禁食的患者,其血漿β-EP顯著上升[5],體育鍛煉或高強度運動也能促進β-EP釋放[6-10]。由于禁食和疲勞也是引起脾氣虛的常見病因,本實驗就采用這兩種因素成功復制了大鼠的脾氣虛模型,特別是大鼠進食水量明顯減少,表明其出現“納少”的類人癥狀。此外,本實驗還觀察到該組大鼠的胃殘留率變小,小腸推進率顯著下降,提示大鼠還存在“腹脹”現象,即脾氣虛大鼠同時出現“納少”和“腹脹”現象。由于高水平的β-EP能夠抑制食欲,減慢胃腸運動,因此推測其參與了脾氣虛納少和腹脹的形成。
首先在下丘腦方面,本實驗檢測到模型組大鼠下丘腦β-EP水平和μ受體表達均顯著升高,提示脾氣虛狀態(tài)下POMC神經元功能亢進,β-EP被大量合成釋放,結合其高表達的受體后能夠強化對攝食神經元的抑制。研究發(fā)現,β-EP能夠直接激活K+通道,促進K+外流,使攝食神經元超極化,降低其興奮性,還可以抑制攝食神經元胞內cAMP合成,削弱其合成釋放相關的促食欲成分[11]。由此推測脾氣虛時,下丘腦的厭食神經元興奮,進食神經元抑制,引起食欲下降。其次,本實驗觀察到,模型組大鼠的胃腸組織中β-EP及μ受體表達水平也顯著升高,推測脾氣虛時腸神經系統(tǒng)中β-EP能神經元功能增強,大量釋放β-EP,與高表達的μ受體結合后可以抑制胃腸電活動,干擾胃腸動力,導致食物推進障礙,出現腹脹。因此本研究認為,β-EP過度釋放參與了脾氣虛納少和腹脹的形成。
[1]DUTIA R,MEECE K,DIGHE S,et al.β-Endorphin antagonizes the effects of α-MSH on food intake and body weight[J].Endocrinology,2012,153(9):4246-4255.
[2]BODNAR RJ.Endogenous opiates and behavior:2013[J]. Peptides,2014,62:67-136.
[3] SMITH TH,GRIDER JR,DEWEY WL,et al.Morphine decreases enteric neuron excitability via inhibition of sodium channels[J].PLoS One,2012,7(9):e45251.
[4]WOOD JD,GALLIGAN JJ.Function of opioids in the enteric nervous system[J].Neurogastroenterol Motil,2004,16(Suppl 2):17-28.
[5] KOMAKI G,TAMAI H,SUMIOKI H,etal.Plasmabetaendorphin during fasting in man[J].Horm Res,1990,33(6): 239-243.
[6]SINAEI M,KARGARFARD M.The evaluation of BMI and serum beta-endorphin levels: the study ofacute exercise intervention[J].J Sports Med Phys Fitness,2015,55(5):488-494.
[7]劉旭東,劉文俊,孫大宇,等.脾氣虛證模型大鼠神疲乏力的客觀化評價[J].中華中醫(yī)藥雜志,2015,30(3):699-701.
[8]宋囡,賈連群,王俊巖,等.脾虛證大鼠模型胃組織cAMPPKA信號傳導通路變化的研究[J].中國中醫(yī)基礎醫(yī)學雜志,2015,21(6):653-655.
[9] SUZUKI,K,JAYASENA,CN,BLOOM,SR Obesity and appetite control[J].Exp.Diabetes Res.,2012,2012(8): 824305.
[10]MILMAN S,LEU J,SHAMOON H,etal.Magnitude of exercise-induced β-endorphin response is associated with subsequent development of altered hypoglycemia counterregulation[J].J Clin Endocrinol MeTab,2012,97(2): 623-631.
[11]HOLZER P.Opioid receptors in the gastrointestinal tract[J]. Regul Pept,2009,155(1-3):11-17
(遼寧中醫(yī)藥大學,沈陽 110847)
目的:研究β-內啡肽(β-endorphin,β-EP)與脾氣虛納少和腹脹的關系。方法:20只雄性SD大鼠按隨機數字表法分為對照組和脾氣虛模型組(模型組),每組10只;代謝籠檢測大鼠24 h進食/水量,炭末法評估胃殘留率和小腸推進率,ELISA法檢測下丘腦、胃和小腸組織β-EP含量,免疫組化法檢測下丘腦、胃和小腸組織中μ受體表達。結果:模型組大鼠的進食/水量顯著下降,小腸推進率明顯下降,下丘腦、胃和小腸組織中β-EP水平和μ受體表達顯著增加。結論:β-EP過度釋放參與了脾氣虛納少和腹脹的形成。
脾氣虛;β-內啡肽;納少;腹脹;μ受體
Over-relasing of β-endorphin Involves in the Formation of Both the Poor Appetite and Abdominal Distension in Spleen Qi Deficiency
WANG Ling-zhi,CHAI Ji-yan,LIU Xu-dong,LIU Wen-jun,ZHAO Jin-ru,
WANG Shou-yan,SHAN De-h(huán)ong,ZHANG Li-de,WANG De-shan△
(Liaoning University of Traditional Chinese Medicine,Liaoning Shenyang 110847,China)
Objective:To study the relation of β-endorphin(β-EP)in the formation of both the poor appetite and abdominal distension in spleen qi deficiency.Methods:20 male SD rats were randomly divided into the control and spleen qi deficiency group(model group),10 rats each group;metabolic cages were used to detect rat food and water intakes per day;carbon propulsion rate were applied to check the stomach residual rate and small intestine(SI)propelling rate (SIPR);ELISA and immohistochemistry were separately used to measure β-EP concentrations and μ receptor expressions in hypothalamic,stomach and SI tissues.Results:compared with those in the control,model rats significantly showed less food and water intake,reduced SIPR,and enhanced β-EP concentrations and μ receptor expressions of in the hypothalamic,stomach and SI tissues.Conclusion:the overrelease of β-EP involves in the formation of both the poor appetite and abdominal distension in spleen qi deficiency.
Spleen qi deficiency;β-EP;Poor appetite;Abdominal distension;μreceptor
R2-031
B
1006-3250(2017)02-0184-03
2016-07-25
國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃) (2013CB531702)-“脾主運化、統(tǒng)血”等脾藏象理論研究
王凌志(1977-),男,遼寧沈陽人,副教授,醫(yī)學碩士,從事中醫(yī)防治心身疾病的臨床與研究。
△通訊作者:王德山(1951-),男,遼寧大連人,教授,醫(yī)學碩士,從事中醫(yī)藥調控消化吸收的機制研究,Tel:13889217511,E-mail:wwddss5768@163.com。