姜一樸,邸志權,王延濤,安夢培,胡金芳,金 涌,張宗鵬,張 淹
(1. 安徽醫(yī)科大學藥學院,安徽 合肥 230032;2. 天津藥物研究院新藥評價有限公司,天津 300301;3. 東阿阿膠股份有限公司國家膠類中藥工程技術研究中心,山東 聊城 252201)
阿膠(AsiniCoriiColla)是由馬科動物驢的干燥皮或鮮皮經煎煮、濃縮制成的固體膠,具有滋陰潤肺、補血止血等功效,與人參、鹿茸并稱為“中藥三寶”[1]。其成分中蛋白質含量較高(約80%),相對分子質量集中在6×103~2×105u,現代研究表明,相對分子質量過大會影響吸收入體或生物利用度較低,這一定程度上印證了阿膠“滋膩礙胃”的特性[2-3]。據研究,將大分子阿膠經仿生酶解或者仿生消化得到小分子低聚肽,其具有提高免疫力的作用,并有明顯的補血升白作用[2,4-5]。小分子阿膠為阿膠水解物,分子量的減小使得其服用后更易被機體吸收利用,避免了因分子量大而影響藥效發(fā)揮的弊端。本研究參考阿膠的藥理作用,旨在探究小分子阿膠的抗疲勞、抗氧化及止血作用,為其工藝改進提供一定的理論依據。
1.1實驗動物ICR小鼠,SPF級,♂ ♀各半,體質量(19±1)g;SD大鼠,SPF級,♂ ♀各半,體質量(170±10)g,購自北京維通利華實驗動物技術有限公司,許可證號:SCXK(京)2016-0006。
1.2儀器ADVIA2120型血液分析儀(Siemens Healthcare Diagnostics Inc.);ACL9000型凝血分析儀(Instrumentation Laboratory Co.);SHHW21/600A Ⅱ型三用電熱恒溫水箱(天津市泰斯特儀器有限公司);ST 16R型離心機(Thermo Fisher Scientific Inc.)。
1.3藥品與試劑小分子阿膠(small moleculeAsiniCoriiColla,SMACC):批號1609001,東阿阿膠股份有限公司;生血丸:批號9880013,天津中新藥業(yè)集團股份有限公司達仁堂制藥廠;乙酰苯肼(acetyl phenylhydrazine,APH):批號20161104,天津市光復精細化工研究所;環(huán)磷酰胺(cyclophosphamide,CTX):批號16031225,江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司;安琪高活性干酵母:生產日期20160810,安琪酵母股份有限公司;肝素鈣注射液:批號55151202,天津生物化學制藥有限公司;丙二醛(maleic dialdehyde,MDA,批號20161227)、脂質過氧化物(lipid peroxide,LPO,批號20161227)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD,批號20170118)試劑盒,均購自南京建成生物工程研究所;血液學檢測試劑:SIEMENS ADVIA三合一正常值質控全血(批號72025)、全血細胞計數配套試劑(批號45688)、白細胞分類計數配套試劑(批號54747),購自SIEMENS公司;凝血功能檢測試劑:質控血漿(批號N0942249)、凝血酶原時間(prothrombin time,PT,批號N0696900)、凝血酶時間(thrombin time,TT,批號N0556567)、活化部分凝血活酶時間(activated partial thromboplastin time,APTT,批號N1058925)、纖維蛋白原(fibrinogen,FIB,批號N0656757),購自美國實驗室儀器公司。
2.1劑量設定參考阿膠的用法用量(人的日用量按9 g計),人體質量按60 kg計,小鼠體質量按20 g計,依體表面積換算成小鼠的等效劑量為1.70 g·kg-1,依此進行預實驗后,本研究將小分子阿膠的小鼠劑量設置為3.00、1.50、0.75 g·kg-1,大鼠劑量設置為1.500、0.750、0.375 g·kg-1。
2.2實驗動物分組及給藥動物隨機分為6組,分別為對照組、模型組、陽性藥組(生血丸:大鼠1.500 g·kg-1; 小鼠3.00 g·kg-1)、小分子阿膠高、中、低劑量組。采用灌胃法,各組按大鼠10 mL·kg-1,小鼠20 mL·kg-1每天給藥1次,對照及模型組給予等量去離子水,連續(xù)14 d。
2.3對復合血虛模型大鼠的影響參考文獻[6]方法,選用SD大鼠,于給藥d 8,除對照大鼠外,腹腔注射APH 30 mg·kg-1;于d 12,腹腔注射APH 60 mg·kg-1、CTX 100 mg·kg-1,給藥結束于d 15,將大鼠放入冰水中游泳計時,記錄大鼠的力竭時間(上下沉浮多次為限),隨后麻醉大鼠,腹主動脈采集EDTA抗凝血用于血液學檢查,采集促凝血,離心獲得血清,檢測SOD、MDA、LPO。
2.4對小鼠出血、凝血時間的影響選用ICR小鼠(無模型組),于d 14給藥1 h后,毛細管法測定凝血時間(clotting time,CT),剪尾法測定出血時間(bleeding time,BT)。計算改善率:改善率=(給藥組時間-對照組時間)/對照組時間×100%。
2.5對血熱復合出血模型大鼠的影響參考文獻[7]方法,選用SD大鼠,于給藥d 14,除對照大鼠外,皮下注射質量分數為20%的酵母混懸液10 mL·kg-1,5 h后灌胃給藥,1 h后灌胃給予1 mL無水乙醇,給藥結束于d 15麻醉大鼠,腹主動脈采血,檢測血漿TT、APTT、PT、FIB,并進行血液學檢查。
2.6對肝素化出血模型大鼠的影響參考文獻[8]方法,選用SD大鼠,d 14末次給藥后,皮下注射肝素鈣300 U·kg-1復制出血模型,1 h后麻醉大鼠,腹主動脈采血,檢測血漿TT、APTT、PT、FIB。
3.1SMACC對復合血虛模型大鼠的影響與對照組比較,模型大鼠體質量明顯下降(P<0.05),游泳力竭時間明顯縮短(P<0.01),血清中抗氧化成分SOD活性明顯降低(P<0.01),氧化產物MDA、LPO含量明顯升高(P<0.01),白細胞(white blood cell,WBC)計數、淋巴細胞(lymphocyte,LYM)數量、紅細胞(red blood cell,RBC)計數、血紅蛋白(hemoglobin,HGB)濃度、紅細胞比容(hematocritg,HCT)均明顯降低(P<0.01)。相比于模型組,小分子阿膠1.500、0.750、0.375 g·kg-1有效延長大鼠游泳力竭時間(P<0.05,P<0.01),降低血清中MDA、LPO含量(P<0.05,P<0.01),1.500、0.375 g·kg-1劑量組LYM數量明顯增加(P<0.05)。見Fig 1、2,Tab 1。
Fig 1 Effect of SMACC on body weight and exhausted timein rats with complex blood
*P<0.05,**P<0.01vscontrol;#P<0.05,##P<0.01vsmodel
Fig 2 Effect of SMACC on serum SOD,MDA and LPO in rats
**P<0.01vscontrol;#P<0.05,##P<0.01vsmodel
Tab 1 Effect of SMACC on hematological indicators in rats with complex blood
**P<0.01vscontrol;#P<0.05vsmodel
Tab 2 Effect of SMACC on coagulative function in fevered and bleeding
**P<0.01vscontrol;#P<0.05,##P<0.01vsmodel
Tab 3 Effect of SMACC on hematological indicators in fevered and bleeding
*P<0.05,**P<0.01vscontrol;#P<0.05,##P<0.01vsmodel
3.2SMACC對小鼠出血、凝血時間的影響如Fig 3所示,相比于對照組,小分子阿膠3.00、1.50 g·kg-1明顯縮短CT、BT,差異有統計學意義(P<0.05)。
Fig 3 Effect of SMACC on clotting time and bleeding time
*P<0.05vscontrol
3.3SMACC對血熱復合出血模型大鼠的影響Tab 2、3結果顯示,與對照組相比,模型大鼠PT、APTT明顯延長(P<0.01),TT縮短(P<0.01),FIB水平明顯增加(P<0.01),WBC、LYM、血小板(blood platelet,PLT)數量明顯降低(P<0.01)。與模型組比較,小分子阿膠1.500 g·kg-1對PT具有明顯縮短作用(P<0.05),增加FIB水平(P<0.01);1.500、0.750 g·kg-1劑量組WBC、LYM、RBC、HGB、HCT均明顯升高(P<0.01,P<0.05),1.500、0.375 g·kg-1劑量組PLT升高(P<0.01)。
3.4SMACC對肝素化出血模型大鼠的影響對照組大鼠PT、APTT、TT均明顯延長,其中TT、APTT、FIB超過儀器檢測限值。與對照組比較,小分子阿膠各劑量組對APTT、TT、FIB無明顯影響,仍在儀器檢測限值之外,結果不做統計。小分子阿膠1.500 g·kg-1明顯縮短PT(P<0.01),見Fig 4。
APH具有強氧化作用,通過干擾RBC內的葡萄糖-6-磷酸脫氫酶,引起RBC破壞、HGB減少等溶血性貧血。CTX是一種細胞毒制劑,也是一種免疫抑制劑,不僅對機體的免疫器官有損傷作用,也對增殖周期中各期細胞具有殺滅作用,使骨髓造血功能抑制,從而使動物表現出血虛證狀。APH與CTX聯合,經兩個途徑共同造成動物血虛,使各類細胞數量全面下降,免疫器官受到損傷[9-10]。血虛狀態(tài)下供血不足或血液的濡養(yǎng)功能減退,表現為全身虛弱證候,由于缺血缺氧降低了機體的新陳代謝,能量減少,因此顯示出大鼠游泳時間縮短、體溫下降等一系列氣虛狀態(tài)[11]。氧自由基增多是機體疲勞主要表現之一,血虛大鼠進行游泳實驗時,機體內一系列氧自由基代謝會發(fā)生改變,表現為抗氧化能力的下降和脂質過氧化反應的增強[12]。SOD是機體清除氧自由基的重要酶,MDA、LPO是自由基引起的脂質過氧化的主要產物,它們的活性和含量間接反映機體的抗氧化能力,同時,也能間接反映機體的疲勞狀態(tài)。
Fig 4 Effect of SMACC on coagulative functionin heparinized bleeding
**P<0.01vscontrol
血虛大鼠游泳體力耗竭時間的明顯延長,血清中氧化產物MDA、LPO含量的明顯降低,表明小分子阿膠能夠增強大鼠耐力,具有抗疲勞及抗氧化的能力。血中LYM數量呈現明顯增加,考慮小分子阿膠作用機制可能是通過清除自由基,保護細胞膜或加快抗氧化物合成代謝的方式,來提高機體應對氧化應激狀態(tài)的能力,提高機體免疫力,增強大鼠對APH和CTX毒性的抵抗能力,發(fā)揮抗氧化及抗疲勞作用。
小鼠斷尾出血時間(BT)和毛細管凝血時間(CT)實驗廣泛用于中藥止血、促凝血的活性篩選,綜合反映參與止血過程的血管、血小板、凝血系統等多種因素的功能[13]。本研究中,給藥小鼠BT、CT明顯縮短,表明小分子阿膠能夠促進血液凝固、加快傷口的止血速度,對外傷所致的出血情況具有較好的止血功效。
血液凝固是一個多系統參與的復雜過程,是由一系列凝血因子參與的酶促過程,包括內源性、外源性凝血途徑及纖溶系統。PT是外源性凝血途徑的常用實驗指標,反映了外源性凝血系統各因子的活性及是否正常;APTT主要反映內源性凝血因子的活性和含量的變化;TT反映的是內、外源性共同凝血系統;FIB主要反映是否有足夠的纖維蛋白原來生成纖維蛋白;PLT在血液凝固過程中發(fā)揮著重要作用,它的黏附、聚集、釋放起到止血作用,同時它還為各種凝血酶原的活化提供必需的磷脂膜[14]。本研究酵母致血熱出血模型以及肝素化出血模型中,均僅見小分子阿膠對PT有明顯影響,結果一致,相互印證,提示小分子阿膠的止血作用機制可能在凝血級聯反應上游,僅對外源性凝血途徑具有激活作用,其作用靶點可能在凝血因子Ⅲ的激活過程。另外,小分子阿膠也通過增加FIB含量,促進纖維蛋白原轉變?yōu)槔w維蛋白的過程,升高大鼠血中PLT數量,影響抗凝和纖溶系統起作用。
干酵母誘導血熱復合出血模型中,觀察到RBC、HGB水平明顯升高,雖未見模型組指標有明顯異常,但仍說明在某些機制下,小分子阿膠具有“升紅”作用,推測耗氧量增加可能是模型形成的機制之一,小分子阿膠具有抗氧化的作用,從而提高了RBC、HGB水平。小分子阿膠逆轉WBC、LYM等血液學指標的不良改變,提示其可能具有一定的“升白”作用,其具體“升紅”“升白”作用及機制有待進一步深入研究。
綜上研究結果表明,小分子阿膠具有抗疲勞、抗氧化、增加耐力的作用,同時具有止血收斂的作用,將阿膠水解制得小分子阿膠的工藝改進具有可行性。
(致謝: 本實驗于天津藥物研究院新藥評價有限公司實驗室完成,在此對本實驗做出貢獻的所有人員給予誠摯的感謝。)