何天富,陳曉藝,羅宇東,陳洪濤,劉源煥,譚安薔,龐曉云
(廣西中醫(yī)藥大學制藥廠,南寧 530023)
血管性癡呆(vascular dementia,VD)是危害中、老年人健康的常見、多發(fā)病。VD 的發(fā)病機制目前尚不明確,國內外尚無有效控制VD 病程進展的方法[1]。而VD 是中國第二大癡呆癥患者群,約有950萬中風患者會出現(xiàn)繼發(fā)的認知障礙。隨著人口老齡化社會的到來,控制血管危險因素對于預防認知障礙至關重要。
復方扶芳藤合劑(Fufangteng compound,F(xiàn)FTC)為《中國藥典》(2015年版)收錄品種,該藥品是由扶芳藤、紅參、黃芪等中藥經提取加工而成的復方制劑,具有益氣補血、健脾養(yǎng)心的功效[2]。臨床上,F(xiàn)FTC對血栓預測陽性轉陰、認識功能及腦血循環(huán)障礙和腦萎縮等均有較好的療效,有助于老年VD 的防治[3]。有研究報道,F(xiàn)FTC 能明顯延長凝血時間,降低血液黏度,有抗心肌缺氧、抗衰老、抗應激及改善微循環(huán)等作用[4-7],但關于FFTC治療VD的實驗研究報道不多。本研究通過建立多發(fā)腦梗死性癡呆大鼠模型模擬VD,并給予不同劑量FFTC 進行干預,探討FFTC 對多發(fā)腦梗死性癡呆大鼠學習、記憶能力及血液黏度的影響和作用機制。
1.1 實驗動物 SPF 級SD 大鼠,雌雄各半,體重180~220 g,由廣西醫(yī)科大學實驗動物中心提供,合格證號:SCXK2014-0002,飼養(yǎng)于溫度22~25 ℃、相對濕度55%~70%的SPF級動物房內,自由攝食、飲水。本研究已取得廣西中醫(yī)藥研究院動物實驗倫理委員會批準,審批號:2017100902。
1.2 藥物、主要儀器與試劑 FFTC(批號:20170403),褐色稠膏,每克膏相當于6.71 g生藥,由廣西中醫(yī)藥大學制藥廠提供。吡拉西坦片(腦復康)(批號:20170301,宜昌人福藥業(yè))。Morris 水迷宮(北京眾實迪創(chuàng)發(fā)展有限責任公司);全波長全自動多功能酶標儀(美國賽默飛);TDL-5-A 離心機(上海安亭科學儀器廠)。乙酰膽堿酯酶(AchE)測試盒、考馬斯亮蘭蛋白測試盒、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)測試盒、一氧化氮(NO)測試盒、內皮素-1(ET-1)測試盒、凝血酶時間(TT)測試盒、凝血酶原時間(PT)測試盒、活化部分凝血活酶時間(APTT)測試盒、纖維蛋白原(FIB)測試盒均購于南京建成生物工程研究所。
1.3 動物分組及給藥 所有大鼠適應性飼養(yǎng)7 d后隨機分為7 組,每組10 只,即空白對照組、假手術組、模型組、陽性藥腦復康(0.432 g/kg)組及FFTC低劑量(3.8 g/kg)組、中劑量(7.5 g/kg)組、高劑量(15.0 g/kg)組(低、中、高劑量相當于人臨床日用劑量的5倍、10倍、20倍,臨用前用蒸餾水配制成所需濃度)。各給藥組大鼠按10 mL/kg灌胃給予相應藥物,空白對照組、假手術組和模型組大鼠給予等量蒸餾水。連續(xù)灌胃3 d 后造模,之后再連續(xù)灌胃12 d,共給藥15 d,1次/d。
1.4 多發(fā)腦梗死性癡呆大鼠模型的建立[8]于大鼠左心室采血,血液置于37 ℃干燥箱內烘干8 h,研碎后過200 μm篩得到血栓栓子,用時取血栓栓子1 mg加生理鹽水0.3 mL,搖勻成混懸液。10%水合氯醛按0.35 g/kg體重腹腔注射麻醉大鼠,頸正中切開皮膚,剝離胸骨舌骨肌、肩胛舌骨肌與胸鎖乳突肌,暴露頸總動脈、頸外動脈與頸內動脈,暫時夾閉頸總動脈,于頸外動脈逆行注入栓子鹽水混懸液0.3 mL,推注同時開放頸總動脈,使栓子通過頸內動脈進入顱內至大腦各動脈,造成多發(fā)性腦梗死,然后結扎頸外動脈,縫合皮膚。造模后,根據(jù)大鼠神經行為學評分篩選合格模型。假手術組手術方法同模型組,在穿刺時給予0.3 mL生理鹽水代替血栓栓子混懸液??瞻讓φ战M不予處理。
1.5 血液流變學及凝血功能檢測 實驗后抽取大鼠腹主動脈血,檢測各組血液流變學指標(高、中、低切全血黏度和血漿黏度)、凝血四項指標(TT、PT、APTT、FIB)水平。
1.6 Morris水迷宮試驗(包括定位航行實驗和空間探索實驗)觀察大鼠學習、記憶能力(1)第1 天定位航行試驗:試驗開始先將大鼠放入水池中(不放平臺)自由游泳2 min,使其熟悉迷宮環(huán)境。試驗共歷時5 d,每天定于固定時間段,每個時間段訓練2 次。訓練開始時,將平臺置于第三象限,從池壁4個起始點的任一點將大鼠面向池壁放入水池。記錄系統(tǒng)記錄大鼠找到平臺的時間(逃避潛伏期)和游泳路徑,2次訓練即將大鼠分別從4個不同的起始點(不同象限)放入水中。大鼠找到平臺后或120 s內找不到平臺(潛伏期記為120 s),則將大鼠引導到平臺,在平臺上休息15 s,再進行下一次試驗。每日以大鼠2次訓練潛伏期的平均值作為大鼠當日的學習成績。(2)第2天空間探索實驗:第6天撤除平臺,將大鼠從第二象限入水,所有大鼠必須為同一入水點,記錄大鼠第三象限停留時間、首次穿臺時間和2 min內穿臺次數(shù)。
1.7 血漿SOD、MDA、NO、ET-1水平測定 行為學測試完畢后,大鼠眼眶取血,肝素鈉抗凝,3 000 r/min離心10 min,分離血漿,按試劑盒說明書分別測定血漿中SOD、MDA、NO、ET-1水平。
1.8 腦組織SOD、MDA、AChE 水平測定 處死各組大鼠,迅速取腦稱重,用生理鹽水制成10%腦組織勻漿液,低溫離心,取上清液,按試劑盒說明書分別測定腦組織中SOD、MDA、AChE水平。
1.9 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料以均數(shù)±標準差()表示,多組間比較采用方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 7組大鼠不同時間尋找平臺的潛伏期和路徑比較 空白對照組與假手術組大鼠尋找平臺的潛伏期和路徑比較,差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05);第1 天,7 組尋找平臺的潛伏期和路徑比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);第2至第5天,模型組大鼠尋找平臺的潛伏期和路徑長于假手術組(P<0.05),腦復康組和FFTC高劑量組尋找平臺的潛伏期和路徑短于模型組(P<0.05),而FFTC中、低劑量組與模型組比較,差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05),見表1、表2。
表1 7組大鼠不同時間尋找平臺的潛伏期比較s,
表1 7組大鼠不同時間尋找平臺的潛伏期比較s,
與假手術組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05;與FFTC低劑量組比較,&P<0.05。
表2 7組大鼠不同時間尋找平臺的路徑比較cm,
表2 7組大鼠不同時間尋找平臺的路徑比較cm,
與假手術組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
2.2 7組大鼠空間探索能力比較 空白對照組與假手術組在第3 象限停留時間、首次穿臺時間、2 min內穿臺次數(shù)比較,差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05);與假手術組比較,模型組在第三象限停留時間明顯縮短,首次穿臺時間延長,2 min內穿臺次數(shù)減少(均P<0.05);腦復康組、FFTC 高、中劑量組在第3 象限停留時間長于模型組,首次穿臺時間短于模型組,2 min內穿臺次數(shù)多于模型組(均P<0.05),而FFTC 低劑量組與模型組比較,差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05),見表3。
表3 7組大鼠空間探索能力比較
表3 7組大鼠空間探索能力比較
與假手術組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
2.3 7組大鼠SOD、MDA、AchE水平比較 空白對照組與假手術組大鼠腦組織SOD、MDA、AchE水平及血漿SOD、MDA水平比較,差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05);與假手術組比較,模型組大鼠血漿、腦組織SOD水平及腦組織AchE水平降低,血漿、腦組織MDA 水平升高(均P<0.05);與模型組比較,腦復康組、FFTC高劑量組大鼠血漿、腦組織SOD水平及腦組織AchE 水平升高,血漿、腦組織MDA 水平降低(P<0.05);FFTC中、低劑量組大鼠與模型組比較,差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05),見表4。
表4 7組大鼠SOD、MDA、AchE水平比較
表4 7組大鼠SOD、MDA、AchE水平比較
與假手術組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
2.4 7 組大鼠血液流變學指標比較 空白對照組與假手術組大鼠高、中、低切全血黏度、血漿黏度比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);模型組大鼠高切、中切、低切全血黏度和血漿黏度高于假手術組(P<0.01);腦復康組、FFTC高劑量組大鼠高切、中切、低切全血黏度和血漿黏度低于模型對照組(P<0.05);FFTC中、低劑量組與模型組比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表5。
表5 7組大鼠血液流變學指標比較
表5 7組大鼠血液流變學指標比較
與假手術組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
2.5 7組大鼠凝血四項指標比較 空白對照組與假手術組大鼠凝血四項指標比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);模型組大鼠TT、PT、APTT時間短于假手術組,F(xiàn)IB 水平高于假手術組(P<0.05);腦復康組、FFTC 高劑量組TT、PT、APTT 時間長于模型對照組,F(xiàn)IB 水平低于模型組(P<0.05);FFTC 中、低劑量組與模型組比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表6。
表6 7組大鼠凝血四項指標比較
表6 7組大鼠凝血四項指標比較
與假手術組比較,*P<0.01;與模型組比較,#P<0.05。
2.6 大鼠血漿NO、ET-1 含量比較 空白對照組與假手術組大鼠血漿NO、ET-1含量比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);模型組大鼠血漿NO、ET-1 水平高于假手術組(P<0.01);腦復康組、FFTC高劑量組大鼠血漿NO、ET-1 水平低于模型組(P<0.05);FFTC 中、低劑量組與模型組比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表7。
表7 7組大鼠血漿NO、ET-1含量比較
表7 7組大鼠血漿NO、ET-1含量比較
與假手術組比較,*P<0.01;與模型組比較,#P<0.05。
癡呆癥是65歲以上老年人致殘的主要原因,中國癡呆癥患者例數(shù)約占全世界癡呆癥患者總數(shù)的25%,隨著癡呆癥的發(fā)病率不斷上升,相關藥物開發(fā)進展緩慢的嚴峻形勢,給有關部門及研發(fā)人員帶來巨大的挑戰(zhàn)[9]。目前,癡呆癥治療的一線藥物包括膽堿酯酶抑制劑,如多奈哌齊和卡巴拉汀,以及NMDA 受體拮抗劑美金剛。本研究FFTC(又名百年樂)由紅參、扶芳藤、黃芪組成。FFTC 中各味藥材均有相關報道可改善VD。FFTC 能夠有效改善D-半乳糖聯(lián)合三氯化鋁(ALCl3)所致癡呆小鼠學習記憶能力[10]。扶芳藤提取物對大鼠急性腦缺血再灌注損傷具有保護作用,能夠有效抑制腦組織中白細胞介素-1β(IL-1β)和腫瘤壞死因子α(TNF-α)水平[11],下調缺血腦組織中c-fos表達[12],降低腦組織與血清中白細胞介素-6T(IL-6T)、TNF-α的表達水平[13]。
VD 的發(fā)病機制尚不明確,目前學者研究認為與基因突變、自由基損傷、神經細胞凋亡、神經遞質紊亂、自由基損傷、β-淀粉樣蛋白(Aβ)沉積和tau蛋白異常磷酸化等有關。其中,炎癥損傷是VD 一個重要的病理學特征,腦缺血后的炎癥反應TNF-α、IL-1β、NO 等炎癥介質的上調,外周白細胞富集,激活膠質細胞,從而導致免疫細胞釋放有毒介質,破壞血腦屏障,相反地,血腦屏障的破壞引起繼發(fā)性缺血性腦損傷[14]。氧化應激也是加重VD的重要影響因素,MDA 是細胞膜質過氧化損傷產生的代謝終產物,可間接反應細胞膜質過氧化程度,而SOD是機體內一種非常重要的抗氧化酶,可清除機體內過多的氧自由基[15],在臨床應用上血清中MDA 在VD 中的表達升高、SOD 表達降低,均為VD 發(fā)病的參考依據(jù)[16]。臨床上,膽堿酯酶抑制劑可抑制乙酰膽堿的分解,改善輕度至中度VD患者的認知功能,有學者推測膽堿能缺陷或乙酰膽堿介導的神經傳遞減少可能在VD 中發(fā)揮作用[17]。本研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)FTC 能夠增加多發(fā)腦梗死性癡呆大鼠血漿和腦組織中SOD 水平、降低MDA 水平,并增加腦組織中AchE 水平(P<0.05),推測FFTC 可對抗自由基損傷,減少脂質過氧化反應,提高腦組織膽堿能神經活力。
本研究通過Morris 水迷宮試驗和空間探索試驗探討FFTC對癡呆大鼠學習、記憶能力的影響,結果顯示:FFTC 能夠縮短多發(fā)腦梗死性癡呆大鼠定位航行潛伏期,縮短定位巡航路徑(P<0.05),初步驗證了FFTC能提高學習、記憶的認知功效。此外,本研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)FTC 可有效降低多發(fā)腦梗死性癡呆大鼠高切、中切、低切全血黏度和血漿黏度(P<0.05),改善多發(fā)腦梗死性癡呆模型大鼠血液流變性異常;凝血四項指標檢測結果提示FFTC 明顯延長多發(fā)腦梗死性癡呆模型大鼠TT、PT、APTT,降低FIB 水平(P<0.05),表明FFTC 對多發(fā)腦梗死性癡呆模型大鼠有抗凝血作用。FFTC還可降低多發(fā)腦梗死性癡呆模型大鼠血漿NO、ET-1水平,說明其具有抑制NO過量釋放引起的神經毒性作用及擴放血管的作用。
綜上所述,F(xiàn)FTC 能改善多發(fā)腦梗死性癡呆大鼠的學習、記憶功能,對多發(fā)腦梗死性癡呆大鼠具有降低血液黏度,有效調節(jié)凝血系統(tǒng)的作用,可用于臨床上治療VD。其作用機制可能與對抗自由基損傷、減少脂質過氧化反應、提高腦組織膽堿能神經活力、改善血液流變性異常、抗凝血、抑制NO 過量釋放引起的神經毒性及開放血管等作用有關。