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编号:10496501
蜕皮甾酮对缺血性脑损伤的影响1
http://www.100md.com 《沈阳药科大学学报》 1999年第2期
     作者:徐楠杰 郭月英 芮文霞 李 铣

    单位:徐楠杰 芮文霞 沈阳药科大学药学系;李铣 郭月英 中药系, 沈阳 110015

    关键词:蜕皮甾酮;脑缺血;记忆障碍

    沈阳药科大学学报990211] 摘 要 研究了蜕皮甾酮对抗急性脑缺血作用及对脑缺血再灌注引起的记忆障碍的影响.结果发现:蜕皮甾酮14.4 mg/kg能对抗小鼠急性脑缺血造成的损伤和由于脑缺血引起的体温下降并改善由于脑缺血再灌注引起的学习记忆障碍.蜕皮甾酮10 mg/kg还能改善大鼠脑缺血引起的脑水肿并显著降低脑缺血大鼠脑组织钙含量.表明蜕皮甾酮对缺血性脑损伤具有保护作用.

    分类号 R971

    Protective Effect of Ecdysterone on Cerebral
, 百拇医药
    Ischemia-lnduced lmpairment


    Xu Nanjie,Guo Yueying,Rui Wenxia,Li Xian

    Department of Pharmacy,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110015

    Abstract The effects of ecdysterone on cerebral ischemia and amnesia induced by cerebral ischemia damage were studied.The results showed that 14.4 mg/kg of ecdysterone ig protected mice against the acute cerebral ischemia,cerebral ischemia-induced hypothermia and cerebral ischemia damage-caused amnesia.10 mg/kg of ecdysterone ig also protected rats against cerebral ischemia-induced brain edema and decreased calcium content in the cerebral ischemia rat brain.These results indicated that ecdysterone has protective effect on cerebral ischemia-induced impairment.
, 百拇医药
    Key words ecdysterone;cerebral ischemia;amnesia

    药理学研究证明甾体类昆虫生长代谢调节激素蜕皮甾酮(ecdysterone,β-ecdyson,ECR)具有促进蛋白合成等多方面的药理活性〔1〕,作者前期工作表明蜕皮甾酮还有较强的抗脑缺氧作用,而有关对脑缺血及其行为症状影响的研究尚未见报道.因此作者就蜕皮甾酮对脑缺血及脑缺血引起的学习记忆障碍的影响进行研究,以探讨蜕皮甾酮对脑功能损伤的保护作用.

    1 实验材料

    昆明种小鼠,雄性,18~22 g;Wister大鼠,雄性,(247±25)g,由本校动物室提供.小鼠学习记忆行为实验均于每天14时~17时进行.蜕皮甾酮,纯度95%,由本校天然药化研究室提供,用时用蒸馏水溶至所需浓度.根据蜕皮甾酮体内药物代谢动力学结果,蜕皮甾酮灌胃给药8 h后经体内代谢于脑中浓度达到峰值〔2〕,故于实验前8 h灌胃给药.
, 百拇医药
    2 实验方法

    2.1 小鼠急性脑缺血实验

    小鼠45只随机分组,灌胃蜕皮甾酮各剂量或等容量蒸馏水,连续3 d,末次给药8 h后齐耳剪下小鼠头部,立即观察记录张口动作持续时间.另取小鼠30只,分组给药同上,给药后结扎小鼠双侧颈总动脉,记录从结扎至呼吸停止时间,呼吸于10 min以上停止者计为生存〔3〕.

    2.2 小鼠脑缺血再灌注模型制备

    参照文献方法〔4〕,小鼠60只用20%乌拉坦1.2 g/kg麻醉后,仰卧位固定,分离两侧颈总动脉,于动脉下置0号丝线,各线两端并齐后,通过一长约5 mm塑料管,由颈背部正中穿出皮肤,塑料管埋于皮肤内,用另一丝线穿过套住血管的阻断丝线环部,由颈下部切口引出皮肤,缝合切口.
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    2.3 脑缺血再灌注小鼠体温及学习记忆功能测定

    手术后48 h随机分组后进行实验,实验前8 h灌胃蜕皮甾酮各剂量或等容量蒸馏水.实验时用电子点温计(上海精华仪器厂)测基础肛温后,除假手术组外其余各组完全阻断两侧颈总动脉.阻断时用镊子轻按背部皮肤,拉紧四根线终端,并以动脉夹将四线与皮肤固定.缺血结束,轻拉颈下引线,恢复血液再灌注.血流阻断5 min后恢复供血,以脑缺血前后肛温差值ΔT为指标反应体温变化.测定缺血5 min时肛温及恢复供血30、60、90 min时肛温.24 h后进行跳台实验〔5〕,每天实验前给药一次,直至实验结束.

    2.4 大鼠脑缺血模型制备及含水量测定

    参照文献方法〔6〕,加以改进.手术前3 d分别灌胃蜕皮甾酮各剂量或等容量蒸馏水,末次给药8 h后进行手术,手术时大鼠用乙醚麻醉,结扎双侧颈总动脉,造成急性实验性不完全脑缺血模型,假手术组只穿线不结扎.在室温20~25 ℃下观察大鼠活动情况,在36 h内死亡者立即断头取大脑半球,分离皮层海马组织,其余在36 h断头.所取大脑组织用生理盐水洗去表面残血,称湿重,然后在110℃烘箱中烘至48 h,称干重.脑组织含水量按下面公式计算:
, 百拇医药
    W(H2O)%=(脑湿重-脑干重)/脑湿重×100%.

    2.5 脑缺血大鼠脑组织钙含量测定

    参照文献方法〔7〕,略加改动.取大鼠脑烘干组织置于敞口三角锥形瓶中,用消化液(V(盐酸)∶V(硝酸)∶V(高氯酸)=1∶3∶1.5,优级纯)在电炉上(180~200℃)逐渐升温消化,直至混合液反应显无色透明溶液为止.继续加热,待溶液蒸发约剩1 mL时,停止加热,取下放冷,用三重蒸馏水定容至10 mL后,用原子吸收分光光度仪(日本岛津公司AA-670型)测OD值,以标准曲线法计算脑组织钙含量(μmol/g干组织重).

    2.6 统计

    实验数据用±s表示,不同实验组之间显著性比较采用t检验.

    3 结果
, 百拇医药
    3.1 蜕皮甾酮对小鼠急性脑缺血的影响

    灌胃给予蜕皮甾酮7.2 mg/kg、14.4 mg/kg显著延长断头小鼠平均张口动作持续时间,对照组时间为(19.3±1.5)s,蜕皮甾酮7.2 mg/kg组、14.4 mg/kg组分别为(21.3±2.5)s、(21.5±2.2)s,与对照组相比均P<0.01(n=15).灌胃给予蜕皮甾酮14.4 mg/kg可明显延长双侧颈总动脉结扎致脑缺血小鼠的生存时间,对照组生存时间为(5.0±3.1)min,蜕皮甾酮14.4 mg/kg组的生存时间为(8.2±2\^6)min,与对照组相比P<0.05(n=10).

    3.2 蜕皮甾酮对小鼠脑缺血再灌注后体温变化的影响

    暂时性脑缺血可使小鼠体温显著降低,其后体温逐渐回升.与缺血组相比,灌胃给予蜕皮甾酮14.4 mg/kg可在缺血期与缺血后30 min时,显著对抗脑缺血引起的体温降低(表1).
, 百拇医药
    Tab.1 Effect of ecdysterone on the body temperature after ischemia-reperfusion in mice Group

    Dose/

    mg.kg-1

    n

    Base T

    Δ T

    before ISC

    during ISC

    30 min after ISC
, 百拇医药
    60 min after ISC

    90 min after ISC

    Control…

    13

    33.47±1.10

    0.0

    ±0.0

    0.28±

    0.18

    0.35

    ±0.39

    0.38±
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    0.29

    ISC-REP…

    14

    32.77±1.96

    1.69

    ±0.58***

    2.20±

    1.26***

    1.32

    ±1.35*

    1.11±

    1.15
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    ECR

    3.6

    11

    34.37±0.81

    1.69

    ±0.96

    1.93±

    1.70

    1.21

    ±1.81

    1.24±

    1.56

    7.2
, 百拇医药
    11

    33.22±1.71

    1.41

    ±0.85

    1.65±

    2.01

    0.97

    ±1.33

    0.80±

    0.82

    14.4

    11

    32.61±2.09
, http://www.100md.com
    0.99

    ±0.53

    0.58±

    0.98##

    0.60

    ±0.69

    0.41±

    0.69

    ISC-REP:Ischemia-reperfusion;*P<0.05,***P<0.001 compared with control group;#P<0.05,##P<0.01 compared with ISC-REP group3.3 蜕皮甾酮对脑缺血再灌注致小鼠记忆障碍的影响
, http://www.100md.com
    手术组与假手术组相比,第1天学习成绩无显著性差异,24 h后测验错误次数明显增多,潜伏期显著缩短.蜕皮甾酮7.2 mg/kg组、14.4 mg/kg组与手术组相比错误次数显著减少,3个剂量组潜伏期均显著延长(表2).

    Tab.2 Effect of ecdysterone on cerebral ischemia-reperfusion damage induced impairment of memory in step down test in mice Group

    Dose/

    mg.(kg.d)-1

    n

, http://www.100md.com     Training

    Testing

    No.of errors

    Latency(s)

    No.of errors

    Latency(s)

    Sham-operation…

    10

    3.3±3.2

    19.6±17.8

    0.5±1.0

    283.9±28.9
, http://www.100md.com
    Operation…

    12

    2.7±2.8

    25.7±39.9

    2.0±2.0*

    156.3±122.8**

    ECR

    3.6

    9

    2.9±2.3

    15.7±23.4

    0.7±1.0
, 百拇医药
    262.4±54.2

    7.2

    10

    1.4±0.7

    13.3±8.9

    0.1±0.3##

    299.7±0.9##

    14.4

    9

    2.6±3.3

    13.3±9.7

, http://www.100md.com     0.1±0.4##

    286.8±39.7##

    *P<0.05,**P<0.01 compared with Sham-operation group;#P<0.05,##P<0.01 compared with operation group3.4 蜕皮甾酮对大鼠脑缺血致脑水肿的影响

    脑缺血导致脑含水量显著增高,形成脑水肿,并明显提高大鼠的死亡率,蜕皮甾酮10 mg/kg显著对抗脑缺血引起的脑含水量的升高,抑制脑水肿的形成(表3).

    3.5 蜕皮甾酮对脑缺血大鼠脑组织钙含量的影响

    与假手术组相比,脑缺血大鼠脑组织钙含量明显升高,灌胃给予蜕皮甾酮5 mg/kg、10 mg/kg均能显著对抗脑缺血引起的脑组织钙含量的升高,并呈剂量依赖性(表3).
, 百拇医药
    Tab.3 Effects of ecdysterone on water content and calcium content in ischemic-brain in rats Group

    Dose/

    mg\5(kg\5d)-1

    Incidence of death in

    36 h/%

    Water content/

    %

    Calcium content/

    μmol.g-1
, http://www.100md.com
    Sham-operation…

    0

    79.04±0.36

    5.22±0.74

    Operation…

    90***

    80.95±1.22***

    8.63±2.04

    ECR

    5

    90

    80.03±1.54
, 百拇医药
    6.39±1.76

    10

    60

    79.68±1.00

    5.95±0.15##

    n=10;***P<0.001 compared with Sham-operation group; #P<0.05,##P<0.01 compared with operation group4 讨论

    由于脑对氧的需求量很高,脑血流速度较快,故脑缺血缺氧直接影响脑组织的正常功能,特别容易出现暂时性的智能障碍.作者发现蜕皮甾酮能明显延长断头小鼠张口动作持续时间和双侧颈总动脉结扎小鼠的生存时间,并显著改善由于脑缺血再灌注造成的暂时性脑缺血引起的小鼠记忆障碍,说明蜕皮甾酮具有抗脑缺血作用,并可保护脑缺血再灌注性脑损伤造成的学习记忆障碍.
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    有研究发现暂时性脑缺血能引起体温的下降〔4〕.作者观察到同样的现象,同时发现灌胃给予蜕皮甾酮14.4 mg/kg在脑缺血的同时及随后的30 min能明显对抗脑缺血引起的体温下降.体温调节的单胺学说认为5-羟色胺与去甲肾上腺素通过对下丘脑的体温调节中枢的共同调节而维持体温平衡,而脑缺血能导致脑内单胺递质的改变〔8〕,因此蜕皮甾酮可能通过维持脑内递质的平衡而维持体温的恒定,蜕皮甾酮维持体温平衡的作用可能是其对脑的保护作用的表现之一.

    脑缺血时组织能量代谢障碍可损伤膜的结构与功能,随后Ca2+超负荷可致大脑细胞损伤.细胞线粒体内Ca2+积聚使氧化磷酸化受阻,导致ATP耗竭.Ca2+激活蛋白酶和磷脂酶,破坏膜结构的完整性使血管膜通透性增加,引起细胞急性水肿.有学者用脑组织钙含量来反映Ca2+的累积程度,并用来探讨Ca2+在脑缺血时对脑的损伤〔9〕.实验结果表明灌胃给予蜕皮甾酮10.0 mg/kg明显抑制大鼠脑缺血引起的脑水肿和脑组织钙含量的升高.提示蜕皮甾酮在一定程度上逆转了上述生理过程,对缺血性损伤有明显的保护作用.作者未能测定蜕皮甾酮对脑细胞内游离Ca2+浓度变化的影响,因此有关蜕皮甾酮对Ca2+浓度的影响与其抗脑缺血作用的关系尚需进一步探讨.
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    1国家自科学基金资助项目,No.39670850; 3中药系1992级学生

    参考文献

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    8 李泓,郑有顺.脑脉宝对大鼠脑缺血再灌注损伤后单胺类神经递质的影响.中国药理与临床,1995,11(5):35~37

    9 Rappaport ZH,Young W,Flamm ES.Regional brain calcium changes in the rat middle cerebral artery occlusion model of ischemia.Strock,1987,18(4):760~764

    收稿日期:1998-09-09, 百拇医药