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氧气是生命活动的基本物质,在机体内主要参与能量代谢过程。作为一种至关重要的生命物质,氧气在多个层面影响着机体,甚至可以通过多种渠道影响基因[1]。Kirmes等的研究表明:在缺氧条件下,细胞在全基因组水平上会产生结构变化,染色质会发生聚集现象[2]。机体缺氧时,通过氧化呼吸链产生过多的活性氧簇(ROS),包括超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基等。ROS不仅可以直接损伤脂质、蛋白质及核酸等生物大分子,还可以通过Fas/FasL、TNF-α/TNFRl、MAPK等信号通路诱导细胞凋亡[3-4]。目前,针对缺氧的防治,西药主要有碳酸酐酶抑制剂、糖皮质激素、茶碱等,中药较为成熟的有藏药红景天,胡黄连、黄芪等也被认为具有一定的抗缺氧损伤的能力[5]。乙酰唑胺作为FDA认可的唯一一种防治急性缺氧的药物,更多的是用来治疗急性缺氧,且其存在过敏反应、四肢麻木、疲劳、困倦等不良反应,肝肾功能异常的人不宜使用[6-8]。藏药红景天目前已被高原边防部队作为防治高原缺氧的常规药物。大部分学者认为红景天可以通过抑制氧化应激、抗凋亡、保护神经细胞等方式治疗缺氧性损伤,但其主要活性成分的抗缺氧作用机制仍不清楚[9]。作为预防用药,红景天需要提前7~15 d服用,才能较好起到提高抗缺氧能力的作用,疗程较长。目前,针对缺氧的治疗仍以给予高浓度氧气最为直接有效,而对于提高耐缺氧能力,目前尚无安全高效的药物。
毛裂蜂斗菜(Petasites tricholobuson)是菊科蜂斗菜属下的一种,在民间广泛用于消肿止痛、解毒祛瘀,治跌打损伤、毒蛇咬伤等。课题组前期实验已经证明,其醇提取物具有抗炎作用[10-12]。本实验通过观察PTB对小鼠存活时间、血清乳酸脱氢酶(LDH)活性和丙二醛(MDA)含量变化,对脑组织与心脏超氧化物歧化酶(SOD)和还原型谷胱甘肽(GSH)活性变化、脑组织病理变化,以及对大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞(PC12)制成糖氧剥夺模型(OGD)后存活率的影响,进一步探讨PTB的抗缺氧能力及可能的作用机制。
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常压缺氧条件下,模型组小鼠的平均存活时间为859.5 s。与模型组相比,阳性对照组(诺迪康)小鼠的存活时间延长了131.9 s(P<0.05),PTB低、中、高剂量均能显著延长小鼠的存活时间(P<0.05,P<0.01),结果见表1。
组别 给药剂量(mg/kg) 存活时间(t/s) 模型组 − 859.5±84.56 诺迪康组 280 991.4±140.7* PTB低剂量组 20 1023±142.7** PTB中剂量组 40 980±120.5* PTB高剂量组 80 1055±251.9* *P<0.05,**P<0.01,与模型组比较。 -
与空白对照组相比,模型组的LDH活力明显增高(P<0.01);与模型组相比,阳性对照组(诺迪康)、PTB中、高剂量组LDH活力降低至空白组水平(P<0.05);低剂量组的LDH活力较模型组有所降低,但没有统计学差异(P>0.05),见表2。
组别 给药剂量(mg/kg) LDH(U/L) MDA(nmol/ml) 空白组 − 1052±59.49 67.04±12.63 模型组 − 1280±206.6## 204.3±58.42## 诺迪康组 280 1092±70.16* 132.5±54.02* PTB低剂量组 20 1153±82.80 138.3±32.50* PTB中剂量组 40 1097±100.5* 152.8±48.90* PTB高剂量组 80 1059±187.8* 172.7±60.54 *P<0.05,与模型组比较;##P<0.01,与空白组比较。 与空白对照组相比,模型组的MDA含量显著增高(P<0.01);与模型组相比,阳性对照组(诺迪康)、PTB低、中剂量组MDA含量降低(P<0.05);PTB高剂量组MDA含量有所降低,但没有统计学差异(P>0.05),见表2。
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在脑组织中,与空白对照组相比,模型组的GSH活力降低(P<0.01);与模型组相比,阳性对照组(诺迪康)的GSH活力有所升高,但是没有统计学差异(P>0.05);与模型组相比,PTB低、中、高3个剂量组的GSH活力均显著升高(P<0.01),见表3。
组别 给药剂量
(mg/kg)脑GSH
(μmol/g•prot)心脏GSH
(μmol/g•prot)空白组 − 44.17±8.672 9.123±2.906 模型组 − 31.99±5.528## 5.772±2.537# 诺迪康组 280 37.47±13.56 8.345±2.336* 低剂量组 20 43.38±10.46** 13.42±3.606** 中剂量组 40 47.57±8.106** 12.07±4.191** 高剂量组 80 50.36±17.18** 12.59±1.820** *P<0.05,**P<0.01,与模型组比较;#P<0.05,##P<0.01,与空白组比较。 在心脏中,与空白对照组相比,模型组的GSH活力降低(P<0.05);与模型组相比,阳性对照组(诺迪康)的GSH活力升高(P<0.05);与模型组相比,PTB低、中、高3个剂量组的GSH活力均显著升高(P<0.01),见表3。
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在脑组织中,与空白对照组相比,模型组的SOD活力降低(P<0.05);与模型组相比,阳性对照组(诺迪康)的SOD活力变化没有统计学差异(P>0.05);与模型组相比,PTB低、中、高3个剂量组的SOD活力均显著升高(P<0.01),见表4。
组别 给药剂量
(mg/kg)脑SOD
(U/mg•prot)心脏SOD
(U/mg•prot)空白组 − 71.75±19.92 100.7±13.16 模型组 − 58.06±4.552# 85.26±16.80# 诺迪康组 280 56.88±14.44 115.6±15.00** 低剂量组 20 68.98±10.70** 139.7±25.62** 中剂量组 40 80.27±18.47** 124.7±21.92** 高剂量组 80 79.60±21.02** 127.1±12.15** **P<0.01,与模型组比较;#P<0.05,与空白组比较。 在心脏中,与空白对照组相比,模型组的SOD活力降低(P<0.05);与模型组相比,阳性对照组(诺迪康)、PTB低、中、高3个剂量组的SOD活力均显著升高(P<0.01),见表4。
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如图1所示,与空白对照组相比,模型组小鼠神经细胞排列明显紊乱,细胞之间存在大量空泡(箭头所示);与模型组相比,阳性对照组及PTB中、高剂量组的小鼠脑组织排列较整齐,细胞间空泡较少,神经纤维束的走行较为整齐统一。
尼氏染色下,与空白对照组相比,模型组海马区尼氏小体(箭头所示)明显减少,海马区细胞排列紊乱;与模型组相比,阳性对照组及PTB各剂量组的尼氏小体明显增加,细胞排列规则,见图2。
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如表5所示,空白组细胞存活率为100.00%,模型组细胞存活率下降至(37.26±3.80) %,与空白组相比存在非常显著性差异(P<0.001)。PTB在20、200、2000 ng/ml浓度下的细胞存活率分别为(46.08±4.91) %、(52.90±6.85) %、(61.09±3.53) %,各浓度组相对于OGD组均有显著性差异(P<0.01,P<0.001,P<0.001)。
组别 样本数(个) 给药剂量(ng/ml) 存活率(%) 空白组 3 − 100.00±3.01 模型组 3 − 37.26±3.80### PTB低剂量组 3 20 46.08±4.91** PTB中剂量组 3 200 52.90±6.85*** PTB高剂量组 3 2000 61.09±3.53***
Protective effects of the total bakkenolides from Petasites tricholobus on hypoxia mice under normobaric pressure
doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202111085
- Received Date: 2021-11-23
- Rev Recd Date: 2022-04-19
- Available Online: 2022-07-27
- Publish Date: 2022-07-25
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Key words:
- Petasites.tricholobus /
- anti-hypoxia /
- oxygen free radicals /
- pathological dyeing /
- cell experiment
Abstract:
Citation: | LI Bingfeng, DUAN Yaqian, WANG Xu, GUO Meili, GAO Yue. Protective effects of the total bakkenolides from Petasites tricholobus on hypoxia mice under normobaric pressure[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2022, 40(4): 314-319. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202111085 |