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高海拔地区最大的环境特征是大气压降低,从而使机体从空气中摄取的氧气含量减少。大脑是最耗氧的器官之一,对缺氧异常敏感,这种生理反应使机体处于缺氧环境中可能导致严重的脑损伤,如学习和记忆障碍[1-3]。近年来,治疗或改善低压低氧引起的中枢神经系统(CNS)损伤在高原医学领域引起了越来越多的关注[4-5]。有研究表明,急性暴露在缺氧环境中会加速活性氧(ROS)的积累,并在海马和皮层区域引发氧化应激,而氧化应激是高原学习记忆障碍的主要诱因[6-8],随着进入高海拔地区学习、工作和旅游的人群日益增加,寻找能够改善高原缺氧记忆损伤的药物成为高原缺氧损伤防治研究的重点。
利舒康胶囊为国药准字(Z20025932)药品,其主要成分为红景天、手掌参、甘青青兰、烈香杜鹃四味藏药辅以黄柏、甘草,经提取加工而制成,具有抗缺氧、抗疲劳、增强体力等作用,主要用于防治各种急、慢性高原病。临床实践表明,该药还可用于慢性缺血缺氧症侯群、脑梗死伴眩晕症、血管性痴呆、非痴呆性血管性认知功能障碍等缺血缺氧性相关疾病的治疗,其作用机制可能与抑制脂质过氧化,清除自由基减轻氧化应激有关[9]。本研究利用大型低压氧舱模拟高原海拔7500 m缺氧72 h,从行为学、组织形态学和Keap1/Nrf2/HO-1信号通路等方面,探讨利舒康胶囊对高原学习记忆损伤的干预作用,以期进一步阐明其可能的作用机制,为扩大利舒康胶囊的药理作用和临床适用范围提供理论依据。
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与正常对照组相比,缺氧模型组小鼠WME、RWE、TE、TT均显著升高(P<0.01);与缺氧模型组相比,利舒康胶囊三个剂量组小鼠四项指标均有不同程度降低,其中利舒康胶囊高剂量组800 mg/(kg·d)具有显著性差异(P<0.05或P<0.01),表明高原低氧缺氧能导致小鼠空间记忆障碍,而利舒康胶囊高剂量组能够增强高原缺氧小鼠的短期记忆和长期记忆能力,改善大鼠认知,有望对高原缺氧导致的学习记忆损伤患者提供预防和治疗。结果见表1和图2。
组别 剂量(mg/kg) WME(次) RME(次) TT(秒) TE(次) 正常对照组 − 0.43±0.35 0.50±0.41 63.47±9.64 1.50±0.17 缺氧模型组 − 3.00±1.58## 2.70±1.52## 119.99±43.00## 3.10±0.48## 红景天胶囊组 400 0.57±0.35** 0.79±0.49* 81.78±28.20 1.83±0.29#** 利舒康胶囊低剂量组 400 2.43±0.89#▲ 1.36±0.56 99.45±25.27## 3.06±0.58##▲▲ 利舒康胶囊中剂量组 600 2.14±1.14#▲ 1.43±1.10 98.75±30.51 3.04±0.52##▲▲ 利舒康胶囊高剂量组 800 1.07±0.61* 0.71±0.49** 69.38±31.69* 1.73±0.37** # P<0.05, ## P<0.01, 与正常对照组比较;* P<0.05, ** P<0.01,与缺氧组比较 ;▲P<0.05, ▲▲P<0.01,与红景天胶囊组比较 -
海马体在学习和记忆中发挥关键作用,尤其容易受到缺氧损伤。在本研究中,小鼠脑组织病理学切片结果显示(见图3),正常对照组小鼠海马神经元密集,细胞核大而圆,神经元呈层状有序分布,各层细胞形态饱满而数量多,细胞排列整齐且致密;缺氧模型组小鼠海马神经元细胞分布受到破坏,细胞形态不规则,部分细胞缺失或有空泡(黑色箭头),出现明显核固缩(蓝色箭头),细胞排列紊乱,CA1区有较多不规则形状的深染细胞(绿色箭头),表明脑组织出现神经元死亡;经过红景天胶囊和利舒康胶囊药物干预后,缺氧模型组脑组织损伤有所改善;神经元细胞排列整齐,核固缩现象减轻(蓝色箭头),深染细胞数量减少(绿色箭头),少有细胞缺失或空泡(黑色箭头),细胞形态较好,排列整齐,且利舒康胶囊高剂量组脑组织形态趋于正常。
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与正常对照组比较,缺氧模型组小鼠海马组织中Keap1蛋白含量显著升高(P<0.01),Nrf2、HO-1蛋白含量显著降低(P<0.01);与缺氧模型组相比,利舒康胶囊组Keap1蛋白含量降低(P<0.01),Nrf2、HO-1蛋白含量显著升高(P<0.01),其中以利舒康胶囊高剂量组蛋白水平变化最为显著,且效果优于阳性药红景天胶囊组。结果见图4和表2。
分组 剂量
(mg/kg)Keap1 Nrf2 HO-1 Caspase-3 Bax BCL-2 正常对照组 − 0.36±0.08 0.76±0.08 1.03±0.14 0.03±0.01 0.09±0.02 0.79±0.09 缺氧模型组 − 0.91±0.15## 0.45±0.03## 0.31±0.05## 0.95±0.12## 0.99±0.08## 0.31±0.02## 红景天胶囊组 400 0.44±0.03** 0.92±0.15** 0.86±0.03 0.75±0.16## 0.73±0.11##** 0.65±0.02#** 利舒康胶囊低剂量组 400 0.42±0.03** 0.77±0.09** 0.67±0.02## 0.86±0.17## 0.81±0.05##** 0.62±0.02##** 利舒康胶囊中剂量组 600 0.41±0.04** 0.83±0.09** 0.98±0.13 0.64±0.06## 0.79±0.06##** 0.73±0.09** 利舒康胶囊高剂量组 800 0.33±0.02**▲▲ 1.21±0.11##**▲▲ 1.23±0.08**▲▲ 0.46±0.01##**▲▲ 0.52±0.05##**▲ 0.76±0.11** # P<0.05, ## P<0.01, 与正常对照组比较;* P<0.05, ** P<0.01,与缺氧组比较;▲P<0.05, ▲▲P<0.01,与红景天胶囊组比较 -
与正常对照组相比,缺氧模型组小鼠海马组织中Caspase-3和Bax的表达显著升高(P<0.01),Bcl-2蛋白表达显著降低(P<0.01);与缺氧模型组相比,利舒康胶囊组Caspase-3和Bax蛋白表达显著降低(P<0.01),BCL-2蛋白表达显著升高(P<0.01),其中利舒康胶囊高剂量组蛋白水平变化尤为显著,且效果优于阳性药红景天胶囊组。结果见图5和表2。
Study on the effect of Lishukang capsule on learning and memory impairment in mice with high altitude hypoxia based on Keap1/Nrf2/HO-1 signal pathway
doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202303006
- Received Date: 2022-09-06
- Rev Recd Date: 2022-10-03
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Key words:
- high altitude hypoxia /
- Lishukang capsule /
- learning and memory ability /
- Keap1/Nrf2/HO-1 signaling pathway /
- morphological changes /
- apoptosis.
Abstract:
Citation: | MENG Panpan, SONG Muge, YANG Shichao, CHEN Keming, YANG Zhongduo, MA Huiping. Study on the effect of Lishukang capsule on learning and memory impairment in mice with high altitude hypoxia based on Keap1/Nrf2/HO-1 signal pathway[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202303006 |