第21卷第19期2011年7月
中国现代医学杂志
ChinaJournalofModernMedicine
Vol.21No.19Jul.2011
文章编号:1005-8982(2011)19-2219-04
·论著·
人参总皂苷对脑外伤大鼠脑组织氧化
应激指标的影响*
夏
磊1,姜正林2,王国华2,胡宝英2,高志伟
(江苏省南通大学1.附属医院神经内科;2.航海医学研究所,江苏南通226001)
摘要:目的观察人参总皂苷对脑外伤大鼠损伤灶周围脑组织中一氧化氮(NO)和丙二醛(MDA)含量及
)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,探讨其抑制创伤性脑损伤(traumaticbraininjury,一氧化氮合酶(NOS
TBI)后继发性损伤的作用机制。方法运用改良Feeney法建立大鼠脑外伤模型,将动物随机分为假手术组、脑外伤组、人参总皂苷治疗组。24h后处死,采用干湿重法测量脑水含量,尼氏染色光镜下观察海马细胞形态,测量脑组织中NO、MDA的含量和NOS、SOD的活性。结果与脑外伤组相比,人参总皂苷治疗后脑水含量明显减低,损伤侧海马病理学改变明显减轻,脑组织中SOD活性明显上升,NO、MDA的含量和NOS的活性明显下降(P
减少NO、MDA的生成,抑制氧化应激反应有关。性,降低NOS活性,
关键词:创伤性脑损伤;一氧化氮;一氧化氮合酶;超氧化物歧化酶;丙二醛中图分类号:R742文献标识码:A
Effectofginsengtotalsaponinsonoxidativestressvariablesinthebraintissueaftertraumaticbraininjuryinrats*
XIALei1,JIANGZheng-lin2,WANGGuo-hua2,HUBao-yin2,GAOZhi-wei1
(1.InstituteofNauticalMedicine;2.DepartmentofNeurology,AffiliatedHospitalofNantong
University,Nantong,Jianghsu226001,P.R.China)
Abstract:【Objective】Toobservetheeffectofginsengtotalsaponins(GTS)onNO,NOS,SOD,andMDAinthebraintissueaftertraumaticbraininjury(TBI)inrats,andtoexploretheunderlyingmechanismsofGTStreatmentonthesecondarybraininjury.【Methods】Ratswererandomlydividedinto3groups:sham-operatedgroup,TBIgroupandGTS-treatedgroup.TBImodelwasestablishedwiththemodifiedFeeney'smethod.24hafterTBI,theratsweresacrificedtomeasurethebrainwatercontentwithwet-dryweightmethod.ThemorphologicalchangeofneuroninhippocampalareawasobservedunderopticalmicroscopethroughNisslstaining.ThecontentsofNOandSOD,andtheactivityofNOSandSODinthebraintissueweredetectedwithbiochemistrymethods.【Results】ComparedwithTBIgroup,thewatercontentofbrainwasdecreased,thedamageofhippocampalareawasalleviated,theactivityofSODwaselevated,andthecontentofNOandMDAandtheactivityofNOSwerereducedsignificantly(P
Keywords:traumaticbraininjury;nitricoxide;nitricoxidesynthase;superoxidedismutase;malondialdehyde
脑外伤后,损伤灶部位脑组织产生大量的自由基,引起神经元水肿和坏死,造成神经元氧化应激损
收稿日期:2010-12-20
*基金项目:2008年南通市社会发展科技计划项目(No:S2008011)[通信作者]姜正林,E-mail:[email protected],Tel:0513-85051796
伤,是导致继发性脑损伤的一个重要原因[1-2]。因此,
寻找有效的自由基清除剂,阻断自由基的产生,保护
中国现代医学杂志第21卷
受自由基攻击的靶细胞是治疗脑损伤的一个重要策略。人参是一味重要的传统中药,人参总皂苷是其主文献资料表明,人参总皂苷具有改要生物活性成分。善微循环,阻止钙离子内流,抑制炎症反应等多重作用,从而可对损伤神经组织起保护作用[3]。但是,人参总皂苷是否可抑制创伤性脑损伤后脑组织的氧化应激反应,尚无文献报道。本实验观察人参总皂苷对脑外伤大鼠脑组织中氧化应激相关指标的影响,探讨人参总皂苷抑制继发性损伤的作用机制。
含水量,观察脑水肿的严重程度。取大鼠损伤侧脑组织,去除凝血,用电子天平测其湿重,然后于80℃烤取出称干重,用干湿法计算含箱烘烤72h至恒重,水量:脑水含量=湿重-干重×100%。
湿重1.5尼氏染色
1.5.1灌注固定及切片
各组随机取6只大鼠,
10%水合氯醛麻醉后开胸,经左心室向升主动脉快速灌注37℃生理盐水150mL,继之灌注0~4℃的4%多聚甲醛磷酸盐缓冲液(4%PA液)500mL,先快后慢于1h内灌注完。断头取脑,去除小脑和嗅球,4%PA固定液中后固定6~8h。1.5.2
蔗糖固定
将全脑依次移入含20%和30%
蔗糖的磷酸缓冲液中进行梯度固定,置于4℃冰箱中至组织块沉底。
1.5.3快速冰冻切片取实验所需部位在-20℃下冰冻连续切片,片厚30μm,每隔5片取1片,共取3片。将脑片直接贴于涂胶的载玻片上,室温下风干。依次将切片放入氯仿30min,丙酮15min,100%乙醇30s,95%乙醇30s,70%乙醇30s,ddH2O30
焦油紫染液20min,ddH2O30s×3次,70%s×2次,
乙醇60s,95%乙醇60s,100%乙醇60s,氯仿5min,
分化剂5~7min,95%乙醇1、2min,100%乙醇2、3min,二甲苯1、2min。中性树胶封片,盖玻片封闭,晾干后置于显微镜(LeicaDMLB型)下对大鼠海马结构进行观察。
1.6氧化应激指标测定每组随机选取6只大鼠,断头取脑,在损伤灶周围取脑组织约0.5g,加生理盐水稀释10倍,用玻璃匀
3000r/min,离浆器在冰上研磨,制成脑组织匀浆,
心10min,取上清液进行超滤离心,最后取上清液。按照试剂盒的要求根据化学比色法分别测定匀浆上
清中NO、NOS、SOD和MDA含量。1.7
统计学处理
)表示,采用软件数据以均数±标准差±sSPSS11.5进行统计分析,多个样本均数比较采用单因素方差分析(ANOVA),两两比较用LSD法。检验水准为α=0.05。
1
1.1
材料与方法
动物与分组
健康雄性成年SD大鼠54只,体重250~300g,由南通大学实验动物中心提供。随机分为假手术组、脑外伤组、人参总皂苷治疗组,每组18只。1.2
主要试剂及仪器
人参总皂甙,粉剂,纯度>95%(白求恩医科大学基础医学院有机化学教研室);大鼠一氧化氮、(nitricoxide,NO)、一氧化氮合酶(nitricoxidesyn-NOS)、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,thase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)试剂盒(南京
BCA蛋白浓度测定试剂盒(碧云天建成生物公司);
生物公司);紫外分光光度仪(UV-2450型,日本岛津公司);酶标仪(Elx-800,美国Bio-tek公司);电热恒温干燥箱(101AB-3,海门市恒昌仪器厂);冰冻切片机(CM1900型,德国Leica公司)。1.3脑外伤模型制作
采用改良Feeney法[4],按自由落体原理自制一打击器,由撞杆、下落打击棒和金属套管三部分组成。打击棒重20g,下落高度30cm,撞杆头端圆球型,直径4.5mm,末端膨大,以限制打击时撞杆的打击深度为2.5mm。大鼠用10%水合氯醛(350mg/kg,腹腔注射)麻醉后,固定头部,暴露前囟,以前囟后3.5mm及右侧2.5mm处为中心开一直径为5.0mm的骨窗,保持硬脑膜的完整。将打击装置垂直固定于大鼠的脑表面,打击棒沿金属套管从30cm高度打击大鼠头部造成右侧大脑半球局部脑挫裂伤损伤。充分止血后,予以碘伏清洗伤口并缝合头皮。假手术组仅开骨窗不打击。术后3h给予人参总皂苷20mg/kg腹腔注射治疗,脑外伤组注射等量的生理盐水,2次/d,假手术组不做任何处理。24h后处死。1.4
脑水含量测定
断头取脑,测定脑组织的每组随机取6只大鼠,
2
2.1
结果
脑水含量测定
图1显示,与假手术组(70.14±0.64)%比较,脑
外伤组脑组织含水量(73.51±0.67)%明显升高(P
第19期夏磊,等:人参总皂苷对脑外伤大鼠脑组织氧化应激指标的影响
(72.66±0.43)%较脑外伤组有明显降低(P
76脑水含量(%)7472706866
A
B
C
70.14±0.64
A
神经无数(个)
B
100
74.33±8.9180
)
75.50±4.282
60)
38.00±4.761
40200
ABC
D
)
73.51±0.671
)
72.66±0.432
A:假手术组;B:脑外伤组;C:人参总皂苷治疗组。1)与假手术组比较,P
图1脑组织含水量
C
2.2
海马的形态学观察
假手术组海马CA3区细胞层次排列整齐,分为4、5层,细胞外周围组织间隙正常。细胞形态规则,细胞质内焦油紫丰富,着色均匀,周边尼氏体着蓝色,细胞核空不着色,核仁着色,清楚可见,神经细胞数(74.33±8.91)个。脑外伤组海马CA3区神经细胞稀疏,排列紊乱,无层次感,细胞体积缩小,形态不规则,部分胞质自溶,颗粒脱失,尼氏体明显减少,甚至消失,胞核体积变小,固缩深染,结构不清,神经细胞数(38.00±4.76)个。治疗组海马CA3区神经细胞约2、3层,层次排列稍紊乱,神经细胞体积略缩小,形
假手术组;B:脑外伤组;C:人参总皂苷治疗组(尼氏染色×A:
400);D:细胞计数比较。1)与假手术组比较,P
P
图2海马CA3区神经细胞计数
态不规则,部分胞质自溶,颗粒脱失,着色不均匀,尼
氏体减少,神经细胞数(75.50±4.28)个有所恢复。与脑外伤组比较,经过人参总皂苷治疗后海马神经元损伤明显减轻(P
与脑外伤组比较,人参总皂苷治疗后SOD活性明显身高,总NOS(T-NOS)和i-NOS活性明显下降,MDA、NO的含量则显著下降,见附表。
附表人参总皂苷对脑外伤大鼠脑组织氧化应激指标的影响±s,n=6)
组别假手术组脑外伤组治疗组
SOD/(u/mgprot)154.61±8.14
)
132.86±5.931)
141.57±6.002
MDA/(nmol/mgprot)
0.88±0.01
)
2.21±0.231)
1.53±0.162
NO/(mgprot/L)1.03±0.23
)2.47±0.541)
1.86±0.442
T-NOS/(mgprot/L)
0.31±0.02
)
0.55±0.041)
0.43±0.042
i-NOS/(mgprot/L)0.09±0.02
)
0.19±0.041)
0.15±0.042
注:1)与假手术组比较,P
3讨论
排列稍紊乱。上述结果表明人参总皂苷对创伤性脑损伤有较好的神经保护作用,与文献报道的结果一致[7-8]。但是,人参总皂苷抑制创伤性脑损伤的作用机制仍不清楚。
人参皂苷(GS)按甙元的结构可分为齐墩果酸型、原人参二醇型(如Rb1、Rb3)和原人参三醇型皂苷(如Rg1)。在缺血脑损伤实验模型上,本实验室的研究及文献报道的结果提示,人参总皂苷或其单体成分具有神经保护作用[9-10],这可能与它们抑制谷氨酸和细胞外高钾诱导的钙超载,抑制损伤灶周围的炎症反应,抑制脑水肿,减少神经细胞凋亡等机制有关。
创伤性脑损伤后自由基代谢异常是导致继发性
脑外伤后最初数小时内发生的脑水肿,包括血
管源性和细胞性水肿,是导致继发性脑损伤的一个重要因素[5-6]。严重的脑水肿将导致组织结构损害和功能障碍。本实验发现,脑外伤24h后大鼠损伤侧脑组织水肿比较严重,经过人参总皂苷治疗后脑水肿明显减轻。组织切片尼氏染色发现,脑外伤损伤灶周围神经细胞坏死严重,细胞形态不完整,排列稀疏,无法进行组别之间的比较。因此,本实验选取邻近的海马组织进行观察。结果发现,损伤侧海马神经细胞稀疏,排列紊乱,无层次感,数量明显减少,而经过人参总皂苷治疗后海马神经细胞数量明显增加,
中国现代医学杂志第21卷
脑损伤的一个重要环节。文献报道,人参总皂苷或其单体成分在脑缺血实验模型上具有抗氧化作用。因此,本实验观察人参总皂苷对创伤性脑损伤后损伤
结果发现,脑外伤灶周围自由基代谢是否也有影响。
24h后,损伤灶周围脑组织中SOD活性明显下降,
NO、MDA的含量及NOS活性明显升高。NO由L–精氨酸和氧气经一氧化氮合酶(NOS)催化生成。生理状态下,NO发挥神经递质及血管调节等功能;病理状态下,如颅脑损伤后,NOS开始大量表达,并产生较多的NO,过量的NO具有神经毒性作用,可导致神经细胞发生水肿、凋亡等病理性损害[11]。NOS主要有结构型(cNOS)和诱导型(iNOS)两种类型。cNOS是生理存在形式,依赖钙离子或钙调蛋白,作用快速短暂,生成NO少。iNOS为一种非钙离子/钙调蛋白依赖性酶,在正常生理条件下表达较少,但在炎症、氧化反应中,iNOS起关键性作用,并被认为是诱导迟发性细胞凋亡的主要因子。本实验发现,人参总皂苷治疗后,脑组织总NOS和iNOS活性明显下降,NO含量下降。表明人参总皂苷能抑制NOS活力,减少NO的生成。SOD是体内重要的抗氧化酶,其活性可反映机体清除氧自由基的能力,MDA是体内氧自由基攻击生物膜中的多价不饱和脂肪酸引发过氧化作用的最终产物,其含量高低间接反映组织细胞受自由基攻击的严重程度。人参总皂苷治疗明显升高脑组织SOD活性,降低MDA的含量,从而可提高脑组织清除自由基的能力,减轻细胞的氧化应激损伤。
创伤性脑损伤后氧化应激是重要的生化反应,人参与脑外伤后的继发性损害。本实验结果提示,
参总皂苷能够抑制大鼠脑外伤后脑组织氧化应激反应,从而可抑制脑水肿的形成,减少损伤灶周围神经细胞的死亡,保护脑组织,减轻TBI后的继发性脑损伤。但是,人参总皂苷如何有效地提高机体清除自由基能力的机制还有待于进一步研究。
参
考
文献:
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)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,探讨其抑制创伤性脑损伤(traumaticbraininjury,一氧化氮合酶(NOS
TBI)后继发性损伤的作用机制。方法运用改良Feeney法建立大鼠脑外伤模型,将动物随机分为假手术组、脑外伤组、人参总皂苷治疗组。24h后处死,采用干湿重法测量脑水含量,尼氏染色光镜下观察海马细胞形态,测量脑组织中NO、MDA的含量和NOS、SOD的活性。结果与脑外伤组相比,人参总皂苷治疗后脑水含量明显减低,损伤侧海马病理学改变明显减轻,脑组织中SOD活性明显上升,NO、MDA的含量和NOS的活性明显下降(P
减少NO、MDA的生成,抑制氧化应激反应有关。性,降低NOS活性,
关键词:创伤性脑损伤;一氧化氮;一氧化氮合酶;超氧化物歧化酶;丙二醛中图分类号:R742文献标识码:A
Effectofginsengtotalsaponinsonoxidativestressvariablesinthebraintissueaftertraumaticbraininjuryinrats*
XIALei1,JIANGZheng-lin2,WANGGuo-hua2,HUBao-yin2,GAOZhi-wei1
(1.InstituteofNauticalMedicine;2.DepartmentofNeurology,AffiliatedHospitalofNantong
University,Nantong,Jianghsu226001,P.R.China)
Abstract:【Objective】Toobservetheeffectofginsengtotalsaponins(GTS)onNO,NOS,SOD,andMDAinthebraintissueaftertraumaticbraininjury(TBI)inrats,andtoexploretheunderlyingmechanismsofGTStreatmentonthesecondarybraininjury.【Methods】Ratswererandomlydividedinto3groups:sham-operatedgroup,TBIgroupandGTS-treatedgroup.TBImodelwasestablishedwiththemodifiedFeeney'smethod.24hafterTBI,theratsweresacrificedtomeasurethebrainwatercontentwithwet-dryweightmethod.ThemorphologicalchangeofneuroninhippocampalareawasobservedunderopticalmicroscopethroughNisslstaining.ThecontentsofNOandSOD,andtheactivityofNOSandSODinthebraintissueweredetectedwithbiochemistrymethods.【Results】ComparedwithTBIgroup,thewatercontentofbrainwasdecreased,thedamageofhippocampalareawasalleviated,theactivityofSODwaselevated,andthecontentofNOandMDAandtheactivityofNOSwerereducedsignificantly(P
Keywords:traumaticbraininjury;nitricoxide;nitricoxidesynthase;superoxidedismutase;malondialdehyde
脑外伤后,损伤灶部位脑组织产生大量的自由基,引起神经元水肿和坏死,造成神经元氧化应激损
收稿日期:2010-12-20
*基金项目:2008年南通市社会发展科技计划项目(No:S2008011)[通信作者]姜正林,E-mail:[email protected],Tel:0513-85051796
伤,是导致继发性脑损伤的一个重要原因[1-2]。因此,
寻找有效的自由基清除剂,阻断自由基的产生,保护
中国现代医学杂志第21卷
受自由基攻击的靶细胞是治疗脑损伤的一个重要策略。人参是一味重要的传统中药,人参总皂苷是其主文献资料表明,人参总皂苷具有改要生物活性成分。善微循环,阻止钙离子内流,抑制炎症反应等多重作用,从而可对损伤神经组织起保护作用[3]。但是,人参总皂苷是否可抑制创伤性脑损伤后脑组织的氧化应激反应,尚无文献报道。本实验观察人参总皂苷对脑外伤大鼠脑组织中氧化应激相关指标的影响,探讨人参总皂苷抑制继发性损伤的作用机制。
含水量,观察脑水肿的严重程度。取大鼠损伤侧脑组织,去除凝血,用电子天平测其湿重,然后于80℃烤取出称干重,用干湿法计算含箱烘烤72h至恒重,水量:脑水含量=湿重-干重×100%。
湿重1.5尼氏染色
1.5.1灌注固定及切片
各组随机取6只大鼠,
10%水合氯醛麻醉后开胸,经左心室向升主动脉快速灌注37℃生理盐水150mL,继之灌注0~4℃的4%多聚甲醛磷酸盐缓冲液(4%PA液)500mL,先快后慢于1h内灌注完。断头取脑,去除小脑和嗅球,4%PA固定液中后固定6~8h。1.5.2
蔗糖固定
将全脑依次移入含20%和30%
蔗糖的磷酸缓冲液中进行梯度固定,置于4℃冰箱中至组织块沉底。
1.5.3快速冰冻切片取实验所需部位在-20℃下冰冻连续切片,片厚30μm,每隔5片取1片,共取3片。将脑片直接贴于涂胶的载玻片上,室温下风干。依次将切片放入氯仿30min,丙酮15min,100%乙醇30s,95%乙醇30s,70%乙醇30s,ddH2O30
焦油紫染液20min,ddH2O30s×3次,70%s×2次,
乙醇60s,95%乙醇60s,100%乙醇60s,氯仿5min,
分化剂5~7min,95%乙醇1、2min,100%乙醇2、3min,二甲苯1、2min。中性树胶封片,盖玻片封闭,晾干后置于显微镜(LeicaDMLB型)下对大鼠海马结构进行观察。
1.6氧化应激指标测定每组随机选取6只大鼠,断头取脑,在损伤灶周围取脑组织约0.5g,加生理盐水稀释10倍,用玻璃匀
3000r/min,离浆器在冰上研磨,制成脑组织匀浆,
心10min,取上清液进行超滤离心,最后取上清液。按照试剂盒的要求根据化学比色法分别测定匀浆上
清中NO、NOS、SOD和MDA含量。1.7
统计学处理
)表示,采用软件数据以均数±标准差±sSPSS11.5进行统计分析,多个样本均数比较采用单因素方差分析(ANOVA),两两比较用LSD法。检验水准为α=0.05。
1
1.1
材料与方法
动物与分组
健康雄性成年SD大鼠54只,体重250~300g,由南通大学实验动物中心提供。随机分为假手术组、脑外伤组、人参总皂苷治疗组,每组18只。1.2
主要试剂及仪器
人参总皂甙,粉剂,纯度>95%(白求恩医科大学基础医学院有机化学教研室);大鼠一氧化氮、(nitricoxide,NO)、一氧化氮合酶(nitricoxidesyn-NOS)、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,thase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)试剂盒(南京
BCA蛋白浓度测定试剂盒(碧云天建成生物公司);
生物公司);紫外分光光度仪(UV-2450型,日本岛津公司);酶标仪(Elx-800,美国Bio-tek公司);电热恒温干燥箱(101AB-3,海门市恒昌仪器厂);冰冻切片机(CM1900型,德国Leica公司)。1.3脑外伤模型制作
采用改良Feeney法[4],按自由落体原理自制一打击器,由撞杆、下落打击棒和金属套管三部分组成。打击棒重20g,下落高度30cm,撞杆头端圆球型,直径4.5mm,末端膨大,以限制打击时撞杆的打击深度为2.5mm。大鼠用10%水合氯醛(350mg/kg,腹腔注射)麻醉后,固定头部,暴露前囟,以前囟后3.5mm及右侧2.5mm处为中心开一直径为5.0mm的骨窗,保持硬脑膜的完整。将打击装置垂直固定于大鼠的脑表面,打击棒沿金属套管从30cm高度打击大鼠头部造成右侧大脑半球局部脑挫裂伤损伤。充分止血后,予以碘伏清洗伤口并缝合头皮。假手术组仅开骨窗不打击。术后3h给予人参总皂苷20mg/kg腹腔注射治疗,脑外伤组注射等量的生理盐水,2次/d,假手术组不做任何处理。24h后处死。1.4
脑水含量测定
断头取脑,测定脑组织的每组随机取6只大鼠,
2
2.1
结果
脑水含量测定
图1显示,与假手术组(70.14±0.64)%比较,脑
外伤组脑组织含水量(73.51±0.67)%明显升高(P
第19期夏磊,等:人参总皂苷对脑外伤大鼠脑组织氧化应激指标的影响
(72.66±0.43)%较脑外伤组有明显降低(P
76脑水含量(%)7472706866
A
B
C
70.14±0.64
A
神经无数(个)
B
100
74.33±8.9180
)
75.50±4.282
60)
38.00±4.761
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)
73.51±0.671
)
72.66±0.432
A:假手术组;B:脑外伤组;C:人参总皂苷治疗组。1)与假手术组比较,P
图1脑组织含水量
C
2.2
海马的形态学观察
假手术组海马CA3区细胞层次排列整齐,分为4、5层,细胞外周围组织间隙正常。细胞形态规则,细胞质内焦油紫丰富,着色均匀,周边尼氏体着蓝色,细胞核空不着色,核仁着色,清楚可见,神经细胞数(74.33±8.91)个。脑外伤组海马CA3区神经细胞稀疏,排列紊乱,无层次感,细胞体积缩小,形态不规则,部分胞质自溶,颗粒脱失,尼氏体明显减少,甚至消失,胞核体积变小,固缩深染,结构不清,神经细胞数(38.00±4.76)个。治疗组海马CA3区神经细胞约2、3层,层次排列稍紊乱,神经细胞体积略缩小,形
假手术组;B:脑外伤组;C:人参总皂苷治疗组(尼氏染色×A:
400);D:细胞计数比较。1)与假手术组比较,P
P
图2海马CA3区神经细胞计数
态不规则,部分胞质自溶,颗粒脱失,着色不均匀,尼
氏体减少,神经细胞数(75.50±4.28)个有所恢复。与脑外伤组比较,经过人参总皂苷治疗后海马神经元损伤明显减轻(P
与脑外伤组比较,人参总皂苷治疗后SOD活性明显身高,总NOS(T-NOS)和i-NOS活性明显下降,MDA、NO的含量则显著下降,见附表。
附表人参总皂苷对脑外伤大鼠脑组织氧化应激指标的影响±s,n=6)
组别假手术组脑外伤组治疗组
SOD/(u/mgprot)154.61±8.14
)
132.86±5.931)
141.57±6.002
MDA/(nmol/mgprot)
0.88±0.01
)
2.21±0.231)
1.53±0.162
NO/(mgprot/L)1.03±0.23
)2.47±0.541)
1.86±0.442
T-NOS/(mgprot/L)
0.31±0.02
)
0.55±0.041)
0.43±0.042
i-NOS/(mgprot/L)0.09±0.02
)
0.19±0.041)
0.15±0.042
注:1)与假手术组比较,P
3讨论
排列稍紊乱。上述结果表明人参总皂苷对创伤性脑损伤有较好的神经保护作用,与文献报道的结果一致[7-8]。但是,人参总皂苷抑制创伤性脑损伤的作用机制仍不清楚。
人参皂苷(GS)按甙元的结构可分为齐墩果酸型、原人参二醇型(如Rb1、Rb3)和原人参三醇型皂苷(如Rg1)。在缺血脑损伤实验模型上,本实验室的研究及文献报道的结果提示,人参总皂苷或其单体成分具有神经保护作用[9-10],这可能与它们抑制谷氨酸和细胞外高钾诱导的钙超载,抑制损伤灶周围的炎症反应,抑制脑水肿,减少神经细胞凋亡等机制有关。
创伤性脑损伤后自由基代谢异常是导致继发性
脑外伤后最初数小时内发生的脑水肿,包括血
管源性和细胞性水肿,是导致继发性脑损伤的一个重要因素[5-6]。严重的脑水肿将导致组织结构损害和功能障碍。本实验发现,脑外伤24h后大鼠损伤侧脑组织水肿比较严重,经过人参总皂苷治疗后脑水肿明显减轻。组织切片尼氏染色发现,脑外伤损伤灶周围神经细胞坏死严重,细胞形态不完整,排列稀疏,无法进行组别之间的比较。因此,本实验选取邻近的海马组织进行观察。结果发现,损伤侧海马神经细胞稀疏,排列紊乱,无层次感,数量明显减少,而经过人参总皂苷治疗后海马神经细胞数量明显增加,
中国现代医学杂志第21卷
脑损伤的一个重要环节。文献报道,人参总皂苷或其单体成分在脑缺血实验模型上具有抗氧化作用。因此,本实验观察人参总皂苷对创伤性脑损伤后损伤
结果发现,脑外伤灶周围自由基代谢是否也有影响。
24h后,损伤灶周围脑组织中SOD活性明显下降,
NO、MDA的含量及NOS活性明显升高。NO由L–精氨酸和氧气经一氧化氮合酶(NOS)催化生成。生理状态下,NO发挥神经递质及血管调节等功能;病理状态下,如颅脑损伤后,NOS开始大量表达,并产生较多的NO,过量的NO具有神经毒性作用,可导致神经细胞发生水肿、凋亡等病理性损害[11]。NOS主要有结构型(cNOS)和诱导型(iNOS)两种类型。cNOS是生理存在形式,依赖钙离子或钙调蛋白,作用快速短暂,生成NO少。iNOS为一种非钙离子/钙调蛋白依赖性酶,在正常生理条件下表达较少,但在炎症、氧化反应中,iNOS起关键性作用,并被认为是诱导迟发性细胞凋亡的主要因子。本实验发现,人参总皂苷治疗后,脑组织总NOS和iNOS活性明显下降,NO含量下降。表明人参总皂苷能抑制NOS活力,减少NO的生成。SOD是体内重要的抗氧化酶,其活性可反映机体清除氧自由基的能力,MDA是体内氧自由基攻击生物膜中的多价不饱和脂肪酸引发过氧化作用的最终产物,其含量高低间接反映组织细胞受自由基攻击的严重程度。人参总皂苷治疗明显升高脑组织SOD活性,降低MDA的含量,从而可提高脑组织清除自由基的能力,减轻细胞的氧化应激损伤。
创伤性脑损伤后氧化应激是重要的生化反应,人参与脑外伤后的继发性损害。本实验结果提示,
参总皂苷能够抑制大鼠脑外伤后脑组织氧化应激反应,从而可抑制脑水肿的形成,减少损伤灶周围神经细胞的死亡,保护脑组织,减轻TBI后的继发性脑损伤。但是,人参总皂苷如何有效地提高机体清除自由基能力的机制还有待于进一步研究。
参
考
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