蒲公英对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制分析论文_任增福,高维,陈诗芸,李力燕(通讯作者)

蒲公英对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制分析论文_任增福,高维,陈诗芸,李力燕(通讯作者)

1昆明医科大学神经科学研究所 云南昆明 650106;2 昆明医科大学海源学院 云南昆明 650106

摘要:目的:为了进一步探索蒲公英对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制分析。方法:从蒲公英的药效特性分析推测,蒲公英在脑缺血再灌注损伤的恢复方面应有很好的疗效,进一步探讨分析脑缺血再灌注的发病机理以及蒲公英对脑保护的作用机制。结果:脑缺血后的血流恢复过程中,氧自由基的大量产生,免疫炎症反应的加剧以及细胞信号转导的异常是引起再灌注损伤的主要因素。结论:蒲公英对大鼠脑缺血再灌注损伤可通过减轻氧自由基反应、减轻炎症反应,上调BDNF的表达,激活CREB-BDNF-Bcl2信号通路减轻凋亡,这三个方面发挥脑保护作用。

关键词:缺血性脑血管病;脑缺血再灌注损伤;蒲公英

缺血性脑血管病(Ischemic Cerebral Vascular Disease,ICVD)是威胁人类健康与生存的主要疾病之一,是神经科常见病多发病,致残率极高,是目前重点防治的一种疾病。在缺血性脑血管病的治疗中重建血流或增强缺血区的血流供应是缺血脑组织修复损伤的必需条件,但同时带来的再灌注损伤也是目前最受关注的问题[1]。所谓缺血再灌注损伤是指机体器官缺血一定时间后再恢复血液灌注,组织损伤反而进行性加重[2]。近年来随着溶栓治疗的开展,血循环重建后再灌注性脑损伤的相关研究已取得了较大进展,当前研究从细胞、分子水平比较深入地阐明了脑缺血再灌注损伤机制。

缺血性脑血管病,重建缺血区的血流供应是脑组织损伤恢复的必要条件,但与此同时带来的再灌注损伤也是目前非常棘手的问题。脑缺血后的血流恢复过程中,氧自由基的大量产生,免疫炎症反应的加剧以及细胞信号转导的异常是引起再灌注损伤的主要因素。

蒲公英属菊科多年生草本植物,味苦,性寒,药理实验表明,蒲公英具有抗菌,抗病毒,抗炎,抗氧化,抗血栓,改善血液循环,促进免疫调节等作用。蒲公英在临床上主要用于治疗多种炎症,肿瘤等疾病,但在脑缺血方面的治疗未见明确报道,而我们从蒲公英的药效特性分析推测,蒲公英在脑缺血再灌注损伤的恢复方面应有很好的疗效,进一步研究,以期为临床用药提供基础的实验室数据,且能进一步探讨分析脑缺血再灌注的发病机理以及蒲公英对脑保护的作用机制。

目前关于脑缺血再灌注损伤的发病机理有若干学说:如①兴奋性氨基酸毒性;②细胞信号转导(包括Ca2+超载和NO损伤);③线粒体损伤;④氧自由基大量生成;⑤免疫炎症损伤;⑥细胞凋亡;⑦其他因素。这些学说并不是孤立存在的,而是密不可分,互相联系的。

缺血性脑损伤是一个复杂的病理过程,包括缺血期的原发性损伤和再灌注期的继发性损伤,其始动因素是缺血缺氧。缺血再灌注后所造成的脑组织损伤则不仅仅取决于血流减少,还与细胞内Ca2+超载、自由基连锁反应、兴奋性氨基酸的神经毒性作用、NO的细胞毒作用、AA代谢失衡及基因表达与蛋白质的磷酸化、缺血区的各种代谢以及水与酸碱平衡紊乱等因素有关。再灌注时,葡萄糖和氧气不再有限制,但是在某些组织能量代谢的损伤仍在继续,最主要的原因是原有的线粒体功能的下降导致即使有足够的原料,也不能正常的生成ATP,来维持细胞正常的运转。大量的氧气又成为ROS(Reactive OxygenSpecies,活性氧)的来源。导致脑缺血再灌注损伤的上述诸多因素或环节,并非是单独存在产生神经毒性作用;而是相互影响或互为因果,最终导致神经损伤死亡。

在脑缺血再灌注损伤的实验研究中,建立适当的动物模型至关重要,其直接影响实验结果的可靠性与稳定性。对于脑缺血再灌注动物模型的复制,一般采用阻断血流一定时间后再恢复血液灌流的方法。建立大脑局灶性缺血与再灌注损伤动物模型,是研究缺血性中风的病理生理机制及其防止的重要手段之一。大脑中动脉(MCA)是人类脑梗塞的血管病变多发部位。由于大鼠脑血管解剖接近人类,血管性损伤恒定,重复性好等优点。因而大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型是比较公认的研究脑缺血损伤的标准动物模型。对于局灶性脑缺血模型的制备,目前比较常用的有开颅法、插线法、光化学诱导法和栓塞法等造成大鼠 MCA 血流阻断与再通,从而导致其相应灌流区域局灶性脑缺血再灌注损伤。

Kuizumi 于 1986 年首次报道了尼龙线插线法制作的可逆性 MCAO 模型,解决了局灶性脑缺血再灌注损伤研究的难题。

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蒲公英属菊科多年生草本植物,味苦,性寒。蒲公英的化学成分研究比较多,国内外学者已从蒲公英中提取分离出许多化学成分,主要包括黄酮类、倍半萜内酯类、香豆素类、三萜类、植物甾醇类、酚酸类、胡萝卜素类、色素类、挥发油类,此外还含有多种脂肪酸、糖、胆碱、维生素、矿物质、果胶、蛋白质等。基于蒲公英生物活性成分的不断发现及现代药理学的不断发展,蒲公英所具有的抑菌、抗肿瘤、抗氧化、抗炎、利尿、抗过敏、抗血栓等药理作用不断被证实,并在作用机理、临床应用以及开发利用等众多方面都取得了相应的成果,显示了很大的开发前景。

国外对蒲公英抗氧化作用的研究较全面,Hu C等[3-4]首次发现蒲公英花70%醇提液无论在化学模型还是生物模型中都具有显著的抗氧化活性,但其兼具细胞毒性,而木犀草素和木犀草素-7-葡萄糖苷可能是细胞毒性产生的来源。Ung-Kyu Choi 等[5]证实兔子食用蒲公英的根和叶后,可以保护由氧化应激导致的动脉粥样硬化,降低动脉粥样硬化产生几率。

另外,蒲公英在各国的民间医药中用做抗炎剂,且在现代药理研究中也得到了证实。Schutz 等[6]用药蒲公英乙醇提取物以100mg /kg 剂量经腹膜内给药后,可部分抑制角叉菜胶诱导的大鼠足跖水肿。Yoon- JeoungKoh 等[7]用70%甲醇提取蒲公英叶,发现三氯甲烷和醋酸乙酯部分抗炎作用最强,并证实蒲公英叶提取物能降低脂多糖诱导的RAW264. 7 炎症细胞中iNOS 和COX - 2 的表达,并能抑制有丝分裂原激活蛋白的激活。Chunhua Ma等人用脂多糖(LPS)诱导建立小鼠急性肺损伤模型(ALI),给予ALI小鼠蒲公英水提物进行灌胃处理,发现蒲公英水提物可通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路从而发挥抗炎作用[8]。

综上所述,提示蒲公英对大鼠脑缺血再灌注损伤可通过减轻氧自由基反应、减轻炎症反应,上调BDNF的表达,激活CREB-BDNF-Bcl2信号通路减轻凋亡,这三个方面发挥脑保护作用。

参考文献:

[1]姚小梅,王纪佐,朱学良.脑缺血再灌注损伤与转录因子信号通路.天津医药.2003,31(3):188~189.

[2]赵明,王洪新.脑缺血再灌注损伤机理及药物保护的研究进展.锦州医学院学报.2002,23(5):72~73.

[3]Hu C,Kitts DD.Antioxidant,prooxidant and cytotoxic activities of solvent-fractionated dandelion(Taraxacum officinale)flower extracts in vitro[J].J Agric Food Chem,2003,51:301-310.

[4]Hu C,Kitts DD.Dandelion(Taraxacum officinale)flower extract suppresses both reactive oxygen species and nitric oxide and prevents lipid oxidation in vitro[J].Phytomedicine,2005,12:588-597.

[5]Ung-Kyu Choi,Ok-Hwan Lee,Joo Hyuk Yim,et al.Hypolipidemic and Antioxidant Effects of Dandelion(Taraxacum officinale)Root and Leaf on Cholesterol-Fed Rabbits [J].Int J Mol Sci,2010,11:67-78.

[6]Schutz K,Carle K,Schieber A.Tarax acum.A review on its phytochemical and pharmacological profile[J].J Eth nopharmacol,2006,107(3):313-323.

[7]Koh YJ,Cha DS,Ko JS,et al.Anti-inflammatory effect of Taraxacum officinale leaves on lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in RAW 264.7 cells[J]. J Med Food,2010,13(4):870 -878.

[8]Ma C,Zhu L,Wang J,et al.Anti-inflammatory effects of water extract of Taraxacum mongolicum hand.-Mazz on lipopolysaccharide-induced inflammation in acute lung injury by suppressing PI3K/Akt/mTOR signaling pathway[J].J Ethnopharmacol.2015,168:349-55.

通讯作者:李力燕 教授 博士生导师。

论文作者:任增福,高维,陈诗芸,李力燕(通讯作者)

论文发表刊物:《健康世界》2016年1期供稿

论文发表时间:2016/3/28

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蒲公英对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制分析论文_任增福,高维,陈诗芸,李力燕(通讯作者)
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