黄芪注射液对大鼠急性脊髓损伤的神经保护作用

张洁妹, 唐扣明

(上海中山医院青浦分院 药剂科, 上海, 201700)

急性脊髓损伤(ASCI)是一种由原发性损伤和随继出现的继发性损伤引起的脊髓神经功能障碍疾病，据统计中国脊髓损伤的发病率约为 6～7/百万人，以每年10%的速度增长[1]。药物治疗仍然是预防保护急性脊髓损伤的重要手段之一。正确的药物治疗能够改善原发损伤灶周围幸存神经组织的功能，减轻脊髓损伤的后遗症。相关研究[2-4]表明甲基强的松龙对急性脊髓损伤 有抗炎、抗脂质过氧化的治疗作用。黄芪是一种传统中药，现代药理研究[5]证实其具有抑制脑损伤后的脂质过氧化而发挥神经保护作用。本研究探讨高剂量黄芪对急性脊髓损伤的神经保护作用，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 实验材料

黄芪注射液(上海禾丰制药有限公司)，甲基强的松龙(注射用甲基强的松龙琥珀酸钠，国药集团容生制药有限公司)，戊巴比妥钠(北京普博斯生物科技有限公司)。

1.2 动物损伤模型的建立

40只成年健康SD大鼠(雌雄不限，体质量220～250 g), 采用改良ALLEN氏重物打击法[6]建立大鼠急性脊髓损伤模型。SD大鼠以3%戊巴比妥钠(30 mg/kg)腹腔注射麻醉。动物腰背部脱毛后以仰卧位固定，以T9为中心做背部后正中切口，暴露T7～T11椎板，同时保护完整硬脊膜，以金属重物自由下落，打击力度为50 g/cm, 撞击骨髓，建立脊髓损伤模型。见大鼠急剧摆尾，脊髓充血则视造模成功。

1.3 实验分组和给药方法

将40只大鼠进行随机分组。A组为黄芪高剂量治疗组，给予黄芪注射液2 mL/(kg·d), 连续给药14 d。B组为黄芪低剂量治疗组，黄芪注射液0.5 mL/(kg·d)连续14 d。C组为甲基强的松治疗组，术后立即腹腔注射甲基强的松30 mg/kg，24 h内每隔4 h后重复给药1次。D组为生理盐水对照组，给予灭菌生理用水0.5 mL/(kg·d)，连续14 d。

1.4 行为学评分

分别于用药后1、5、10、14 d进行Rivlin斜板实验[7]，由3名非本组实验人员分别独立进行评分, 最后以每组数据的平均值作为大鼠脊髓功能的行为学评分。

1.5 脊髓神经功能评分

分别于用药后1、5、10、14 d, 每组随机取6只大鼠，应用改良 Gale 联合行为评分(CBS)综合评定大鼠脊髓损伤后的神经学方面功能[8]。根据CBS值的变化，判断各组大鼠脊髓神经功能的恢复程度，CBS值越低，则反映脊髓损伤后神经功能的恢复程度越好。

1.6 脊髓损伤组织含水量测定

在脊髓损伤后48 h于脊髓受伤部位，切取适量脊髓组织标本，称重得到该标本的湿重值。将标本置于65 ℃的烤箱中24 h, 称重，该数值即为标本的干重值，脊髓组织的含水量根据 Hsu等[9]提供的公式计算：脊髓含水量=[(湿重-干重)÷湿重]×100%。

2 结 果

2.1 行为学评分

A组和B组各时间点Rivlin斜板度数明显高于D组，差异有统计学意义(P<0.05)，且A组和B组相比有显著差异(P<0.05)。但A组和C组无显著差异。见表1。

表1 各组脊髓损伤大鼠各时间点Rivlin斜板度数比较

与D组比较，*P<0.05。

2.2 脊髓神经功能评分

大鼠实验性脊髓损伤后表现为双下肢呈迟缓性瘫痪,肌张力降低，表现出严重的后肢功能障碍。由图1曲线可以看出，在大鼠实验性脊髓损伤后给予不同剂量的黄芪或甲基强的松，后肢感觉及神经反射均有恢复。A组，B组与D组相比有显著差异(P<0.05)，表明黄芪对脊髓损伤大鼠有较好的神经保护功能。

图1 脊髓损伤后不同时间各组的CBS评分(%)

2.3 脊髓损伤组织含水量测定

在脊髓损伤后48 h，4组脊髓组织标本的含水量如图2所示。与D组相比，A组大鼠脊髓损伤组织中的含水量明显降低(P<0.05), 且B组含水量与D组比较，差异也有统计学意义(P<0.05)。上述结果表明，黄芪治疗能够降低脊髓损伤组织中的含水量，从而达到减轻脊髓损伤后的组织水肿的目的。

图2 脊髓损伤组织的含水量

3 讨 论

急性脊髓损伤(ASCI) 是一种会导致严重后果的创伤，原发性损伤后会导致组织缺血、毒性反应及炎症反应等继发性损伤，会导致脊髓组织内的炎症细胞释放大量的促炎症介质和神经毒素，从而加重脊髓功能障碍[10-12]。当前针对不同发病机制的基础研究，已取得一定的成果，脊髓损伤的药物治疗有了很大的进步。甲基强的松是目前最具代表性、使用最广的糖皮质激素，其作用机制主要是抑制氧自由基的产生，抗脂质过氧化作用[13-14]。Bracken等[15]研究显示甲基强的松能显著促进患者的脊髓功能的恢复，减轻脊髓组织的继发性损伤。相关动物试验[16-17]证明，术前给予高剂量甲基强的松能够抑制创伤后神经功能损害；但甲基强的松作为糖皮质激素，有强大的副作用，高剂量使用会增加并发症和病死率，而且对于激素的作用及其用量、种类和应用时机均存在争议。

黄芪作为一种传统的中药，主要成分为黄芪异黄酮、皂甙、黄芪多糖等，已有相关药理研究证明，其具有提高细胞的生命力和增强免疫的功能，改善微循环和清除超氧阴离子自由基的作用，可以用于急性脊髓损伤的保护治疗方面。其机制可能在于以下几个方面: ① 改善微循环，抑制水肿及毛细血管扩张，恢复毛细血管正常通透性，有效消除局部肿胀; ② 清除氧自由基，抑制脂质过氧化反应，具有显著的神经保护作用[18-19]; ③ 降低炎症反应时脑血管壁内皮细胞间间隙，从而达到抗炎症和消肿的作用[20]。

本实验建立大鼠脊髓损伤模型，检测了损伤后脊髓的行为学评分和神经学功能评分，测定了脊髓损伤组织的含水量。结果显示D组在48 h脊髓损伤组织的含水量明显高于A组和B组，表明脊髓损伤后给予高剂量的黄芪注射液，能够明显降低脊髓损伤组织的含水量，从而减轻组织的水肿。A组和B组的行为学评分和脊髓神经功能评分均高于D组(P<0.05), 表明脊髓损伤后给予黄芪注射液治疗可以起到保护脊髓神经功能的作用，从而为其在脊髓损伤治疗方面提供了理论依据。

[1] 张强, 贾连顺. 脊髓损伤的临床统计学资料分析 [J]. 第二军医大学学报, 2003, 24(6): 684.

[2] Yoon D H, Kim Y S, Young W. Therapeutic time window for methylprednisolone in spinal cord injured rat[J]. Yonsei Med J, 1999, 40(4): 313.

[3] Nash H H, Borke R C, Anders J J. Ensheathing cells and methylprednisolone promote axonal regeneration and functional recovery in the lesioned adult rat spinal cord[J]. Neurosci, 2002, 22(16): 7111.

[4] Topsakal C, Erol F S, Ozveren M F, et al. Effects of Methylprednisolone and dextromethorphan on lipid peroxidation in an experimental model of spinal cord injury[J]. Neurosurg Rev, 2002, 25(4): 258.

[5] 裴林, 刘唤荣, 张少丹, 等. 黄芪对缺氧缺血性脑损伤幼鼠一氧化氮、丙二醛含量的影响[J]. 中国中西医结合急救杂志, 2001, 4(8):222.

[6] Freeman L W, Wright T W. Experimental observations of wncussion and contusion of the spenal cord[J]. Ann Surg,1953, 137(4): 433.

[7] Rivlin A S, Tator C H. Objective clinical assessment ofmotorfunction after experimental spinal cord injury in the rat[J]. J Neurosurg, 1977, 47(21): 577.

[8] Kerasidis H, Wrathall J R, Gale K. Behavioral assessment of functional deficit in rats with contusive spinal cord injury[J]. J Neurosci Methods,1987, 20(2): 167.

[9] Hsu C Y, Hogan E L, Gadsden R H, et al. Vascular permeability in experimental spinal cord injury[J]. J Neurol Sci, 1985, 70(3): 275.

[10] Ankeny D P, Popovich P G. Mechanisms and implications of adaptive immuneresponses after traumatic spinal cord injury[J]. Neuroscience, 2009, 158(3): 1112.

[11] Bethea J R. Spinal cord injury-induced inflammation: a dual-edged sword[J]. Prog Brain Res, 2000, 128: 33.

[12] Bao F, Liu D. Hydroxyl radicals generated in the rat spinal cord at the level produced by impact injury induce cell death by necrosis and apoptosis: protection by a metalloporphyrin[J]. Neuroscience, 2004, 126(2): 285.

[13] Topsakal C, Erol F S, Ozveren M F, et al. Effects of Methylprednisolone and dextromethorphan on lipid peroxidation in an Experimental model of spinal cord injury[J]. Neurosurg Rev, 2002, 25(4): 258.

[14] Hall E D. Pharmacological treatment of acute spinal cord injury: how do we build on past success[J]. J Spinal Cord Med, 2001, 24(7):142.

[15] Bracken M B, Shepard M J, Holford T R, et al. Administration of methylprednisolone for 24 or 48 hours or tirilazad mesylate for 48 hours in the treatment of acute spinal cord injury，Results of the Third National Acute Spinal Cord Injury Randomized Controlled Trial[J]. JAMA, 1997, 277: 1597.

[16] Bracken M B, Holford T R. Effects of timing of methylprednisolone or naloxone administration on recovery of segmental and long tract neurological function in NASCIS II[J].J Neurosurg , 1993, 79(4): 500.

[17] Li Z S, Du J, Sun H X. Effects of the combination of methylprednisolone with aminoguanidine on functional recovery in rats following spinal cord injury[J]. Experimental and Therapeutic Med, 2014, 7(6): 1605.

[18] Lu H S. Pharmacological role and clinical application of β-Sodium Aescinate[J]. Yiyao Daobao, 1994, 13(2): 71.

[19] Beattie M S. Inflammation and apoptosis: linked therapeutic targets in spinal cord injury[J]. Trends Mol Med, 2004, 10(12): 580.

[20] Fujimoto T, Nakamura T, Ikeda T, et al. Eeffets of EPC-Kl on lipid peroxidation in experimental spinal cord injury[J]. Spine, 2000, 25(1): 24.