电针督脉穴对高血压复合阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力及血清一氧化氮和内皮素水平的影响

2015-09-15 03:11:04张立娟王康锋杨传华
中国全科医学 2015年3期
关键词:阿尔茨海默造模电针

张立娟,王康锋,杨传华

·中医·中西医结合研究·

电针督脉穴对高血压复合阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力及血清一氧化氮和内皮素水平的影响

张立娟,王康锋,杨传华

目的 探讨电针督脉穴对高血压复合阿尔茨海默病(AD)大鼠学习记忆能力及血清一氧化氮(NO)、内皮素(ET)水平的影响。方法 雄性Wistar大鼠采用随机数字表法分为假手术组、模型组、西药组和电针组,每组10只,采用“两肾一夹”法制备肾性高血压大鼠动物模型,在此基础上双侧海马区注射Aβ25-35复制AD模型,西药组给予盐酸多奈哌齐和卡托普利灌胃,电针组选取百会、大椎进行针刺,共治疗8周。治疗前后检测其尾动脉血压,对各组大鼠进行Morris水迷宫实验,并采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测治疗后血清NO、ET水平。结果 造模前4组大鼠血压比较,差异无统计学意义(P>0.05)。造模后,模型组、西药组、电针组大鼠血压较假手术组升高(P<0.05)。治疗后,模型组、电针组大鼠血压较假手术组升高(P<0.05);电针组大鼠血压较模型组降低、较西药组升高(P<0.05)。治疗后,模型组、西药组、电针组大鼠4个方向逃避潜伏期较假手术组延长(P<0.05);西药组、电针组大鼠4个方向逃避潜伏期较模型组缩短(P<0.05);电针组大鼠东向和北向逃避潜伏期较西药组缩短(P <0.05)。造模后,模型组、西药组、电针组大鼠跨台次数较假手术组减少(P<0.05);治疗后,模型组、西药组大鼠跨台次数较假手术组和电针组减少(P<0.05)。治疗后,假手术组、西药组、电针组大鼠NO水平较模型组升高,ET水平较模型组下降(P<0.05);假手术组、西药组、电针组大鼠血清NO、ET水平比较,差异均无统计学意义(P >0.05)。结论 电针督脉穴能降低高血压复合AD大鼠尾动脉血压,改善AD大鼠学习记忆能力,提高NO水平,降低ET水平,提示其疗效机制可能与调节血管内皮因子有关。

电针;高血压;阿尔茨海默病;一氧化氮;内皮素

张立娟,王康锋,杨传华.电针督脉穴对高血压复合阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力及血清一氧化氮和内皮素水平的影响[J].中国全科医学,2015,18(3):317-321.[www.chinagp.net]

Zhang LJ,Wang KF,Yang CH.Effects of electroacupuncture at acupoints of the Governor Vessel on learning and memory ability,serum levels of nitric oxide and endothelin in rats with hypertension combined with Alzheimer′s disease[J].Chinese General Practice,2015,18(3):317-321.

同行评议:

近年来的研究发现,高血压也是阿尔茨海默病的主要危险因素之一,老年患者的认知功能障碍至少部分与高血压相关。针刺疗法是祖国医学的瑰宝,因其安全有效,已得到越来越多医生和患者的喜爱,而督脉作为奇经八脉之一,被称为“阳脉之海”,因其走行上的特殊性,与脑的关系得到中医学者广泛肯定,被称为“广义上的脑”。针刺督脉穴位对阿尔茨海默病的疗效已得到大量的临床验证,但相关的基础研究仍很薄弱,虽然有相关文献指出一氧化氮和内皮素与阿尔茨海默病相关,亦有相关文献证实针刺降压的机制与调节血管内皮因子有关,但是对于针刺治疗阿尔茨海默病的机制与一氧化氮和内皮素相关的研究比较少见。本研究复制出高血压复合阿尔茨海默病动物模型,通过对大鼠血压变化、行为学实验、血清一氧化氮和内皮素水平的分析,验证电针督脉穴对高血压复合阿尔茨海默病模型大鼠的治疗作用,并探讨电针督脉穴治疗高血压复合阿尔茨海默病的作用机制,具有一定的创新性。

阿尔茨海默病 (Alzheimer′s disease,AD)是一种发生于中老年的原发性退行性脑变性疾病。本病致残率高、死亡率高,随着人口老龄化的加剧,AD引起的社会问题和经济问题日益突出。但是,本病发病机制尚未完全阐明,近年来的研究发现,高血压也是AD的主要危险因素之一,老年患者的认知功能障碍至少部分与高血压相关[1-3]。针灸作为一种非药物疗法对高血压及AD的治疗效果已得到广泛肯定,但目前文献报道大多仅停留于临床观察阶段,基础研究尤其是疗效机制研究仍然十分薄弱,本研究复制出高血压复合AD动物模型,观察电针督脉穴对高血压复合AD大鼠学习记忆能力及血清一氧化氮(NO)、内皮素(ET)水平的影响,探讨针灸疗效机制,以期为临床应用针灸治疗AD提供客观依据。

1 材料与方法

1.1动物 雄性Wistar大鼠60只,清洁级,鼠龄8~12周,体质量200~250 g,由山东鲁抗医药股份有限公司实验动物室提供 (许可证号:SCXK鲁20130001)。

1.2药品与试剂 盐酸多奈哌齐片〔安理申,卫材(中国)药业有限公司,批号:130536A〕,卡托普利片(开博通,中美上海施贵宝制药有限公司,批号:1308032),Aβ25-35 (A4559,规格:1 mg,Sigma公司),NO、ET试剂盒(EM-1360、ER-1595,北京博奥森生物技术有限公司)。

1.3仪器 大鼠血压心率测定仪 (RBP-1B型,中日友好临床医学研究所),多功能生理记录仪(BL-420E型,成都泰盟软件有限公司),脑立体定向仪(江湾1号C型,上海川沙花木农机厂),佳健牌电子针灸治疗仪(CMNS6-1型),华佗牌针灸针(直径0.30 mm×25 mm),Morris水迷宫(淮北正华生物仪器设备有限公司),洗板机(AC8型,芬兰ThermoLabsystems),酶标仪 (352型,芬兰Labsystems MultiskanMS),微量高速离心机 (TG16W,长沙平凡仪器仪表有限公司),隔水式恒温培养箱(GNP-9080型,青岛正恒试验设备有限公司)。

1.4分组及造模方法 将大鼠适应性喂养1周后,采用随机数字表法抽取10只作为假手术组,在相应造模阶段给予与造模大鼠一致的手术创伤,但不结扎左肾动脉,于海马区注射等量0.9%氯化钠溶液。其余50只大鼠采用“两肾一夹”法制备肾性高血压大鼠动物模型[4],具体方法为:2%戊巴比妥钠(0.25 ml/100 g)腹腔注射麻醉大鼠,仰卧固定于手术台上,四肢和牙齿用橡皮筋固定。用理发器在大鼠腹部脱毛,5%碘伏消毒腹部,75%乙醇脱碘,盖上孔巾沿腹正中线作手术切口打开腹腔,按无菌操作,小心、钝性分离出左肾动脉,然后穿入无菌丝线,把直径为0.25 mm的针灸针与肾动脉血管长轴紧贴平行放置,用无菌丝线扎紧肾动脉和针灸针然后抽出针灸针,造成单侧肾动脉狭窄。对侧肾脏和动脉不触及。术后3 d内青霉素 (3×104U/d)腹腔注射预防感染,并于7 d后开始用尾套法测量大鼠血压和心率,重复3次取其均值,术后14 d尾动脉收缩压在140 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)以上者[5]为成功的高血压模型。在此基础上,通过外源性Aβ25-35右侧海马区注射复制AD模型,具体方法为[6]:将麻醉后动物头部固定在立体定向仪上,参照《大鼠脑立体定位图谱》,选右侧海马为注射区,定位坐标:前囟后3.0 mm、中线右侧2.0 mm、硬膜下2.6 mm。在坐标点周围用牙科钻环行钻开颅骨,并分离暴露硬脑膜,缓慢垂直进针至靶点,然后将1 μl Aβ25 -35(10 μg/μl)缓慢注入,注射时间5 min,留针5 min,以保证溶液充分弥散,再缓慢撤针。Morris水迷宫测试评价大鼠的学习记忆能力,筛选AD模型。选取成功模型,采用随机数字表法分为模型组、西药组和电针组。

1.5治疗方法 电针组从模型成功的第2天起,给予电针治疗,方法为:将大鼠固定在固定器内,保持清醒状态,参考《实验针灸学》[7]选取百会(顶骨正中)、大椎 (第7颈椎与第1胸椎间背部正中),用华佗牌30号1寸毫针,于百会穴斜刺0.5寸、大椎穴正刺0.5寸,连接电针治疗仪,施以疏密波,频率16 Hz,强度以局部肌肉轻微收缩为度,留针30 min,1 次/d,均在下午进行。西药组给予盐酸多奈哌齐(0.45 mg/ kg)和卡托普利(2.25 mg/kg)灌胃,1次/d。假手术组、模型组和西药组进行与电针组相同时间、相同程度的捉抓刺激。假手术组、模型组和电针组给予与西药组等量0.9%氯化钠溶液灌胃。以上均连续治疗8周。

1.6检测指标及方法

1.6.1血压测试 采用大鼠尾动脉脉搏间接测压法,检测造模前、造模后、治疗后所有大鼠的尾动脉血压,取收缩压为观察指标,以mm Hg表示,取连续3次血压值的平均值为测量结果。

1.6.2学习记忆能力测试 大鼠治疗前及治疗结束后3 d分别行Morris水迷宫实验[8]。Morris水迷宫为一恒温圆形水池,水温 (25±2)℃,直径150 cm,高60 cm,水深35 cm,池壁上缘等距离标有东、南、西、北4个入水点,以这4个入水点将水池等分成4个象限,水中加墨汁使其不透明,在东北象限的中央放置一直径为9 cm,高33 cm的平台,没入水下2 cm,整个实验期间其位置保持不变,水池周围参照物、灯光强度也保持不变。(1)定向航行实验:每天将大鼠依次从东、南、西、北4个入水点面向池壁放入水池中。记录90 s内动物自入水到找到平台后四肢爬上平台时所需要的时间,作为逃避潜伏期。如果大鼠90 s内找到平台,记录90 s内实际逃避潜伏期;如果90 s内未找到平台,由实验者将其引上平台并停留10 s,逃避潜伏期记录为90 s。每天训练1次,共5 d,第6天进行测试。(2)空间探索实验:第7天撤走平台进行空间探索实验,任选1个入水点将大鼠面向池壁放入,记录90 s内大鼠跨越原平台的次数。试验结束后用ImagePro-Plus系统对大鼠游泳轨迹录像进行处理。

1.6.3血清NO、ET水平测定 实验结束后,腹主动脉取血,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测血清NO、ET水平,具体方法参考试剂盒说明书进行。

1.7统计学方法 采用SPSS 19.0统计学软件进行数据处理,计量资料以(±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用q检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1实验动物数量分析 假手术组大鼠均全部存活。其余50只大鼠在“双肾一夹”手术过程中死亡6只,术后7 d存活大鼠40只,血压从术后7 d开始升高,至术后14 d收缩压升高至140 mm Hg以上33只,双侧海马区注射Aβ25-35过程中死亡2只,最后存活31只,采用随机数字表法选取30只成功模型,分为模型组、西药组和电针组,最终纳入结果分析的大鼠40只,每组10只。

2.24组大鼠治疗前后血压比较 造模前4组大鼠血压比较,差异无统计学意义(P>0.05)。造模后4组大鼠血压比较,差异有统计学意义(P<0.05);其中,模型组、西药组、电针组大鼠血压较假手术组升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗后4组大鼠血压比较,差异有统计学意义 (P<0.05);其中,模型组、电针组大鼠血压较假手术组升高,差异均有统计学意义(P<0.05);电针组大鼠血压较模型组降低、较西药组升高,差异均有统计学意义(P<0.05,见表1)。

2.34组大鼠治疗后学习记忆能力测试结果 4组大鼠治疗后Morris水迷宫实验4个方向逃避潜伏期比较,差异均有统计学意义(P<0.05);其中,模型组、西药组、电针组大鼠4个方向逃避潜伏期较假手术组延长,差异均有统计学意义(P<0.05);西药组、电针组大鼠4个方向逃避潜伏期较模型组缩短,差异均有统计学意义(P<0.05);电针组大鼠东向和北向逃避潜伏期较西药组缩短,差异均有统计学意义(P<0.05,见表2)。

4组大鼠造模后及治疗后跨台次数比较,差异均有统计学意义 (P<0.05);其中,造模后模型组、西药组、电针组大鼠跨台次数较假手术组减少,差异均有统计学意义(P<0.05);治疗后模型组、西药组大鼠跨台次数较假手术组和电针组减少,差异均有统计学意义(P<0.05,见表3)。

2.44组大鼠治疗后血清NO、ET水平比较 4组大鼠治疗后血清NO、ET水平比较,差异均有统计学意义(P<0.05);其中,假手术组、西药组、电针组大鼠NO水平较模型组升高,ET水平较模型组下降,差异均有统计学意义(P<0.05);假手术组、西药组、电针组大鼠血清NO、ET水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05,见表4)。

表1 4组大鼠治疗前后血压比较(±s,mm Hg)Table 1 Comparison of levels of BP among 4 groups of rats before and after treatment

表1 4组大鼠治疗前后血压比较(±s,mm Hg)Table 1 Comparison of levels of BP among 4 groups of rats before and after treatment

注:与假手术组比较,*P<0.05;与电针组比较,△P<0.05

组别 只数 造模前 造模后 治疗后假手术组 10 108±12 115±13 124±20模型组 10 111±11 156±11* 164±24*△西药组 10 111±14 157±13* 125±22△电针组 10 109±16 157±10* 136±22*F值0.960 <0.001 0.001 0.099 32.244 6.766 P值

表2 4组大鼠治疗后 Morris水迷宫实验各方向逃避潜伏期比较(±s,s)Table 2 Comparison of Morris water maze test escape latent period in eachdirection among 4 groups of rats after treatment

表2 4组大鼠治疗后 Morris水迷宫实验各方向逃避潜伏期比较(±s,s)Table 2 Comparison of Morris water maze test escape latent period in eachdirection among 4 groups of rats after treatment

注:与假手术组比较,*P<0.05;与模型组比较,△P<0.05;与西药组比较,▲P<0.05

组别只数 东 南 西 北假手术组10 14.6±3.4 17.8±6.3 15.7±3.7 13.5±3.4模型组 10 37.8±9.1* 40.3±10.2* 34.7±10.3* 40.3±8.3*西药组 10 27.8±7.1*△ 29.1±10.2*△27.2±6.7*△ 31.8±7.3*△电针组 10 21.3±6.0*△▲24.9±6.4*△24.7±7.6*△ 24.7±8.8*△▲F值<0.001 <0.001 <0.001 <0.001 21.630 12.260 11.010 24.410 P值

表3 4组大鼠造模后及治疗后跨台次数比较(±s,次)Table 3 Comparison of frequency of crossing the platform among 4 groups of rats after modeling and treatment

表3 4组大鼠造模后及治疗后跨台次数比较(±s,次)Table 3 Comparison of frequency of crossing the platform among 4 groups of rats after modeling and treatment

注:与假手术组比较,*P<0.05;与电针组比较,△P<0.05

组别 只数 造模后 治疗后假手术组10 3.80±0.79 3.90±0.88模型组 10 2.30±0.95* 2.10±0.99*△西药组 10 2.00±0.82* 2.90±0.99*△电针组 10 2.40±0.96* 3.90±0.99 F值<0.001 <0.001 8.230 8.140 P值

表4 4组大鼠治疗后血清 NO、ET水平比较 (±s)Table 4 Comparison of serum levels of NO and ET among 4 groups of rats after treatment

表4 4组大鼠治疗后血清 NO、ET水平比较 (±s)Table 4 Comparison of serum levels of NO and ET among 4 groups of rats after treatment

注:NO=一氧化氮,ET=内皮素;与模型组比较,*P<0.05

组别 只数 NO(μmol/L) ET(pg/ml)假手术组 10 64±11* 174±15*模型组 10 41±11 208±11西药组 10 60±12* 174±21*电针组 10 54±13* 183±19*F值<0.001 <0.001 7.630 8.800 P值

3 讨论

目前,AD发病率逐年升高,高血压是AD的主要危险因素之一,本研究模拟临床AD患者先出现血压升高,之后发生脑组织损害、学习记忆能力下降的病理过程,在复制高血压模型的基础上,再复制AD模型,建立高血压复合AD模型。从实验结果看,模型组血压升高,学习记忆能力明显减退,模型制作成功。

祖国医学认为AD的发生与肾精亏虚、髓海失充有关,病位在脑,而督脉循行上“贯脊属肾”“入络脑”,其所属穴位大部分可以治疗脑部疾病,故有“病变在脑,首取督脉”之说。黄琴峰等[9]总结发现,AD的针刺治疗以体针为主,常取督脉穴,其占各经穴次之首,百会、大椎等多被选作主穴。现代众多医家采用百会、大椎为主治疗AD亦取得了理想的治疗效果[10-11]。百会为“三阳五会”,位居巅顶,有醒脑益智、开窍醒神之功,大椎为 “诸阳之会”,为手足三阳经之脉气交会之处,电针此二穴,可疏通气血、通调督脉、醒脑开窍、益智复聪[5]。同时,百会、大椎穴性属阳,能通达阴阳脉络,连贯周身经穴,调节机体阴阳平衡,有降压之效[12-13]。本研究选择电针百会、大椎治疗高血压复合AD,结果显示,电针百会、大椎可以缩短Morris水迷宫实验逃避潜伏期时间,增加跳台次数,改善AD大鼠学习记忆能力,疗效优于西药组,同时可以降低血压,但降压幅度不如卡托普利。推测其疗效机制可能与调节血管内皮因子有关。

NO和ET是常见的血管内皮因子,NO具有强有力的扩张血管、降低血压、抑制血小板黏附和聚集等作用,是已知的具有抗高血压作用的保护性因子[14];ET有强烈的收缩血管和升高血压的作用,是迄今为止所知的体内最强烈持久的血管收缩因子[15-17]。正常情况下,NO、ET两者保持动态平衡,共同维持血管张力,调节血管内皮功能,而在病理状态下两者动态平衡失调,导致血压升高。近年来的研究发现,血管内皮功能障碍与AD的发生也有关系[18-19]。NO是神经系统重要的信号分子,与AD发病的Aβ沉积、tau过磷酸化等病理过程密切相关,其通过调节AD的微血管损伤和氧化应激,影响AD的发生和发展[20]。有研究证实,AD患者血清NO水平较健康对照组降低[21],ET水平则高于健康对照组[22]。本研究结果显示,电针督脉穴后AD大鼠血清NO水平升高,ET水平下降,提示电针督脉穴治疗高血压和AD的机制与调节血管内皮因子有关,但是电针对其他调节元素的作用仍不清楚,亟待进一步研究验证。

本课题人员贡献:张立娟负责实验设计和论文撰写,王康锋和张立娟负责具体实验实施和数据统计,杨传华负责论文的审校及实验过程中的质量控制。

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(本文编辑:陈素芳)

Effects of Electroacupuncture at Acupoints of the Governor Vessel on Learning and Memory Ability,Serum Levels of Nitric Oxide and Endothelin in Rats with Hypertension Combined with Alzheimer′s Disease

ZHANG Li-juan,WANGKang-feng,YANG Chuan-hua.Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Shandong Academy of Traditional Chinese Medicine,Ji′nan 250014,China

Objective To investigate the effects of Electroacupuncture at acupoints of the Governor Vessel on learning and memory ability,serum levels of nitric oxide(NO)and endothelin(ET)in rats with hypertension combined with Alzheimer′s disease(AD).Methods 40 male Wistar rats were divided into 4 groups equally by random number table method:pseudo operation group,model group,medication group and EA group,10 rats in each group,renal hypertensive rats model was established using the"two kidney one clip"method,then bilateral hippocampal region of rats was injected with Aβ25-35,thus rats model of renal hypertension and AD was established.Rats in medication group were intragastric administrated with donepezil hydrochloride and captopril,while rats in EA group underwent electroacupuncture at Baihui(GV 20)and Dazhui(GV 14)for 8 weeks.The tail artery blood pressure was detected before and after treatment,Morris water maze test was performed,serum levels of NO and ET after treatment were measured by ELISA method.Results There was no significant difference in blood pressure among four groups of rats(P>0.05).After modeling,the blood pressure of rats in model group,medication group and EA group was significantly higher than that in pseudo operation group,respectively(P<0.05).After treatment,the blood pressure of rats in model group and in EA group was significantly higher than that in pseudo operation group,respectively(P<0.05);however,the blood pressure in EA group was significantly lower than in model group,and significantly higher than that in medication group(P<0.05).After treatment,the escape latent period in every direction of rats in model group,medication group and EA group was significantly longer than that in pseudo operation group,respectively(P<0.05);the escape latent period in every direction of rats in medication group and EA group was significantly shorter than that in model group(P<0.05);the escape latent period in east and north direction of rats in EA group was significantly shorter than that in medication group(P<0.05).After modeling,frequency of crossing the platform of rats in model group,medication group and EA group was significantly decreased than that in pseudo operation group,respectively(P<0.05);after treatment,frequency of crossing the platform of rats in model group and medication group was significantly decreased than that in pseudo operation group and EA group,respectively(P<0.05).After treatment,the NO level in pseudo operation group,medication group and EA group was significantly higher than that in model group,respectively;while ET level in pseudo operation group,medication group and EA group was was significantly lower than that in model group,respectively(P<0.05).There was no significant difference in serum levels of NO and ET among pseudo operation group,medication group and EA group(P>0.05).Conclusion Electroacupuncture at acupoints of the Governor Vessel can reduce blood pressure of rats with hypertension combined with AD,improve their learning and memory ability,increase NO level and reduce ET level,which suggest that the effect mechanism may be related to regulating the vascular endothelial growth factor.

Electroacupuncture;Hypertension;Alzheimer′s disease;Nitric oxide;Endothelin

R 544.1 R743

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.03.017

国家自然科学基金青年基金资助项目(81303028);山东省博士后创新项目(201301006);山东省科技发展计划(2014GSF119038);山东省中医药科技发展计划(2013-044,2013-126)

250014山东省济南市,山东中医药大学2012级博士研究生,山东省中医药研究院(张立娟);山东中医药大学附属医院,高血压国家临床研究基地(王康锋,杨传华)

杨传华,250014山东省济南市,山东中医药大学附属医院,高血压国家临床研究基地;

E-mail:yangchuanhua1962@126.com

2014-10-03;

2014-12-04)

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