薛艳君, 吴娇娟, 张旭东, 蔚鹏程, 吴小丽, 刘清国
(北京中医药大学针灸推拿学院, 北京 100029)
高血压是指以体循环动脉血压(收缩压和/或舒张压)增高为主要特征(收缩压≥140 mmHg,舒张压≥90 mmHg),可伴有心、脑、肾等器官的功能或器质性损害的临床综合征,其发病率和致死率呈逐年上升趋势,而知晓率、治疗率和控制率相对较低[1-3]。临床常以口服降压药作为控制血压的主要方式,但长期服药会出现心率失常、头晕、面部潮红等多种不良反应[4-6],不如针刺疗法安全有效。研究显示,针刺太冲穴降压效果明显,且能够有效改善高血压带来的心脑血管损伤[7-9]。在高血压状态下,中枢神经系统存在明显的氧化与抗氧化失衡现象[10]。中枢氧化应激与高血压疾病关系密切,但其机制相关研究却甚少。相关文献表明[11],高血压可以导致海马的氧化应激水平增强。丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)是衡量机体氧化应激程度的重要标志物[12]。因此,本研究以自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)为模型,以电针双侧“太冲”为干预方式,通过观察SHR大鼠海马组织形态以及海马中MDA、SOD、GSH-Px的含量变化,探讨电针“太冲”对高血压海马氧化应激水平的影响。本研究通过北京中医药大学实验动物伦理委员会批准(批号BUCM-4-2018061501-2058)。
SPF级Wistar-Kyoto(WKY)大鼠6只,SPF级SHR大鼠12只,9周龄雄性,体质量(220±15) g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司,实验动物许可证号SCXK (京) 2006-0006。饲养于北京中医药大学实验动物中心 SPF 级动物实验室,自由取食及饮水。
水合氯醛(天津大茂化学试剂厂,302-17-0);PBS缓冲液(广州济恒医药科技有限公司,SH3026.01);MDA(A003-1)、SOD(A001-3)、GSH-Px(A005-50)ELISA试剂盒,南京建成生物工程研究所。
HANS-200E韩氏穴位神经刺激仪,南京济生医疗科技有限公司;BX53自动化智能型正置研究级显微镜,日本奥林巴斯公司;Leica超薄切片机(RM2235)、全自动脱水机(ASP200 S)、烤片台(HI1220),德国徕卡公司;DH4000A电热恒温培养箱,天津泰斯特仪器有限公司;20PR -52D高速冷冻离心机,日本日立公司。
“太冲”穴取穴方法参照《实验针灸学》(林文柱、王佩编)[13],于后肢足背1,2跖骨凹陷处取“太冲”穴。电针组右手为刺手,直刺双侧“太冲”穴1~2 mm,连接韩式电针仪两极,连续等幅波,电流强度1 mA,频率2 Hz,留针20 min,治疗14 d,每日1次。针刺时间集中在每天下午2∶00~4∶00;模型组和空白组每日在相同时间与针刺组进行相同的捉抓固定刺激。
动物适应性饲养1周后,将12只SHR大鼠按照完全随机数字表法等分为电针组和模型组各组6只,6只WKY大鼠作为空白组。禁食12 h后大鼠称重,用10%水合氯醛(300 mg/kg)注射腹腔进行麻醉,麻醉成功后将大鼠固定于手术台,迅速断头、剪开头皮,用止血钳沿大鼠头颅中央骨缝撬开,取出脑组织放入冰生理盐水中清洗,去除其中的血液后迅速剥离出海马组织,取部分海马组织于4% 多聚甲醛溶液中固定24 h,置于4 ℃冰箱保存,用于常规苏木精伊红(HE)染色;剩余海马组织装于标记好的EP管,迅速投入液氮中,保存于-80 ℃冰箱备用。
将海马组织于甲醛溶液中取出,蒸馏水冲洗干净,予以酒精浸泡脱水,二甲苯透明1 h,浸蜡常规包埋,用切片机将蜡块切成4 μm薄片,60 ℃烘烤12 h,将切片依次置于二甲苯中20 min、100%乙醇5 min、95%乙醇5 min、85%乙醇5 min 75%乙醇5 min,于蒸馏水中浸洗,用苏木素染细胞核8 min,蒸馏水洗后用0.6%氨水返蓝,再用伊红染细胞质4 min,酒精脱水后用二甲苯透明树胶封片,最后将切片置于光镜下(×400)观察,细胞核为蓝色,细胞质为红色。
将海马组织和生理盐水按1∶9比例制备10%的脑组织匀浆,后取匀浆于离心机离心20 min(3000 r/min,离心半径13.5 cm),取上层清液配制成适当的浓度,严格按照MDA、SOD、GSH-Px试剂盒说明书步骤操作,测定其在海马组织中的活性。
图1示,采用光镜下(×400)观察各组大鼠海马齿状回区组织形态变化,结果显示空白组细胞呈圆形或椭圆形,结构完整,排列整齐,染色均一,多数细胞核深染,核仁清晰;与空白组比较,模型组染色明显变浅,出现细胞溶解碎裂、核固缩、空泡样变性等。与模型组比较,电针组细胞染色加深,核仁较清晰,细胞结构基本正常。
图1 各组大鼠海马齿状回区HE染色(×400)
表1示,与空白组比较,模型组的MDA含量显著提升(P<0.01),SOD、GSH-Px含量显著降低(P<0.01)。与模型组比较,电针组MDA含量明显下降(P<0.05),SOD含量明显上升(P<0.05),GSH-Px含量显著上升(P<0.01)。
表1 各组大鼠大脑海马组织MDA、SOD、GSH-Px含量比较
SHR与人类原发性高血压的形成机制相似,是目前公认的最接近人类原发性高血压的动物模型,广泛应用于人类高血压病发病机制及高血压药物的筛选[14]。SHR大鼠易激惹、易紧张,眼球突出明显,毛色发黄无光泽,小便偏黄、大便偏干等,具有典型的中医辨证分型肝火上炎证表现[15]。太冲穴最早见于《灵枢·本输》:“太冲,行间上二寸陷者之中也”,为足厥阴肝经之原穴,是脏腑精气的留止部位。同时太冲穴又是四关穴之一,是气血阴阳离合出入的要道。因此太冲穴具有平肝潜阳、疏肝解郁、养血柔肝的功效,是治疗高血压的首选穴之一[16-20]。因此,本实验以SHR大鼠为实验模型,选取太冲穴作为治疗穴。
氧化应激参与高血压海马组织损伤[21],受高血压影响,脑部的活性氧(reactive oxygen species, ROS)含量明显增加,这些活性氧与脑部的脂肪酸结合,导致氧化应激水平增强。相关研究发现[22,23],高血压可以引发小胶质细胞和星形胶质细胞的活化,严重损伤海马神经,引起脑部微循环结构和功能严重损伤,导致认知障碍。有学者通过动态对比增强磁共振成像(dynamic contrast enhancement magnetic resonance imaging, DCE-MRI)及免疫组化技术发现,高血压状态下海马区血脑屏障通透性、免疫球蛋白G(Immunoglobulin G, IgG)、β-淀粉样蛋白(Amyloid β-protein, Aβ)等物质发生异常改变[24]。
MDA是氧自由基作用于生物膜中的不饱和脂肪酸,是发生脂质过氧化的产物,常用的氧化应激和脂质过氧化的重要生理指标[25],可以引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合,具有细胞毒性,能加剧细胞膜的损伤,通过检测MDA可以了解机体的氧化水平。SOD和GSH-Px均为抗氧化物酶,能抵抗氧化损伤。SOD是生物体内存在的一种抗氧化金属酶,能够清除生物氧化过程中的超氧阴离子自由基,被认为是抗氧化系统的第一道防线[26]。GSH-Px是机体内广泛存在的一种过氧化物分解酶,具有特异性催化还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)对过氧化氢的反应,防止自由基对细胞膜的损害,是机体抗氧化能力指标之一。研究发现[27-30],MDA含量的增加,SOD与GSH-Px含量的降低均与高血压患病风险相关。且针刺可以通过降低SHR大鼠体内MDA含量,提升SOD、GSH-Px含量,提高机体抗氧化能力,最终实现降压目的[31-33]。本实验结果显示,电针作用于SHR大鼠双侧“太冲”,可以显著降低MDA的表达水平,提升SOD、GSH-Px的表达水平,提示电针“太冲”可通过调节MDA、SOD、GSH-Px的表达水平。
综上,海马中MDA含量的增加,SOD、GSH-Px含量的减少可能是高血压发病的中枢机制之一。电针“太冲”可以通过下调MDA、上调SOD和GSH-Px来改善海马的氧化应激水平,保护海马组织,这可能是电针降压的中枢机制之一。本实验着重于氧化应激对高血压海马损伤的相关机制尚有不足,关于针刺降压的中枢氧化应激机制仍需进一步研究。