马泽刚, 辛超, 吴秀丽, 徐静, 伍勇
1四川卫生康复职业学院教育体育学院(四川自贡 643000); 2西南科技大学生命科学与工程学院(四川绵阳 621000)
绞股蓝[Gynostemmapentaphyllum(Thunb.) Makino]为葫芦科多年生草本植物的根茎或全草,味甘、苦,性寒,在我国有着丰富的资源,《中药大辞典》名七叶胆,五叶参、遍地生根、小苦药等[1-3]。皂苷、多糖、黄酮类、氨基酸、蛋白质、无机物是绞股蓝的有效成分,其中皂苷是最主要的药效成分。有效的药效成分使绞股蓝具备多种药理活性,如降血脂[4-6]血糖[7]、治疗高胆固醇血症[8-9]、抗肿瘤[10-11]、抗氧化[12-13]、抗动脉粥样硬化、抗痴呆、抗帕金森氏症,并有保护神经、保肝[14-15]、增强免疫调节等作用[16]。绞股蓝总皂苷与人参皂苷结构相似,具有达玛烷型的三萜骨架,且毒性不良反应小。已有的实验表明绞股蓝总皂苷对降血脂和降血糖有明显作用,众多学者已认可其在临床上用于改善高血脂症和糖尿病的疗效。但是,关于绞股蓝有效成分对血压影响是知之甚少。为继续加深对绞股蓝药材的研究,充分挖掘绞股蓝潜在的价值,本研究采用了课题组前期研究成果[17-18],于2020年5月至2021年12月期间,选取了陕西平利产绞股蓝为主要原料,研究绞股蓝不同提取物及其总皂苷是否可以影响实验性高血压大鼠的血压,并探讨其是否具有降血压作用及其可能降压途径。该实验结果为陕西平利绞股蓝的总皂苷及其提取物在预防和医治高血压的作用上提供可靠的实验依据,并为其开发与应用奠定一定基础。
1.1 动物 110只SD大鼠,鼠龄为6~8周,体重为180~220 g,购买于北京科兴生物制品有限公司,饲养条件:室内温度20~26 ℃,相对湿度50%~60%。适应性喂养1周后,将大鼠随机分为空白对照组、高血压模型组、绞股蓝总皂苷对照组、绞股蓝总皂苷干预组(绞股蓝总皂苷180、 360、720 mg/kg,低、中、高剂量组)、总提取物组、乙酸乙酯提取物组、正丁醇提取物组,共9组,每组10只。研究经我院伦理委员会审核批准。
1.2 实验试剂和药品 高糖高脂饲料配制:51%普通饲料+15%猪油+15%蔗糖+15%蛋黄粉+4%食盐;果糖(配方源自广东省实验动物中心);绞股蓝(陕西省平利县绞股蓝合作社);绞股蓝总皂苷(实验室自制)。乙酸乙酯、乙醇、正丁醇等试剂均为国产分析纯:成都市科龙化工试剂厂。
取绞股蓝用70%乙醇,60℃下提取3次,每次3 h,蒸干,得总提取物。取总提取物加水,分别用石油醚,乙酸乙酯,正丁醇萃取,得乙酸乙酯提取物,正丁醇提取物。
1.3 实验仪器 大小鼠无创血压测量系统购自上海公司(型号:MRBP),四通道生物功能实验系统购自成都(型号:BP-420),紫外可见分光光度仪购自日本(UV-1800),低温冷冻离心机购自美国Thermo。
1.4 方法
1.4.1 建立高血压大鼠模型 使用标准饲料喂养大鼠1周,观察大鼠适应环境情况。实验大鼠随机分成9组,每组5只雌鼠和5只雄鼠。各组喂养方法如下:空白对照组:标准饲料+每天1次普通水灌胃;高血压模型组:高脂高糖饲料+交替饮用4%糖1%盐水与6%果糖水+每天1次普通水灌胃。不同给药组:(1)绞股蓝总皂苷对照组:高脂高糖饲料+交替饮用4%糖1%盐水与6%果糖水+绞股蓝总皂苷对照(360 mg/kg)。(2)绞股蓝总皂苷干预组(低、中、高剂量组):高脂高糖饲料+交替饮用4%糖1%盐水与6%果糖水+绞股蓝总皂苷(180、360、720 mg/kg)。(3)总提取物组:高脂高糖饲料+交替饮用4%糖1%盐水与6%果糖水+总提取物(360 mg/kg)。(4)乙酸乙酯提取物组:高脂高糖饲料+交替饮用4%糖1%盐水与6%果糖水+乙酸乙酯提取物(360 mg/kg)。(5)正丁醇提取物组:高脂高糖饲料+交替饮用4%糖1%盐水与6%果糖水+正丁醇提取物(360 mg/kg)。所有实验组大鼠每天灌胃1次,自由饮水和进食。按照上述方法连续喂养8周。
1.4.2 指标检测 在大鼠清醒状态下,使用无创尾动脉血压测量分析系统测定其尾动脉血压,每周1次。完成尾动脉血压测定后,用戊巴比妥(30 mg/kg)对绞股蓝总皂苷干预组 (180 mg/kg、360 mg/kg、720 mg/kg)大鼠进行腹腔注射麻醉, 迅速完成腹部主总动脉采血。采用分光光度法测定腹部主总动脉血液中的一氧化氮(NO), 再用放免法测定血浆的内皮素(ET)和血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)含量。
2.1 不同对照组对大鼠血压的影响 见表1。高血压模型组大鼠收缩压增高(34.9±9.8)%,舒张压增高(17.9±8.5)%,与空白对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。表明高脂高糖喂养诱导大鼠高血压。不同给药组与高血压模型组相比较,绞股蓝总皂苷对照组、乙酸乙酯提取物组、正丁醇提取物组、总提取物组收缩压分别降低(39.7±6.9)%、(23.7±5.6)%、(22.1±4.6)%、(11.5±10.1)%(P<0.05),舒张压分别降低(36.7±7.3)%、(24.6±2.8)%、(25.2±6.7)%、(12.1±11.9)%(P<0.05)。绞股蓝总皂苷对照组、乙酸乙酯提取物组、正丁醇提取物组大鼠与空白对照组大鼠比较,血压相差不大。
与高血压模型组比较,低、中、高剂量绞股蓝总皂苷干预组大鼠的血压均有显著性降低, 收缩压分别下降(27.7±6.1)%(n=10,P<0.05)、(39.7±6.9)% (n=10,P<0.01)和(37.2±8.1)% (n=10,P<0.01);舒张压分别下降(24.9±11.2)% (P<0.05)、(36.7±7.3)% (P<0.05)和(37.9±11.6)% (P<0.05)。同时,与空白对照组相比,低剂量绞股蓝总皂苷干预组大鼠的血压值近似正常,中剂量绞股蓝总皂苷干预组大鼠和高剂量绞股蓝总皂苷干预组大鼠的血压显著降低(P<0.01)。与空白对照组相比,中剂量绞股蓝总皂苷干预组差异无统计学意义(P>0.05), 这说明中等剂量绞股蓝总皂苷对大鼠血压影响不大。
表1 各组大鼠收缩血压值和舒张血压值
2.2 不同总皂苷干预组对大鼠血清中NO、ET、AngⅡ含量的影响 低、中、高剂量绞股蓝总皂苷能显著提高大鼠血清中NO含量、降低ET和AngⅡ含量 (P<0.05或P<0.01),结果见表2。与空白对照组比较发现,随着绞股蓝总皂苷剂量的增加,NO含量增加,ET和AngⅡ含量减少。
表2 绞股蓝总皂苷对大鼠血浆ET、AngⅡ及NO含量的影响
高血压受遗传和环境因素共同作用,但其发病机制目前科学界尚未能完全阐明。血管内皮细胞(VEC)作为血管壁的重要组成部分,可以分泌多种活性肽,在维持血管舒张和收缩平衡方面发挥着重要作用,其中NO和ET是调节血管平滑肌舒张和收缩的重要物质和关键活性物质,也是目前研究VEC作用机制最特异的因子之一[19]。在生理条件下,NO与ET处于动态平衡;但是在疾病状态下,VEC的结构和功能将会发生改变,从而失去了正常的内皮功能,造成“内皮功能障碍”。其主要特点是NO生物利用减少,ET合成增多。而内皮功能障碍的发生将容易使高血压的易感性增加。故而测定血清中NO、ET含量能够准确的反映出血管内皮功能状态和损伤程度[19]。在中医学上,高血压属“眩晕”“风眩”等范畴,为本虚标实之证,阴虚阳亢是其基本病机[20]。在治疗上宜养阴柔肝、化瘀通络。而绞股蓝具有补虚扶正、清热解毒、祛痰化瘀、平肝降压等疗效。早期的临床实验研究已经发现绞股蓝具有降血压的作用[21]。
本实验对高血压实验性大鼠用不同剂量的绞股蓝总皂苷及其提取物进行干预,进而研究绞股蓝总皂苷及其提取物在干预和治疗高血压方面的作用及其对正常血压的影响。为绞股蓝总皂苷及其不同提取物的临床合理应用提供一定的实验依据。结果表明,绞股蓝总皂苷,绞股蓝总提取物,乙酸乙酯提取物,正丁醇提取物对实验性大鼠的高血压均有一定降血压的作用。绞股蓝总皂苷的降压作用大于乙酸乙酯提取物,正丁醇提取物大于总提取物。绞股蓝总皂苷,乙酸乙酯提取物和正丁醇提取物可以降低至正常大鼠血压。说明绞股蓝乙酸乙酯提取物、正丁醇提取物及总皂苷可预防高糖高脂诱导的大鼠血压的增高,同时也具有较为安全的治疗高血压的疗效。本研究只讨论了不同剂量绞股蓝总皂苷及其不同提取物对实验性大鼠的高血压干预和治疗作用的研究,并未讨论绞股蓝的其他部分(如绞股蓝总皂苷中单一化学成分或者非皂苷化学成分)对实验性大鼠的高血压干预和治疗作用。主要是因为皂苷、多糖、黄酮类、氨基酸、蛋白质、无机物是绞股蓝的有效成分,其中皂苷是最主要的药效成分。绞股蓝总提取物,乙酸乙酯提取物,正丁醇提取物提取具有工艺简单、方便、高效、成本低的特点。有利于工业化生产、有利于绞股蓝的临床合理应用。后期课题组将进一步研究陕西平利绞股蓝总皂苷中的单一化学成分对实验性大鼠的高血压干预和治疗作用等。
已有的研究表明,抗胰岛素耐受、抑制AngⅡ生成[22]、抑制动脉粥样硬化斑块形成[23]是绞股蓝实现降压作用三种可能途径。ET是促进平滑肌的增殖[24]最强血管收缩因子,在高血压产生和发展过程中发挥作用。NO是血管内皮细胞中主要的舒血管物质,在血管内皮细胞结构与功能改变上发挥作用[25]。AngⅡ、NO和ET三者之间存在一定的相互作用:如ET可通过自身具有的血管紧张素转化酶活性来催化AngⅡ的合成,AngⅡ的变化又使内皮细胞ET基因表达增强。因此,ET和AngⅡ之间是相互促进的关系。NO的作用在于抑制ET生成和释放,抑制肾素的释放,进而抑制AngⅡ的生成[26-28]。随着绞股蓝总皂苷剂量的增加,NO含量增加,ET和AngⅡ含量减少。绞股蓝总皂苷,乙酸乙酯提取物和正丁醇提取物可能通过此途径达到降压功效。本研究结果表明,绞股蓝总皂苷及其乙酸乙酯、正丁醇提取物可预防高糖高脂诱导的大鼠血压的增高。
综上所述,本研究结果为探究绞股蓝干预和治疗高血压的作用及其机制奠定基础,丰富了中药成分绞股蓝皂苷在高血压相关疾病的研究,表明中药在临床中发挥的重要作用,同时也为中药在高血压的治疗及预防提供了更多的实践基础和一定的参考价值。
利益相关声明:本文全体作者声明没有利益冲突。
作者贡献说明:马泽刚和辛超负责方案设计,吴秀丽和马泽刚完成实验操作,徐静收集并整理数据,伍勇和马泽刚作数据分析,马泽刚和辛超共同完成了论文写作,所有作者阅读审核了论文并同意投稿。