壳聚糖灌肠对小鼠急性溃疡性结肠炎的治疗效果观察

张璠

(天津医科大学肿瘤医院,国家恶性肿瘤临床医学研究中心,天津市恶性肿瘤临床医学研究中心,天津市肿瘤防治重点实验室,天津 300060)

急性溃疡性结肠炎是常见的消化系统疾病之一,该病具有一定的特殊性和非特异性,患者伴有明显的腹痛、腹泻等临床症状。临床上对于急性溃疡性结肠炎的相关治疗研究依然在继续,且有许多正处于探索中的药物。壳聚糖是其中比较有代表性的一种,它具有良好的生物相容性和生物降解性,并且在硫化后转化为类肝素物质,起到抗凝血作用,研究发现高黏度的壳聚糖溶液具有更好的凝血作用[1]。壳聚糖也有较强的抗菌作用,其对革兰氏阳性细菌的作用优于革兰氏阴性细菌。对于化脓性炎症,壳聚糖相比传统的局部抗生素有更理想的效果[2,3],在医学领域具有良好的应用潜力。此次研究以小鼠结肠炎模型为例对壳聚糖的治疗作用进行探究。

1 材料与方法

1.1 材料

使用无菌的蒸馏水将水溶性壳聚糖(购自浙江金壳药业股份有限公司)配置为低(15 mg/mL)、中(30 mg/mL)、高(60 mg/mL)3种浓度的混悬液。

50只SPF级C57BL/6J小鼠〔购买自斯贝福(北京)生物技术有限公司〕,实验小鼠购买后1周适应光照周期。光照周期为12 h光12 h暗,室温在23±3 ℃,室内相对湿度为40%～70%。自由饮水、摄食饲养。

1.2 疾病模型建立及给药

在适应期,给予小鼠自由进食和饮水,实验开始则将除正常对照组(10只)以外的40只小鼠饮用水换成5%的葡聚糖硫酸钠(DSS)溶液。每只小鼠日饮水量按6 mL计算,次日再补充足量DSS溶液,DSS溶液共给予8 d。初次给予DSS 24 h后,发现小鼠出现软便、腹泻或血便现象,即对小鼠进行灌肠给药。

正常对照组以及模型对照组小鼠每天给予0.1 mL双蒸水,高、中、低治疗组小鼠每日给予每千克体重80 mg、40 mg、20 mg剂量的药物灌肠治疗。每天观察小鼠的生活状态、粪便性状、腹泻及血便情况,并称量体重。给药7 d后颈椎脱臼法处死全部小鼠,并收集所有小鼠血液与结肠组织进行过氧化物酶(MPO,myeloperoxidase)、超氧化物歧化酶(SOD,superoxide dismutase)、脂质过氧化物(MDA,malondialdehyde)、白细胞介素-6(IL-6,Interleukin 6)、氮氧化物(NO,nitric oxide)、总一氧化氮合成酶(TNOS,Totalnitric oxide synthase)、肿瘤坏死因子 (TNF-α)指标分析。

1.3 观察指标

分析、比较不同组别小鼠的排便次数、稀便率、粪便含水量,同时检测不同剂量壳聚糖对小鼠内相关炎性因子的影响。

1.4 统计学处理

选用SPSS 23.0作为主要处理工具,并通过均数±标准差进行计量组间数据分析,以P<0.05表示差异间存在统计学意义。

2 结果

2.1 小鼠排便情况分析

从研究比较来看,模型组小鼠排便次数、稀便率、粪便含水量高于正常对照组(P<0.05),应用壳聚糖的小鼠随着剂量的增加,其排便次数、稀便率等指标有明显下降趋势(P<0.05)。见表1。

表1 不同组别小鼠的排便情况比较

2.2 组织中MPO、SOD、MDA、IL-6含量分析

壳聚糖治疗后的3组小鼠组织中MPO、SOD、MDA、IL-6含量相对于模型组均有改变,MPO活性、MDA含量明显下降,SOD指标则明显升高,而且IL-6在高剂量、中剂量组有所下降,但低剂量组小鼠的IL-6则与模型组无显著差异(P>0.05)。见表2。

表2 不同组别小鼠MPO、SOD、MDA、IL-6含量比较

2.3 NO含量、TNOS、TNF-α分析

壳聚糖治疗的3组小鼠的NO含量均有下降,且剂量越大下降越明显,TNOS和TNF-α均是如此(P<0.05)。见表3。

表3 不同组别小鼠NO含量、TNOS、TNF-α比较

3 讨论

壳聚糖是海洋或陆地甲壳动物甲壳中最常见的成分,目前,在医疗领域具有良好的应用潜力,但因分子量大、溶解性差、黏度高限制了其在各个领域的应用[4,5]。一般研究认为壳聚糖可通过血液吸收和肠道吸收两种生物活性途径发挥作用[6]。壳聚糖也可通过被动扩散或相关载体转运,壳聚糖进入肠道后,可直接抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌,增加益生菌,如双歧杆菌等,有调节肠道菌群平衡的作用[7],其也可以被微生物利用,从而对机体产生影响。相关研究表明,壳聚糖可以被应用于急性溃疡性结肠炎的治疗,因其具有较强的抗炎、抑制胃肠平滑肌痉挛等效果[8]。

此次研究中所选研究对象均为小鼠,通过DSS引发急性溃疡性结肠炎,并且在小鼠胃肠黏膜受到破坏后,DSS可以引发类似于急性溃疡性结肠炎的炎症反应和免疫反应[9,10],并会伴有明显的腹泻、食欲不振等症状。表1的分析表明,对小鼠使用壳聚糖后,大便松软、排便次数等临床症状得到了明显改善,且壳聚糖用量越大,改善效果越好。

本研究中小鼠在出现急性溃疡性结肠炎后,机体内的自由基含量较高,NO在这一过程中扮演着重要角色。与此同时,其MDA活性、SOD活性均会随之受到影响,在给予治疗的过程中,要将重点放在自由基的清除上,如表2、表3可见,通过壳聚糖的应用,3组小鼠机体内的NO含量、MDA含量、SOD活性等指标均有明显改变,表明急性溃疡性结肠炎在壳聚糖治疗后有所缓解,并且在急性溃疡性结肠炎影响下,小鼠机体内有明显的炎症反应,IL-6、TNF-α等炎性因子含量增多。通过壳聚糖治疗后,试验组小鼠其炎性因子含量明显下降,表明该药物具有一定的抗炎作用。