背景:顱腦外傷(TBI)是世界范圍內威脅生命的疾病。大多數中國人由于運動受傷,辦公室或家中意外摔倒以及摩托車受傷而患有TBI。由于社會對疾病的了解不多,因此TBI被稱為“沉默流行病"。 TBI后繼發性腦損傷引起病理,生理和生物學反應,導致腦功能障礙。生物和化學過程通常觸發連鎖反應,可導致炎癥細胞,能量缺乏,興奮性毒性,細胞凋亡和氧化應激。氧化應激在上述過程中起重要作用。氧化會增強炎癥和其他反應,因此促進炎癥和其他反應會加劇氧化應激并形成惡性循環。氧化應激在TBI后一小時發生,并立即成為病理反應。因此,抗氧化劑策略是治療急性TBI的關鍵。由于神經膜的簡單過氧化作用,大腦容易受到氧化損傷。它們富含脂肪酸,容易被氧化,大腦組織需要大量的氧氣。它占總耗氧量的20%。大腦富含脂質,使其更容易受到自由基的破壞。活性氧(ROS),例如超氧陰離子,羥基自由基和過氧化氫(H2O2),被認為是參與細胞生長和分化信號傳遞的第二信使。如果ROS的產生和去除不平衡,則會釋放生物系統中的氧化應激。過量的ROS產生是在TBI發展中引起氧化應激的重要因素。細胞在有氧環境中產生過氧化氫,超氧陰離子,羥基自由基和其他活性氧。這些自由基可以與生物分子相互作用,例如DNA,碳水化合物,蛋白質,脂質,并破壞各種細胞成分。大腦富含抗氧化酶,例如過氧化氫酶(CAT),超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH),可防止氧化損傷。同時,丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(GSSG)在腦組織中引起氧化應激。在氧化條件下,兩個GSH分子提供電子并將其轉換為GSSG。 GSH/GSSG摩爾比是很強的氧化應激和疾病風險指數。不幸的是,TBI的治療效果遠不能令人滿意,因為其病因是由高度復雜和相互作用的機制觸發的。西藥的抗氧化策略失敗了。科學家已經開始從中草藥中尋找具有潛在創新性的植物成分,以進行抗氧化劑治療。近年來,大黃有效地預防了由嚴重腦損傷引起的腦功能障礙。大黃具有抑制大鼠腦組織脂質過氧化的作用。大黃可以顯著減少DNA段化,這在乳酸脫氫酶釋放和細胞凋亡中起關鍵作用。近年來,大黃已被用于治療腦部創傷并取得了令人滿意的結果。大黃作為大黃中重要的活性成分,具有豐富的有效氧化特性。但是,TBI治療的機制仍不清楚。因此,本研究旨在確定大黃酸的抗氧化作用,并進一步確定大黃酸是否可以用作大黃的靶向治療材料來治療TBI。
方法:動物和外科手術:在標準溫度22±2℃,12-12明暗循環,相對濕度50±10%的標準條件下飼養200-300g雄性SD大鼠。試驗前12小時不給大鼠喂食,但給它們充足的水。將108只SD大鼠隨機分為6組,每組分別在3個時間點(8、16和24小時)進行功效測試:(1)對照組:TBI后對大鼠進行灌胃通過氯化鈉(n = 6)給予等量的生理鹽水(0.9%);(2)假手術組:大鼠進行了相同的手術,只是大腦皮層完整( = 6);(3)12g/kg大黃治療組:同一創傷大鼠口服大黃(n = 6);(4)6g/kg大黃組:同一創傷大鼠后口服大黃。 (N = 6);(5)3g/kg大黃組:在相同的外傷大黃組之后對大鼠口服大黃(n = 6);(6)12mg/kg的雨水組:在對大鼠相同的外傷后口服(n = 6)。皮層電刺激(CCI)用于建立大鼠顱腦損傷模型。用麻醉雄性SD大鼠,并用3D火焰氣錘操作。此后,在顱骨右側的中央空間側進行手術,用手上的環戊烷打開前reg和λ之間的中心,僅損傷實驗大鼠的腦表面的一側。損壞指數的碰撞深度為5毫米,持續500毫秒,每秒6米。我們還對對照大鼠進行了開顱手術,但并未損害大鼠大腦。然后縫合傷口,將大鼠蘇醒并放置在加熱墊上30-60分鐘以維持正常的體溫。每天觀察受傷的小鼠至少4個小時。
UPLC-MS/MS檢測CCI大鼠腦組織中的大黃酸:向CCI大鼠口服大黃以測量腦組織中吸收的化合物,并通過UPLC-MS/MS測定離子峰和保留時間我測量了將大黃(3 g/kg,6 g/kg,12 g/kg)和大黃酸(12 mg/kg)灌胃給予CCI大鼠。胃內給藥后,在第8、16和24小時處死每組大鼠。將大鼠麻醉并以400 mg/kg的劑量腹膜內注射10%水合氯醛。 30分鐘后,處死動物,收集腦樣本,用足夠的冰冷的DD水洗滌腦組織樣本,然后加入4 ml冰甲醇進行勻漿。在4°C下以3000pm離心勻漿10分鐘。離心后,將混合物蒸發至干,并在37℃下用氮氣回收上清液。提取液用200μL20%甲醇溶解,溶液在4°C下以15000pm離心15分鐘。離心后,用0.22μm尼龍過濾器過濾上層。將5μL注入UPLC-MS/MS系統并進行分析。
估計氧化和抗氧化狀態:用考馬斯亮藍法測量超氧化物歧化酶活性:使用試劑盒測量總SOD活性。在450nm的波長下測量液體的吸光度。活性通過蛋白質的量校正,并表示為控制時間。讀取450m處的吸光度,并使用以下公式計算SOD活性:[(對照值的空白值)-(樣品的空白值)] /(對照值的空白值)x 2 x(總體積/體積)/蛋白質濃度。使用mg/mg蛋白表達SOD活性。
過氧化氫酶活性的測量:根據測試試劑盒的說明書測量CAT的活性。在450m波長下測量測試溶液的吸光度。使用摩爾Mmol過氧化氫消耗/分鐘/ mg來表達酶活性。
MDA含量測定:使用試劑盒測定MDA。要確定MDA含量,請使用(TBA)方法。谷胱甘肽活性和氧化型谷胱甘肽水平的測量:活性谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽均根據GSH/GSSG檢測試劑盒進行操作。 10分鐘后,在分光光度計上記錄405m的吸光度并計算GSH/GSSG比。總GSH含量表示為μmol/ mg蛋白質。結果:抗氧化測試作用Rhubarb和Lein顯著增加了CCI大鼠腦組織中的SOD水平:與假手術組相比,CCI大鼠的SOD活性明顯降低。與對照組相比,在不同時間點(16小時和24小時),大黃(12 g/kg)和大黃酸(12 mg/kg)顯著增加了SOD水平。與對照組相比,在大黃(6 g/kg)的不同時間點(16 h和24 h),SOD水平顯著增加。與車輛組相比,雨水(12 mg/kg)在8小時內增加了SOD含量。大黃(3g/kg和6g/kg)在8小時時與載劑組相比沒有統計學意義。hubarb和Rein顯著增加CCI大鼠腦組織中的CAT水平:與假手術組相比,CCI大鼠中CAT活性顯著降低。結果表明,大劑量大黃(12g/kg)和16h大黃酸(12mg/kg)分別在8h和16h后顯著增加了CAT活性。與媒介物組相比,該線(12 mg/kg)在不同時間點(8小時和24小時)增加了CAT水平。在不同時間點(8、16、24小時),大黃(3 g/kg)與對照組相比沒有統計學意義。大黃和大黃酸可以顯著降低CCI大鼠腦組織的MDA含量:與假手術組相比,CCI大鼠的腦MDA含量顯著增加。高劑量大黃(12g/kg)和大黃酸(12mg/kg)16和24小時后,MDA活性顯著降低。與治療組相比,大黃(6g/kg)和大黃酸(12mg/kg)可以在16小時和24小時時顯著降低MDA含量(12mg/kg)。大黃(3g/kg,6g/kg)在8小時內與賦形劑組相比沒有統計學意義。最大的變化發生在24小時內。hubarb和Rein顯著增加CCI大鼠腦組織中的GSH含量和GSH/GSSG比。腦損傷可降低CCI大鼠的GSH含量和GSH/GSSG比,并增加GSSG。結論:線是大黃灌胃后CCI大鼠大腦中的活性成分。該產品線與大黃在創傷性腦損傷治療中的抗氧化能力相似(通過增加SOD,CAT活性,GSH水平和GSH/GSSG比,以及降低MDA和GSSG)。
結果表明,大黃和大黃酸可以作為神經保護劑治療TBI。