畜禽大肠湿热证是兽医临床常见多发病证,主要以腹痛,腹泻,粪便黏腻色黄秽臭,体温升高,口渴喜饮,脉滑数为主要症状[1],大肠湿热证与普通腹泻不能固摄所表现的大便滑脱失禁有区别,其主要因湿热内犯大肠、湿性黏腻表现为下痢黏腻主要特点[2]。常见于现代医学的急性胃肠炎、细菌性痢疾等疾病[3]。随着集约化养殖和畜禽流动性的增加,猪、牛和鸡等畜禽中与大肠湿热证相关的疾病呈明显上升趋势[4],给养殖业造成了巨大的经济损失。目前,对腹泻性疾病的预防和治疗大多采用抗生素等西药,较少从中兽医的角度进行辩证施治。而抗生素等西药治疗对畜禽湿热泄泻类疾病治疗效果不佳,且长期使用容易产生耐药性及药物残留,对人类健康构成潜在威胁[5]。
兽医临床实践及相关研究报道,传统中(兽)药郁金散对大肠湿热证有较好的治疗效果[2, 6]。郁金散方出《元亨疗马集》,由郁金、诃子、黄芩、大黄、黄连、栀子、白芍、黄柏8味中药组成,是兽医临床中治疗大肠湿热证的经典方剂之一,具有清热解毒,涩肠止泻的功能,但其现代药理学作用机制还不够明确。
大肠湿热证以胃肠等消化系统为主要病变中心[7],消化道的运动主要受胃肠神经系统的调节,而胃肠激素是胃肠运动调节机制中的重要因素[8],是由消化道的内分泌(APUD)细胞分泌的主要以胃肠系统为效应器的一类激素的总称。其主要作用是广泛参与调节消化道分泌、吸收、运动及其他激素的分泌,并具有营养和细胞保护作用[9]。现代研究证明,湿热证患者存在胃肠激素异常现象[10]。笔者通过“高糖高脂,饥饱失常饮食+湿热环境+饮酒+大肠杆菌”的方法建立大肠湿热证大鼠模型,检测各组大鼠的血清和回肠、结肠组织中胃肠激素水平的变化,来从郁金散对大肠湿热证动物模型机体胃肠激素的调控方面探讨其治疗作用机制,为开发治疗大肠湿热证药物提供依据。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 实验动物清洁级Wistar大鼠60只[SCXK(甘)2013-0002],体重180~220 g雌雄各半,由兰州大学医学院实验动物中心提供。
1.1.2 药物郁金散:白芍、诃子各15 g,郁金、黄芩、黄连、栀子、黄柏各30 g,大黄60 g。以上中药均购自甘肃西域阳光大药房,经甘肃农业大学中兽医学教研室鉴定。
1.1.3 菌种及试剂产毒性大肠杆菌0101,由中国兽医药品监察所提供;胰蛋白胨,批号20140608,北京奥博星生物技术有限责任公司产品;牛肉膏,批号20131018,北京奥博星生物技术有限责任公司产品;营养琼脂,批号20140807,青岛高科园海博生物技术有限公司产品;胃动素(MTL)、胃泌素(GAS)、P物质(SP)、血管活性肠肽(VIP)、生长抑素(SS)ELISA试剂盒,购于北京奇松生物技术有限公司。
1.1.4 实验仪器大鼠代谢笼,南京便诊生物科技有限公司;DZ5-WS多管架自动平衡离心机,长沙湘仪离心机仪器有限公司;DM型内热式玻璃纤维电热套,山东省鄄城永兴仪器厂;动物肛温计(Vet Thermometer),深圳亿思达科技集团有限公司;iMark型酶标仪,美国BIO-RAD公司;HH-S恒温水浴锅,金坛市恒丰仪器厂;YP2002N型电子天平,上海精密科学仪器有限责任公司;旋转蒸发仪RE-6000,上海亚荣生化仪器厂;紫外分光光度计,北京普析通用仪器有限公司;LRH-70生化培养箱,上海一恒科学仪器有限公司;SW-CJ-2G超净台,苏州净化工作台设备有限公司。
1.2 方法 1.2.1 药物制备先将全部药物放入10倍水中浸泡30 min,以武火煮沸,以文火煎煮30 min,纱布过滤;药渣再加入6倍水,煎煮30 min;合并两次滤液,布氏漏斗抽滤,根据《中兽医学》[11]和《2010版兽药典》[12]计算大鼠给药剂量,以10 μL·g-1大鼠的灌胃量计算药物浓缩的浓度,水浴浓缩至浓度2倍临床等效剂量(1.04 g·mL-1,即高剂量),置4 ℃冰箱保存备用。中剂量和低剂量临用前用蒸馏水稀释至所需浓度,即临床等效量(0.52 g·mL-1)和1/2临床等效剂量(0.26 g·mL-1)。
1.2.2 大肠杆菌菌悬液的制备首先将大肠杆菌冻干粉活化,菌种保存在-80 ℃冰箱里,攻毒前室温下解冻,接种至肉汤培养基中,37 ℃下振荡培养至所需浓度,置4 ℃下保存备用。
1.2.3 动物分组及造模大鼠适应性喂养7 d后,将60只Wistar大鼠随机分为6组:正常对照组、模型组、自愈组、郁金散高剂量组、郁金散中剂量组、郁金散低剂量组,每组10只。正常对照组:普通饲料饲养,自然环境(温度21~25 ℃,相对湿度45%~65%)。在相关学者[13-17]建立大肠湿热证、湿热泄泻、脾胃湿热等动物模型的基础上,进行综合和调整采用如下方法进行大肠湿热证模型复制:300 g·L-1蜂蜜水自由饮水,单日禁食,双日喂以充足普通饲料并灌服猪油20 μL·g-1,持续10 d;然后每天灌白酒(北京红星二锅头,56°)10 μL·g-1后,将大鼠置于高温仓中(温度33 ℃±2 ℃,相对湿度85%~95%),每日持续8 h,共5 d;再以产毒性大肠杆菌菌液(1.69×109 CFU·mL-1)腹腔注射(1 μL·g-1),24 h后再注射1次(0.5 μL·g-1),自然环境下再饲养1 d;郁金散各剂量治疗组、自愈组按上述方法造模;正常对照组灌胃、腹腔注射等量生理盐水。郁金散各剂量治疗组:按上述方法造模后,郁金散高、中、低剂量组分别以10.4、5.2、2.6 g·kg-1灌胃,每隔24 h灌胃一次,连续灌胃方药5 d,正常对照组和自愈组灌胃等量的生理盐水,第6天处死大鼠取样。模型组在造模结束后1 d处死大鼠取样。
1.2.4 症状体征的观察造模过程中,每天上午观察大鼠的精神状态,活动情况,被毛、饮食欲,口鼻、舌苔颜色,排便次数,尿液等,并记录体重。造模前、造模后及治疗后用数字体温计测定大鼠的体温,以体温计缓慢插入肛门内2 cm为准。
1.2.5 标本采集动物处死前禁食12 h,腹腔注射1%的戊巴比妥钠麻醉大鼠(30 mg·kg-1),开腹,用采血针从腹主动脉取2 mL动脉血,收集入真空采血管,静置2~3 h,室温下3 000 r·min-1离心10 min,取上清,-20 ℃冰箱保存。吸取血迹,取距离回盲瓣1.5 cm的回肠、结肠各约1 cm,准确称取0.5 g左右,按1:5的比例尽快加入生理盐水于匀浆器中碾磨制成匀浆,4 ℃ 3 000 r·min-1离心15 min取上清,-20 ℃保存待测。
1.2.6 指标检测按照试剂盒说明书用酶联免疫(ELISA)法检测血清与回、结肠组织匀浆液上清液的MTL、GAS、SP、SS、VIP指标。
1.3 统计学处理数据以平均数±标准差(x±s)表示,采用SPSS 23.0统计软件进行单因素方差分析(ANOV)各组数据间的差异显著性,P<0.05被认为有统计学意义。
2 结果 2.1 主要症状体征变化正常对照组:大鼠活跃,被毛光泽,食欲好,大小便正常。造模各组随着造模时间的推移,被毛逐渐变得泛黄粗乱,高温高湿阶段,体温有一定程度的升高,在37.62~38.04 ℃范围内,移出高温仓后略低于正常体温,为36.01~36.50 ℃。高温高湿阶段之后,在攻毒大肠杆菌4 h后,精神沉郁、嗜卧、羞明、蜷缩,眼睑红肿分泌物增多,饮食欲减退,4~6 h出现腹泻症状,体温升高,肛温达到峰值39.51 ℃,肛周红肿,出现不同程度的便溏或黏液便、色黄而臭,肛周及尾根污秽(图 1)。各剂量郁金散治疗组,给药24 h后大鼠精神状态有所好转,饮食量、活动量逐渐增加,体温也逐渐下降,肛温在38 ℃左右波动,高剂量组2 d后、中低剂量组3 d后症状明显减轻,体温恢复到正常水平,被毛渐有光泽,腹泻症状减轻,5 d后症状基本恢复正常。结果表明,大肠湿热证大鼠模型复制成功,郁金散使模型大鼠的症状体征得到恢复。表 1为大鼠生物学表征评分观察表。各组大鼠的评分:模型组>自愈组>低剂量组>中剂量组>高剂量组>正常对照组。
各组大鼠体重变化情况如图 2,各组大鼠体重在造模前差异不显著,造模过程中,空白对照组大鼠体重逐渐增长,而其他各组在造模前11天体重增长缓慢呈波浪形变化,饲喂充足饲料并灌油当天体重上升,禁食的当天体重下降,但总趋势是上升的。第11—15天,高温高湿体重逐渐下降;第16—17天攻毒阶段体重下降更加剧烈;第18天有缓慢上升趋势,第19—23天,治疗期间郁金散各剂量治疗组和自愈组大鼠的体重逐渐上升,其中高剂量组上升最明显。
如图 3所示,与正常组相比,模型组中MTL、GAS和SP含量极显著升高(P<0.01),VIP含量有升高趋势(P>0.05),SS含量极显著降低(P<0.01);自愈组中SP含量极显著升高(P<0.01),MTL和GAS含量显著升高(P<0.05),SS含量极显著降低(P<0.01)。郁金散各剂量治疗组与自愈组相比,高剂量组中MTL、GAS及SP含量均显著降低(P<0.05),VIP含量有降低趋势(P>0.05),SS含量显著升高(P<0.05);中、低剂量组中MTL、GAS、VIP和SP含量均有降低趋势(P>0.05),SS含量有升高趋势(P>0.05)。结果表明:大肠湿热证模型大鼠血清中几个胃肠激素水平发生异常,各剂量郁金散均能回调模型大鼠血清中的MTL、GAS、SP、SS和VIP含量,且高剂量组效果最好,即郁金散高剂量对大肠湿热证模型的治疗效果最显著。
如图 4所示,与正常组相比,模型组和自愈组中MTL、GAS和SP含量极显著升高(P<0.01),VIP含量有升高趋势(P>0.05),SS含量极显著降低(P<0.01)。郁金散各剂量治疗组与自愈组相比,高剂量组中MTL和GAS含量均极显著降低(P<0.01),SP含量显著降低(P<0.05),VIP含量有降低趋势(P>0.05),SS含量极显著升高(P<0.01);中剂量组中MTL和GAS含量均显著降低(P<0.05),SP和VIP含量有降低趋势(P>0.05),SS含量显著升高(P<0.05);低剂量组中MTL、GAS、VIP和SP含量均有降低趋势(P>0.05),SS含量有升高趋势(P>0.05)。结果表明:大肠湿热证模型大鼠回肠组织中胃肠激素水平发生异常,各剂量郁金散均能回调模型大鼠回肠组织中的MTL、GAS、SP、SS和VIP含量,且高剂量组效果最好,即郁金散高剂量对大肠湿热证模型的治疗效果最显著。
如图 5所示,与正常组相比,模型组和自愈组中MTL、GAS和SP含量极显著升高(P<0.01),VIP含量有升高趋势(P>0.05),SS含量极显著降低(P<0.01)。郁金散各剂量治疗组与自愈组相比,高剂量组中SP含量极显著降低(P<0.01),MTL和GAS含量显著降低(P<0.05),VIP含量有降低趋势(P>0.05),SS含量极显著升高(P<0.01);中剂量组中SP含量显著降低(P<0.05),MTL、GAS和VIP含量有降低趋势(P>0.05),SS含量显著升高(P<0.05);低剂量组中MTL、GAS、VIP和SP含量均有降低趋势(P>0.05),SS含量有升高趋势(P>0.05)。结果表明:大肠湿热证模型大鼠结肠组织中胃肠激素水平发生异常,各剂量郁金散均能回调模型大鼠结肠组织中的MTL、GAS、SP、SS和VIP含量,且高剂量组效果最好,即郁金散高剂量对大肠湿热证模型的治疗效果最佳。
大肠湿热证是指由于湿热侵犯肠道,体温升高,传导失职,临床表现为以泄泻下痢为主要症状[8]。预试验结果表明:仅有“高糖高脂+高温高湿”这些条件不能形成大肠湿热主证,在实验大鼠身上只出现精神萎靡、食欲减退,嗜卧懒动、粪便黏而不稀等一般相应症状,在此基础上感染生物因子才能形成典型的大肠湿热症候,进一步说明“生物因子”在大肠湿热证发病中的重要性。因此,本试验采用“高糖高脂、饥饱失常饮食+高温高湿+饮酒+大肠杆菌”的复合因素建立大肠湿热证大鼠模型。饮蜂蜜水、禁食与饲喂充足饲料并灌胃猪油隔日交替进行的方法来模拟过食肥甘厚味、饥饱失常损伤脾胃造成内湿;设计高温高湿环境来模拟外在湿热环境,外湿引动内湿;湿邪日久多化热;设计灌酒的方法,因酒既能助湿又能助热;大肠杆菌为生物致病因子,诱导腹泻。本试验中,大肠湿热证模型大鼠出现精神不振,食欲减退,体重下降,被毛泛黄,身体蜷缩,肛周红肿松弛,大便稀溏、黏液便,色黄而臭,肛周及尾部粘污秽,肛温升高等主要临床症状与体征,这与大肠湿热证的诊断标准相吻合[18-19],经郁金散治疗后,症状、体征得到明显改善,从药物反证的角度也说明模型复制成功。所以,本试验中大肠湿热证大鼠模型造模成功。
胃肠激素对胃肠运动的调控作用主要通过两个途径:(1) 通过血循环以内分泌形式作用于胃肠平滑肌细胞相应的受体;(2) 经胃肠肽能神经释放递质对胃肠运动起调控作用[10]。因此,本试验中同时测定了血清和肠组织中的胃肠激素浓度。本试验结果表明,大肠湿热模型组和自愈组中血清、回肠及结肠组织中MTL、GAS、SP、VIP的含量均升高,SS的含量均降低。邱泽安等[20]研究表明,脾胃湿热证患者血浆MTL、GAS、VIP的含量升高,SS的含量降低;沈静[21]研究表明,溃疡性结肠炎模型大鼠SP的含量显著升高,P. M. Hellström等[22]给猫静脉注射SP可增加结肠肌张力,且对远端结肠作用更强,这些结果都与本试验研究结果相符。其中MTL能刺激胃小体运动,主要生理功能为刺激胃和肠的运动,对消化道运动的调节有重要作用[23];模型动物的食欲减退,大便溏泻等症状可能与MTL的含量改变有关,MTL含量增高,可使胃体和胃肠节律性收缩增强,促使胃肠蠕动增强,促进其排空。且大肠杆菌可引发胃肠黏膜的炎性病变,胃肠黏膜凋亡细胞在炎症病理变化中明显增多,导致GAS分泌增多,血清中GAS水平上升,导致胃酸分泌增多,再加上高温高湿性黏腻,就会出现大便黏滞等消化道症状,与GAS刺激胃酸、胃蛋白酶分泌,增强胃肠肌收缩运动以及促进黏膜生长的作用[20]相一致。SP可直接引起胃和幽门平滑肌、小肠、大肠的纵形和环形肌的收缩,近年研究表明,SP可能是通过参与消化间期移行性复合运动来调节胃肠蠕动的[24];本试验结果也表明SP含量增高,说明SP与MTL共同发挥对胃肠道运动的刺激作用增强,SP分泌增多使肠平滑肌兴奋性增高,收缩增强,导致肠管蠕动加快,最终造成腹痛腹泻。SS主要对胃肠道的运动、吸收及胃酸、胃蛋白酶的分泌等功能具有普遍抑制作用[25],故对胃肠黏膜的损伤具有保护作用[26];SS含量降低,说明SS对消化系统的抑制作用减弱,其对胃酸、胃蛋白酶等的分泌抑制作用解除,胃肠的蠕动可能加强,与MTL和GAS的含量增高相一致。VIP主要由肠道神经元释放,在消化道的运动方面,VIP作为抑制胃肠运动的主要神经递质之一,具有松弛胃肠平滑肌作用[27];大肠湿热证模型组与自愈组中VIP的含量没有显著变化,说明VIP对消化道平滑肌松弛效果不明显,这与MTL、GAS、SP分泌增多,SS分泌减少,使得胃肠蠕动增强是一致的。因此,从现代胃肠病学角度看,大肠湿热证主要表现为胃肠运动增强而出现的一系列综合征。
经郁金散治疗后,血清及回肠、结肠中MTL、GAS、SP、VIP及SS的含量不同程度趋于正常,且高剂量组效果最好。说明郁金散能够调节大肠湿热证大鼠体内胃肠激素的紊乱。郁金散或其加减方在临床上主要用于治疗胃肠湿热积滞引起的胃肠炎、痢疾等[12]。其方出《元亨疗马集》,由郁金、诃子、黄芩、大黄、黄连、栀子、白芍、黄柏八味药组成,具有清热解毒,涩肠止泻的功能[12];现代药理学研究表明:方中大黄可降低大鼠血清MTL和GAS的水平[28]。栀子、黄连能降低血中MTL的水平[29],且栀子对胃酸分泌和胃蛋白酶活性均有明显的抑制作用,并使胃张力减小[30],由此可知,栀子可降低已升高的GAS含量;黄芩煎剂对肠的运动有抑制作用[31]。且黄芩、黄柏可降低血中GAS的水平[29]。有研究证实,诃子水煎液对家兔离体回肠的自发活动也有抑制作用,使肠管紧张度下降[32],故诃子是通过降低促使胃肠运动或升高抑制胃肠运动的一些胃肠激素来抑制肠运动的,所以有很好的止泻作用。因此综合起效,郁金散能够回调大肠湿热证模型大鼠体内异常的胃肠激素水平。为进一步研究郁金散治疗大肠湿热证的实质奠定了基础。
4 结论大肠湿热证大鼠存在胃肠激素的紊乱,表现为MTL、GAS、SP和VIP含量升高,而SS含量降低。传统中药方剂郁金散能改善大肠湿热证模型大鼠胃肠激素的紊乱,显著降低血清、回肠及结肠组织中升高的MTL、GAS、SP的含量,明显升高SS的含量,且高剂量的治疗效果最好;从而推断郁金散治疗大肠湿热证的作用机制之一可能是降低胃肠激素MTL、GAS和SP的含量,以及提高SS的含量,发挥对胃肠道运动功能调节作用和胃肠黏膜的保护作用。
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