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当今社会快节奏生活方式下,生理性疲劳和病理性疲劳对人类工作效率及生活质量的影响日益突出,尤其对飞行员、航天员、驾驶员等特殊职业人群,因长期受睡眠剥夺困扰易导致疲劳影响身心健康,甚至带来安全隐患。此外,包括抑郁症、精神分裂症、帕金森综合症、肌纤维痛、肌萎缩性侧束硬化症、自身免疫疾病、感染性疾病、代谢性疾病、癌症在内的多种疾病可伴发严重疲劳症状,疲劳已经成为严重危害人类健康的公共卫生问题。目前生理性疲劳治疗主要以特种营养补充、睡眠调整和运动疗法等为主,病理性疲劳(如慢性疲劳综合征)主要以适度运动和认知心理疗法为主,辅以营养补充和对症药物治疗。抑郁症属于情感性精神障碍的最主要类型,具有高患病率和自杀率特点,对社会造成严重经济负担。从2005年到2015年,抑郁症患者的总数增加了 18.4%;2015年,世界卫生组织将抑郁症列为全球残疾的最大单一因素。中医药对疲劳和抑郁症的认识具有极其悠久的历史,结合传统中医理论和现代药理学研究,研发安全有效的抗疲劳、抗抑郁现代中药具有重要意义。目的筛选安全有效的抗疲劳活性药物,分别在运动性疲劳和慢性疲劳综合征动物模型对其进行抗疲劳药效评价及初步机制研究;此外,鉴于桑叶总黄酮具有潜在多重药理活性,以及抑郁和疲劳具有高共病率,对其开展抗抑郁作用评价。方法实验研究一:抗疲劳活性药物筛选。选用BALB/c小鼠按体重随机分为溶剂对照组、阳性药组和不同浓度的受试药组:桑叶提取物(Mulberry leaves extract,MLE)、桑叶总黄酮(Total flavonoids in mulberry leaves,TFML)、竹叶总黄酮(Total flavonoids in bamboo leaves,TFBL)、茶多酚(Tea polyphenols,TP)、茶氨酸(Theanine,TA)分别于连续灌胃给药7 d、14 d后进行负重游泳实验,检测各组小鼠的力竭潜伏期;选用C57BL/6J小鼠,按体重随机分为正常对照组、溶剂对照组、阳性药组和各给药组(T FML、TFBL、TA),分别于单次给药和连续给药14 d后进行跑台实验,检测各组小鼠的运动距离;选用C57BL/6J小鼠,按体重随机分为正常对照组、溶剂对照组、脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)疲劳模型组、阳性药组、TFML组、TFBL组,除阳性药西洋参连续灌胃给药14 d外,其余各药于腹腔注射LPS 24 h后单次灌胃给予,于1 h后进行跑台实验和抓力实验检测各组小鼠运动距离和肌肉力量。实验研究二:桑叶总黄酮抗疲劳作用及机制研究。构建LPS和利血平疲劳动物模型;选用BALB/c小鼠按体重随机分为溶剂对照组、LPS疲劳模型组、阳性药组、TFML组,连续灌胃给药14 d后进行负重游泳实验、抓力实验、强迫游泳实验、眯眼行为评分测试;选用ICR小鼠按体重随机分为溶剂对照组、利血平疲劳模型组、阳性药组、TFML组,连续灌胃给药14 d后进行负重游泳实验、抓力实验、Y迷宫实验、强迫游泳实验以及Von Frey法进行机械痛阈测试;检测小鼠血生化指标、肝糖原水平探讨TFML改善运动性疲劳的可能机制;检测小鼠下丘脑单胺神经递质、小鼠结肠形态及肠道菌群变化探讨TFML改善病理性疲劳的可能机制。实验研究三:桑叶总黄酮抗抑郁作用及机制研究。选用BALB/c小鼠按体重随机分为溶剂对照组、阳性药组和TFML组,分别于连续给药7 d和单次给药1 h后进行强迫游泳实验和小鼠悬尾实验;采用药理学模型(育亨宾毒性增强实验、5-羟色氨酸(5-hy-droxy-L-tryptophan,5-HTP)诱导的小鼠甩头行为实验、利血平耗竭实验)探讨TFML抗抑郁作用的可能机制。结果1、药效筛选研究发现TFML、TFBL具有抗疲劳活性:(1)小鼠负重游泳实验结果表明,TFML(200 mg/kg)连续给药14 d可显著延长小鼠力竭潜伏期;(2)小鼠跑台实验结果表明,TFML(100 mg/kg、200 mg/kg、400 mg/kg)和 TFBL(50 mg/kg、100 mg/kg)单次给药和连续给药14 d均可显著增加小鼠跑台实验运动距离。(3)在LPS致疲劳模型上,TFML(200 mg/kg)、TFBL(100 mg/kg)单次给药可显著增加小鼠跑台运动距离;抓力测试实验结果显示TFML(200 mg/kg)可显著改善LP S所致小鼠肌肉力量的下降。2、利用LPS和利血平可复制构建小鼠病理性疲劳模型:(1)单次腹腔注射LPS(0.4 mg/kg)24 h后可显著缩短小鼠跑台运动距离。(2)连续腹腔注射利血平(0.2 mg/kg)14 d,可显著缩短负重游泳实验小鼠力竭潜伏期。3、TFML可改善LPS所致小鼠疲劳模型的部分症状:LPS单次腹腔注射24 h后,可显著缩短小鼠负重游泳实验的力竭潜伏期、降低抓力实验中的肌肉力量、增加小鼠强迫游泳实验的不动时间和小鼠眯眼评分;TFML(200 mg/kg、400 mg/kg)连续给药14 d,可显著改善LPS所致小鼠运动耐力的下降、肌肉力量的下降和强迫游泳不动时间的延长。4、TFML可改善利血平所致小鼠疲劳模型的部分症状:利血平连续腹腔注射给药14 d后,可显著缩短小鼠负重游泳实验力竭潜伏期、降低小鼠肌肉力量、显著增加小鼠累计不动时间、显著增加小鼠对机械痛的敏感性。TFM L(200 mg/kg和/或400 mg/kg)伴随连续给药14 d可显著改善利血平所致小鼠运动耐力的下降、肌肉力量的下降、强迫游泳不动时间延长和机械痛阈增敏。5、TFML可改善运动所致小鼠血清中代谢产物的堆积:与正常对照组相比,力竭运动组小鼠血清中氨(NH3)和乳酸(LAC)含量显著增加,肝糖原含量显著降低;TFML(200 mg/kg)可显著降低力竭运动小鼠血清中NH3含量,对LAC和肝糖原水平无显著作用。6、TFML可保护LPS所致小鼠结肠的损伤:小鼠结肠HE染色结果显示:LPS可致小鼠结肠绒毛断裂、排列紊乱、肠壁变薄及炎症细胞浸润,TFML(200 mg/kg、400 mg/kg)可使小鼠结肠绒毛、肠壁及炎症情况趋于正常。7、TFML对LPS疲劳模型小鼠肠道菌群的作用:在门水平上各组间物种组成分析无显著差异。在属水平上,物种差异分析结果显示:LPS 组 g_norank_f_Muribaculaceae、g_unclassified_f_Lachnospiraceae(毛螺菌科)的含量较溶剂对照组显著降低,g_Lactobacillus(乳酸菌)、Prevotellaceae_UCG-001(普雷沃氏菌)的含量较溶剂对照组显著升高;AG组的Muribaculaceae、Lachnospiraceae的含量较LPS组显著升高,g_Lactobacillus的含量较LPS组显著降低;TFML组的Murib aculaceae的含量较LPS组显著升高,g_Lactobacillus的含量较LPS组显著降低。在种水平上,物种差异分析结果显示:与溶剂对照组相比,LPS模型组s_uncultured_bacterium_g_norank_f_Muribaculaceae、Alloprevotella(拟普雷沃菌属)、s_unclassified_f_Lachno spiraceae(毛螺菌科)、s_uncultured_organism_g_norank_f_Muribaculaceae 显著降低,s_unclassified_g_Lactobacillus(乳酸菌)、s_uncultured_Bacteroidales_bacterium_g_norank_f_Muribaculaceae、s_unclassified_g_Prevotellaceae_UCG-001(普雷沃氏菌科)显著增加;与LPS所致疲劳模型组相比,AG组、TFML组s_unclassified_g_Lactobacillus显著降低;AG 组s_uncultured_organism_g_norank_f_Muribaculaceae、s_unclassified_f_Lachn ospiraceae 显著增加;s_unclassified_g_Prevotellaceae_UCG-001 显著降低;TFML 组 s_u ncultured bacterium_g_norank_f_Muribaculaceae、s_gut_metagenome_g_Alloprevotella 显著增加。8、TFML对利血平疲劳模型小鼠肠道菌群的作用:在门水平上各组间物种组成分析无显著差异。在属水平上,与溶剂对照组相比,利血平疲劳模型组各菌无显著性差异。与利血平所致疲劳模型组相比,AG组g_Lachnosp iraceae_NK4A136_group(毛螺菌科)、g_Candidatus_Saccharimonas 显著降低,g_Prevo tellaceae_UCG-001(普罗沃氏菌)、g_norank_f_Muribaculaceae、g_Bifidobacterium(双歧杆菌)显著增加;TFML组g_Candidatus_Saccharimonas、g_Lactobacillus(乳酸菌)显著增加。在种水平上,与溶剂对照组相比,利血平疲劳模型组小鼠s_uncultured_bact erium_g_Alistipes(未培养的泽泻菌)、s uncultured_organism_g_norank f Muribaculace ae相对丰度显著降低;AG组和TFML组未显著逆转该趋势。9、多模型评价TFML的抗抑郁作用:在行为绝望模型中,与溶剂对照组相比,TFML(100 mg/kg)连续7 d给药可显著缩短小鼠悬尾和强迫游泳的不动时间,TFML(400 mg/kg)单次给药可显著缩短小鼠悬尾和强迫游泳的不动时间;自发活动实验结果显示,在受试剂量范围连续7 d给予和单次给予TFML对小鼠中枢神经系统均无兴奋或抑制作用;在小鼠5-HTP诱导甩头实验中,单次给予TFML(100 mg/kg)可显著增加小鼠甩头次数;在育亨宾毒性增强实验中,单次给予TFML(100 mg/kg、200 mg/kg、400 mg/kg)对育亨宾所致小鼠死亡率均无显著影响;在利血平拮抗实验中,与模型组相比,单次给予TFML 400 mg/kg可拮抗利血平(2.5 mg/kg,ip)引起的小鼠眼睑下垂,对肛温下降和运动不能无显著影响。结论1、TFML有抗疲劳活性,对运动性疲劳和慢性疲劳综合征的行为学均有显著改善作用,其中其改善运动性疲劳的机制可能与减少代谢产物堆积有关,改善LPS/利血平所致病理性疲劳可能与调节肠道菌群有关。2、TFML具有抗抑郁药理活性,其机制可能与增强5-羟色胺能系统的功能有关。